2022-2023學(xué)年九年級物理重難點微課（人教版）：第20講 探究電流與電阻的關(guān)系實驗

九年級物理重難點微講座第20講探究電流與電阻的關(guān)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。二、實驗方法：控制變量法。實驗中，需要控制定值電阻兩端的“電壓”不變。三、本實驗中滑動變阻器的作用：1.保護(hù)電路；2.保持定值電阻兩端的電壓不變。四、實驗記錄表設(shè)計示例實驗次數(shù)123456電阻/Ω電流/A五、實驗數(shù)據(jù)分析運用圖像分析法，將實驗收集到的數(shù)據(jù)，描點到直角坐標(biāo)系，用平滑曲線連接。從圖像中可以看出，這是一條反比例圖像。所以當(dāng)電壓一定時，電流與電阻成反比。六、實驗結(jié)論：當(dāng)電壓一定時，電流與電阻成反比。七、幾個問題1.當(dāng)定值電阻由小電阻換成更大的阻值的電阻時，滑動變阻器向接入阻值變大的方向滑動，還是向接入阻值變小的方向滑動？滑動變阻器向接入阻值變大的方向滑動。2.還有其它方法改變定值電阻的阻值嗎？有。比如：接入電阻箱等。3.如何確定定值電阻兩端電壓保持多少比較合適？根據(jù)電源電壓和定值電阻中阻值最大的電阻的阻值、滑動變阻器的最大阻值來確定。U=（4.為什么要多次改變定值電阻的阻值，測出相應(yīng)的電流值？（1）為了獲得電流與電阻間的變化規(guī)律；（2）避免一次性實驗帶來結(jié)論的偶然性?！纠}分析】【例題】在探究電流與電阻關(guān)系的實驗中，所用實驗器材均完好，如圖所示，電源電壓為6V不變，定值電阻分別為10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，滑動變阻器規(guī)格為“20Ω1A”。（1）實驗前，發(fā)現(xiàn)電流表的指針位置如圖甲所示，原因是電流表___________。（2）如圖乙所示，導(dǎo)線應(yīng)與滑動變阻器的___________接線柱相連。（3）電路連接完成后，分別用10Ω、15Ω、20Ω的電阻進(jìn)行實驗，正確操作，記錄的數(shù)據(jù)如下表所示，則實驗中控制電壓表的示數(shù)為_____V不變。當(dāng)使用30Ω的電阻做實驗時，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片都無法使電壓表的示數(shù)與前三次相同，為了繼續(xù)完成第四次實驗，如果只能更換電源，則電源電壓應(yīng)不高于_____V。實驗次數(shù)1234R/Ω10152030I/A0.30.20.15（4）分析實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論：在電壓一定時，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成______?！痉治觥浚?）實驗前，電流表有示數(shù)，即指針沒有在零刻度，原因是電流表指針沒調(diào)零。（2）變阻器應(yīng)一上一下接，所以應(yīng)該接C或D。（3）取第1組數(shù)據(jù)，電壓為U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V則實驗中控制電壓表的示數(shù)為3V。30Ω電阻分壓為3V，所以電流為：I=U2R=3V30Ω=0.1A。變阻器取最大20Ω，變阻器分壓：U3=IRP=0.1A×20Ω=2V。電源電壓最大為（4）由表格可知：在電壓一定時，電流和電阻乘積為定值，所以在電壓一定時，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比?！敬鸢浮浚?）沒調(diào)零（2）C或D（3）35（4）反比【實踐應(yīng)用】1.在“探究電流與電阻的關(guān)系”實驗中，實驗器材有:電源（電壓恒為4.5V）、電流表、電壓表、滑動變阻器（標(biāo)有“20Ω2A”字樣）和開關(guān)各一個，定值電阻五個（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω），導(dǎo)線若干。（1）將圖甲實驗電路連接完整；（2）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片P移到最______端；（3）圖乙是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的定值電阻的I-R圖象，其中陰影面積的物理意義是______，其數(shù)值為______。2.如圖甲是“探究電流與電阻的關(guān)系”的實驗電路圖，實驗器材有：電源（輸出電壓為6V）、電流表、電壓表、滑動變阻器和開關(guān)各一個，定值電阻5個（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）和導(dǎo)線若干。（1）連接電路，閉合開關(guān)，電流表指針偏到零刻度線左邊，如圖乙，原因是______；（2）正確連接電路，用上述5個定值電阻進(jìn)行實驗得到5組數(shù)據(jù)，作出電流與電阻的關(guān)系圖象如圖丙、實驗中定值電阻兩端的電壓保持__V，滑動變阻器的最大阻值應(yīng)不小于__Ω；（3）為了更直觀地表示電壓不變時電流與電阻的關(guān)系，可以改變橫坐標(biāo)，處理數(shù)據(jù)后畫出電流I與______的關(guān)系圖線。3.在“探究電流和電阻的關(guān)系”實驗中，器材有：電源（6V），電阻箱（0-9999Ω），滑動變阻器（200Ω1A），電壓表、電流表，開關(guān)和導(dǎo)線若干；（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，將實物電路連接完整，使滑片向左移動時電阻減??；（2）第一組數(shù)據(jù)的測量過程中，有下列步驟，正確的順序是______；①保持開關(guān)斷開，連接實物電路；②檢查電路無誤后閉合開關(guān)；③讀出電流表的示數(shù)，斷開開關(guān)；④將滑動變阻器的金屬滑片置于阻值最大處；⑤轉(zhuǎn)動電阻箱的旋鈕使它的阻值為20，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為4V。將電阻箱調(diào)到15Ω，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)如圖所示，示數(shù)為______A，該電流值與15Ω電阻值______（填“能”或“不能”）作為第二組數(shù)據(jù)記在表格中，此時電壓表示數(shù)為0V可能發(fā)生的故障是______。【參考答案】1.【答案】（1）（2）左（3）定值電阻兩端電壓2.5V【解析】（1）滑動變阻器需要“一上一下”接入電路，下邊已經(jīng)接入，只需將上邊任一接線柱與定值電阻一端相接即可。電流表需與被測電器串聯(lián)，所以需將電流表的“—”接線柱與定值電阻的一個接線柱相連，如答案圖所示。（2）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片P移到最大阻值處，即最左端。（3）乙圖中陰影部分中，橫坐標(biāo)是電阻，縱坐標(biāo)是電流，其乘積為IR,所以表示的是電阻兩端的電壓，其值為U=IR=0.5A×5Ω=2.5V。2.【答案】（1）電流表正負(fù)接線柱接反（2）250（3）電阻R的倒數(shù)1/R【解析】（1）連接電路，閉合開關(guān)，電流表指針偏到零刻度線左邊，如圖乙，這是因為電流表的正負(fù)接線柱與電源正負(fù)極接反了，導(dǎo)致指針反向偏轉(zhuǎn)。（2）由圖可知:當(dāng)所用定值電阻的阻值為5Ω時，電流為0.4A，定值電阻兩端的電壓為:UR=IR=0.4A×5Ω=2V。完成實驗中，電路中最小電流為：I小=URR=2V25Ω=225A。此時滑動變阻器的電阻為：R滑=（3）在電壓一定時，電流和電阻成反比，電流和電阻的倒數(shù)成正比，其圖像是經(jīng)過遠(yuǎn)點的一條傾斜的直線，所以為了更直觀地表示電壓不變時電流與電阻的關(guān)系，可以畫出電流I與電阻R的倒數(shù)1/R的圖像。3.【答案】（1）（2）①④②⑤③（3）0.24不能電阻箱被短路【解析】【解析】（1）滑片向左移動時電阻減小，連接變阻器左下方的接線柱，如答案圖所示。（2）實驗步驟：①保持開關(guān)斷開，連接實物電路；④將滑動變阻器的金屬滑片置于阻值最大處；②檢查電路無誤后閉合開關(guān)；⑤轉(zhuǎn)動電阻箱的旋鈕使它的阻值為20，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為4V；③讀出電流表的示數(shù)，斷開開關(guān)。由圖可知：電流表