2022-2023學年九年級物理重難點微課（人教版）：第19講 探究電流和電壓的關系實驗

九年級物理重難點微講座第19講探究電流與電壓的關系實驗【知識講解】一、實驗電路圖注意：電壓表要與定值電阻相并聯(lián)；定值電阻才是研究的對象，滑動變阻器與電源組成一個可以改變電壓的電源。二、實驗方法：控制變量法。實驗中，需要控制“電阻”不變。所以要用定值電阻，實驗時要快速讀數，避免長時間加熱時，電阻溫度升高，阻值變化造成的影響。三、本實驗中滑動變阻器的作用：1.保護電路；2.改變定值電阻兩端的電壓。四、實驗記錄表設計示例實驗次數123456電壓/V電流/A五、實驗數據分析運用圖像分析法，將實驗收集到的數據，描點到直角坐標系，用平滑曲線連接。從圖像中可以看出，這是一條過原點的直線。所以當電阻一定時，電流與電壓成正比。六、實驗結論：當電阻一定時，電流與電壓成正比。七、幾個問題1.出現“電壓越高，電流越小”的情形是什么原因？將電壓表與滑動變阻器并聯(lián)了。2.還有其它多次改變電壓的方法嗎？有。比如：改變串聯(lián)干電池的節(jié)數；使用學生電源，選擇不同的電壓檔位等。3.可以使用小燈泡代替定值電阻嗎？不可以。因為本實驗需要控制“電阻不變”。小燈泡的燈絲電阻隨溫度的改變而改變，無法控制“電阻不變”。4.為什么要多次改變電壓，測出相應的電流值？（1）為了獲得電流與電壓間的關系規(guī)律；（2）避免一次性實驗帶來結論的偶然性?！纠}分析】【例題】用如圖甲所示的電路探究“通過導體的電流與電壓的關系”，電源電壓為3V，定值電阻R的阻值為10Ω，滑動變阻器R′的最大阻值為20Ω。（1）用筆畫線代替導線把圖乙所示的實物圖連接完整，要求滑片P向右移動時電流表示數變小；（2）閉合開關前將滑動變阻器的滑片調至B端的目的是______。閉合開關，移動滑片，發(fā)現電流表無示數，電壓表示數接近電源電壓，若電路僅有一處故障，故障是______；（3）排除故障后，調節(jié)滑動變阻器，記錄數據如下表。請在圖所示的坐標紙中把未標出的兩個點描出來并畫出I-U圖像；實驗次數12345電壓U/V1.22.02.22.42.8電流I/A0.120.200.220.240.28分析圖像可得：?！痉治觥浚?）要求滑片P向右移動時電流表示數變小，即連入電路中的電阻變大，所以應該將滑動變阻器接的A接線柱與定值電阻右接線柱相連，如答案圖所示。（2）為保護電路，閉合開關前將滑動變阻器的滑片調到最大值B端。電流表無示數，可能斷路故障，電壓表示數接近電源電壓，說明電壓表和電源連接，可能是定值電阻R斷路。（3）觀察已經描出的點可以發(fā)現，還有當電壓為2.0V和2.4V時的兩個點未描出，根據表格中的數據在坐標系中描出這兩點，用平滑曲線將描點連線如答案圖所示。由圖像分析可以看出：這是一條過原點的直線，所以當電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比?！敬鸢浮浚?）（2）保護電路R斷路（3）當電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比?！緦嵺`應用】1.某實驗小組探究電流與電壓的關系。實驗中電源電壓恒為2V，定值電阻R為5Ω，實驗電路圖如圖甲所示。實驗序號123U/V0.51.02.0I/A0.10.20.4（1）請根據電路圖，用筆畫線表示導線，連接圖乙所示的實物電路（要求導線不能交叉）；（2）連接好電路后，閉合開關，發(fā)現無論怎樣移動滑片，電壓表的示數約為3V保持不變，電流表的示數幾乎為零，則電路的故障可能是__________（選填“定值電阻R短路”“定值電阻R斷路”或“滑動變阻器斷路”）；（3）排除故障后，將多次實驗測得的數據記錄在表格中，請根據表格中的數據，在圖丙的坐標圖中畫出定值電阻R的I-U圖像。（4）分析圖像可知，電阻一定時，電流與電壓成__________比。2.在探究通過導體的電流與導體兩端電壓的關系時，小明設計了如圖-1所示電路。電源電壓為3V且保持不變，R為定值電阻。（1）連接電路時，開關應處于______狀態(tài)；閉合開開關前滑動變阻器的滑片P應處于______處；（2）閉合開關S，發(fā)現電壓表示數接近3V，電流表指針幾乎不偏轉，移動滑片P的過程中，兩表示數均無變化。已知導線、儀表均完好，且接觸良好，則故障原因是______；（3）排除故障后，閉合開關S，小明改變電阻R兩端的電壓，進行了多次實驗，實驗數據記錄如下表。試驗次數1234電壓表示數U/V1.01.52.02.5電流表示數I/A0.100.150.200.25①請根據表中數據，在圖-2中用描點法畫出導體中的電流I與導體兩端電壓U的關系圖象；②分析數據可得：當導體電阻一定時，導體中的電流與導體兩端的電壓成______；（4）在此實驗中改變電阻R兩端的電壓是通過改變______來實現的；（5）此實驗中多次測量尋找普遍規(guī)律的目的與下面的______（選填“A”或“B”）實驗中多次測量的目的相同。A．探究電流與電阻的關系B．測量未知電阻的阻值【參考答案】1.【答案】（1）（2）定值電阻R斷路（3）（4）正【解析】（1）由乙圖可知：滑動變阻器下端已經連入電路，只需將上邊任一接線柱連入電路即可，如答案圖所示。（2）電流表的示數幾乎為零，故障為斷路故障，電壓表測的是電阻電阻的電壓，其值與電壓約為電源電壓，說明電壓表所測以外的部分電路完好，所以是定值電阻R斷路。（3）將對應的電壓值和電流值在坐標系中描出相應的點，用平滑曲線連接即可，如答案圖。（4）分析圖像可知：圖像是一條過坐標系原點的直線，所以當電阻一定時，電流與電壓成正比。2.【答案】（1）斷開最大阻值（2）電阻R斷路（3）①（3）②正比（4）滑動變阻器接入電路的阻值（5）A【解析】（1）連接電路時，電鍵應斷開，滑動變阻器的滑片應該位于最大阻值處。（2）電流表的示數幾乎為零，故障為斷路故障，電壓表測的是電阻電阻的電壓，其值與電壓約為電源電壓，說明電壓表所測以外的部分電路完好，所以是定值電阻R斷路。（3）①將對應的電壓值和電流值在坐標系中描出相應的點，用平滑曲線連接即可，如答案圖。②分析圖像可知：圖像是一條過坐標系原點的直線，所以當電阻一定時，電流與電壓成正比。（4）在此實驗中改變電阻R兩端的電壓是