实验一 探究电流与电压的关系

【设计与进行实验】

1. 电路设计及连接

2. 连接电路的注意事项

(1)连接电路时开关应断开

(2)闭合开关前滑片应移到阻值最大处

3. 滑动变阻器的作用

(1)保护电路，防止损坏电路元件

(2)改变定值电阻两端的电压，以进行多次测量

4. 电流表、电压表的使用和读数

5. 电表指针异常及电路故障分析

6. 控制变量法的应用(控制定值电阻的阻值不变，移动滑片改变定值电阻两端的电压，观察电流表示数)

7. 滑片移动方向的判断(根据串联分压原理，若要增大定值电阻两端的电压，滑动变阻器滑片应向阻值变小的方向移动)

8. 动态电路分析

【分析数据和现象，总结结论】

9. 实验数据处理和分析

(1)根据数据绘制I－U图像(先描点，然后顺次连接各点)

(2)根据数据或I－U图像总结结论

(3)根据数据计算定值电阻阻值(任取一组数据利用R＝U/I计算)

(4)判断错误数据并解释

①分析比较各组数据电压与电流的比值是否相同，找出不同的一组数据

②结合滑动变阻器的规格，利用UR/R＝(U-UR)/R滑分析判断不是实际实验得出的一组数据

【交流与反思】

10. 此装置还能完成的实验(测量定值电阻的阻值)

11. 实验评估和反思

(1)从控制变量法的要求角度评估(实验操作和结论是否保持电阻不变)

(2)从实验电路角度评估(得出“电阻一定时，电流随电压增大而减小”的原因是将电压表并联在滑动变阻器两端)

12. 将定值电阻换成小灯泡后不能得出正确结论的原因(小灯泡灯丝电阻受温度影响)

13. 电表内阻对实验的影响

(1)电流表外接：考虑电压表有内阻，电流表的测量值偏大

(2)电流表内接：考虑电流表有内阻，电压表的测量值偏大

实验结论：

导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比．

一题练透一实验

例1　小飞在做“探究电流与电压的关系”实验时，准备了以下器材：两节新的干电池，电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻(10 Ω)、 开关、导线若干．

(1)在按图甲连接实物时，开关必须处于_断开_状态，在实物图中，滑动变阻器的滑片要移到_最左端_ (选填“最右端”或“最左端”)．

题图

(2)如图乙是小飞连接好的实验电路，小冲在一旁观察后指出小飞没有按照图甲正确连接实物，请你在实物图上对连接错误的一根导线打“×”，并用笔补画一根线代替导线将电路连接正确．

(3)问题解决后，他们接入10 Ω的电阻进行实验，并得出下表中的数据，对数据进行分析后得出实验结论是：导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。

(4)电路连接正确后，闭合开关，发现电流表有示数，电压表示数接近电源电压，移动滑片，两表示数均不变，电路中存在的故障可能是_滑动变阻器短路_．

(5)排除故障后，移动滑片P到某一位置时电流表示数如图丙所示，此时通过电阻的电流为 __0.12_A，若要增大电阻两端的电压，应将滑片P向__右__(选填“左”或“右”)端移动．

(6)请根据表中数据，在图丁中描绘出电流随电压变化的关系图像．

(7)进行实验时，移动滑片的过程中发现随着电压表示数的增大，电流表示数却逐渐减小，检查电路后发现连接的电路存在问题，问题是_将电压表并联在滑动变阻器两端_．

(8)将定值电阻换成小灯泡，保持其他元件及连接方式不变进行实验，__不能__(选填“能”或“不能”)得出电流与电压的正确结论，原因是_小灯泡的灯丝电阻随温度升高而变大_．

(9)实验操作过程中，滑动变阻器损坏，添加一个变阻箱，设计了如图戊所示电路．请你分析设计的改进电路能否完成本实验？__能__(选填“能”或“不能”)，若能完成，请写出实验方案，若不能，请说明原因：___通过改变电阻箱的阻值改变通过定值电阻R的电流，通过串联电路电压关系计算出定值电阻两端的电压___．

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