探究电路中的电流与电压和电阻的关系

电阻R
10 Ω
电压U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
实验一：控制电阻一定，探究电流与电压的关系
探 实验步骤
1、按电路图连接电路；
（注意：连接电路前先断开开关，并将滑动变阻
究 器滑片移到最大值处,电流表和电压表要选择合适的 量程和正确的接线柱。）
（如5V），记下电流表的示数，把数据记录
程 在表格中；
实验二：控制电压一定，探究电流与电阻的关系
3、更换一个新的电阻，记下其阻值
探 （ 如10Ω ），移动滑动变阻器的滑
片，使电压表的示数保持不变（如
究 仍为5V），记下电流表的示数，把
数据记录在表格中；
过 4、再更换一个新的电阻，记下其阻
值（ 如15Ω ），重复上次实验。
知识 预备
你一定还记得：
1、电压是形成_______的原因。
2、电阻表示导体对________的阻碍作用。
问题
那么通过某一导体的电流与导体两端的电 压、导体的电阻之间是不是存在着某种关系呢？
观察
思考 一、观察以下实验并思考
现象：用两节电池供电时，灯泡发光更____； 分析：灯泡两端的电压升高，灯泡中的电流
“50 Ω 1 A”)，导线若干． (1)请根据图 12－6 甲所示的电路图用笔画线将图乙中的实物 连接完整(注意电流表的量程选择)．
图 12－6
(2)小李实验时，在 a、b 间先接入 5 Ω的电阻，闭合开关， 移动滑片 P，使电压表的示数为 1.5 V，并记下相应的电流值； 再改接 10 Ω的电阻，此时滑片 P 应向____(填“E”或“F”)端移动， 小李移动滑动变阻器的滑片 P 的目的是：__________________.
I/A 0.9
0.8
0.7
0.6
· 0.5
R
· 0.4
· 0.3
· 0.2
· 0.1
· · O 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0
9.0 10.0 U/V
实验二：控制电压一定，探究电流与电阻的关系
1、怎样改变电阻？
换用不同阻值的定值电阻
2、怎样控制电压一定？
移动滑片使定值电阻两端
(3)为了能用到四个定值电阻进行并完成实验，小李应选择 的滑动变阻器的规格是__________ ．他这样选择的理由是： _____________________________________________________.
思维点拨：把 5 Ω的电阻换为 10 Ω的电阻时，电压表的示 数变大，滑动变阻器接入电路中的电阻要变大才能使电压表的
电流同时受电压、电阻两
个因素的影响，我们该用什么
探 方法来研究每一个因素是怎样
影响的呢？
究 确定研究方法：控制变量法
具体做法：
过
1.控制电阻一定，探究电流与电压的关系。
程
2.控制电压一定，探究电流与电阻的关系。
讨论 要探究当电阻一定时，
探
ห้องสมุดไป่ตู้
电流与电压的关系，应如何 设计实验方案？
究 你可以这样考虑：
1 2 3
电阻R/Ω
5 10 20
电流I/A
0.48 0.24 0.12
(4)小周同学发现有一个小灯泡，于是用这个小灯泡替换 20
Ω的电阻后，继续进行实验．电表测得示数如图 12－18 所示，
可知小灯泡的阻值是______Ω.
图 12－18
6.．如图所示是“探究电流与电压的关系” 的实验电路图。
请回答下列问题： （1）探究电流和电压关系时，应保持 _________不变，同时向______（填“左” 或“右”）移动滑动变阻器的滑片，使电压 表的计数增大，并记下电流表的读数。 （2）探究电流和电阻的关系时，也要 移动滑片，其目的 ____________________。
练一练 1．已知R1＝3R2，分别把R1、R2接到6 V的电源 上，通过它们的电流比I1∶I2等于（ A ）
A．1∶3 B．3∶1 C．2∶1 D．4∶1
2．一导体接到电路中 ，如果把它两端的电压增 大到原来的三倍，下列说法中正确的是（ D）
A．它的电阻是原来的三倍 B．它的电流保持不变 C．它的电流是原来的三分之一 D．它的电流是原来的三倍
7.．有一根导线，如果在它两端加上12 V 电压，通过它的电流是0．4 A，那么它的 电阻是________Ω；如果在这根导线两端 加15 V电压，通过它的电流是________A， 它的电阻是________Ω；如果这根导线两 端电压为零，则通过它的电流为 ________A，它的电阻是________Ω。
图 12－17 (1)请你依题中的实物连接图，在方框内画出相应的电路 图．
(2)实验中，小周同学先将 5 Ω的电阻 R 接入电路，电路连 接完全正确，将滑动变阻器阻值调至最大处，闭合开关 S 就直 接读出了电流表的示数，并把数据记录在表格中．然后再分别 用 10 Ω和 20 Ω的电阻替换 5 Ω电阻，重复上述操作．他在实验 操作过程中的错误是没有保持电阻 R______________不变．
(3)小周同学发现错误后重新进行实验，得到的数据如下表 所示．根据表中的实验数据得出的结论是：________________ ______________________________________________________ _______________.
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物理量 实验次数
示数不变．
答案：(1)如图 17 所示．
图 17
(2)F
保持定值电阻两端的电压为 1.5 V 不变(或保持电压
表的示数不变)
(3)“50 Ω
1 A”
当把 20 Ω的电阻接到电路中时，要使
电压表的示数为 1.5 V，滑动变阻器接入电路中的电阻应为 40
Ω，故选“50 Ω 1 A”
6．(2010 年梅州)小周同学在做“探究电流与电阻的关系” 的实验时，他设计连接了如图 12－17 所示的实物连接图．
V
P
次数
R1/W
I/A
R1
R2
1
2
0.40
A
2
4
0.32
S
3
8
0.25
4. 、从图像你能获取哪些信息？
U/V
R1
R2
3
2
1
O
0.1 0.2 0.3 0.4
I/A
5..在探究电流与电阻的关系的实验中，如 果将定值电阻5Ω换为10Ω的电阻时，滑动 变阻器接入电路中的阻值如何变化才能保 证定值电阻R两端电压不变？
程
进行实验
控制变量
电压U 电阻R/Ω 电流I/A
5V 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 1 0.5 0.33 0.25 0.2 0.17
自变量
因变量
分析数据 归纳结论
当电压一定时，电流跟电阻成反比。
探
5、分析数据，得出结论 当电压一定时，通过导体的电流
究 跟它的电阻成反比。
随之_______。
观察
思考 二、观察以下实验并思考
电流与电阻有关。电路中电阻增大，电路中的 电流反而_______。
从以上实验我们看到：
电路中的电流与电压和电阻有关系。电 路中的电流随电压的增大而增大，随电阻 的增大而减小。
那么，它们之间究竟有着怎样的定量 关系呢？
本节课我们通过实验来探究这个关系。
过 2、闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电
压表的示数成整数倍增加（如分别为0.5V、1V、 2V），依次记下电流表的示数，把数据记录在
程 表格中。
3、分析数据，得出结论
探 当电阻一定时，通过导体的电流跟它两端
的电压成正比。
究 4、本实验中滑动变阻器的作用是什么？
改变定值电阻两端的电压
过
程
绘制图象
考点 2 探究电流、电压和电阻的关系
【例 2】(2012 年广东)在“探究一定电压下电流与电阻的关 系”的实验中，老师提供的实验器材有：电源(电压恒为 4.5 V)， 电流表、电压表各一个，开关，定值电阻四个(阻值分别为 5 Ω、 10 Ω、15 Ω、20 Ω)，滑动变阻器两个(规格分别为“20 Ω 2 A”、
6、本实验中滑动变阻器的作用是：
过 控制定值电阻两端的电压保持不变。
程
进行实验
Ｒ/ Ω
在分析实验数据时，还可采用图像法 保持压不变时，电流随电阻变化的图像。
． １５.
１０.
．
５. ..
O 0.２ 0.３
．
.
0.６ I/A
电流、电压、电阻的关系是：
1. 电阻一定时， 电流跟电压成＿正＿比＿关系。 2. 电压一定时， 电流跟电阻成＿反＿比＿关系。
8.．一个电阻两端加上30 V电压时，通过它的电 流是6 A，现给它两端加上15 V的电压时，它的
电阻是（ ） A．5Ω B．2．5Ω C．0．2Ω D
．7．5Ω
9..在“探究电流跟电阻关系”的实验中，小刚设计的实验电路 图如图所示：
（1）请用笔划线代替导线，按电路图将实物连接起来。 （2）小刚移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2V，读出并 记下电流值；再将5Ω的电阻改接成10Ω的电阻，发现电压表示数大 于2V，于是他下一步的操作是：______________，使_______并记 下电流值；再改接20Ω的电阻，重复上述实验。 （3）此实验得到的结论是_______。
3.某同学按如图所示的电路研究通过导体的电 流跟导体电阻的关系。电源电压保持不变，他不断
改变电阻箱R1(符号用 表示)的阻值，测得相应的 电流如下表。分析表中数据可知：电流跟电阻 _不__成__反__比___，这与其他同学的结论不一样，其原因 是___没__有__保__持__电__压__一__定____。
1、要测量哪些物理量？
过 导体中的电流I和导体两端的电压U
2、需要什么测量工具？
程 电流I——电流表；电压U——电压表
3.用什么来改变导体中的电流和导体两 端的电压呢？
滑动变阻器
4 还需要哪些实验器材呢？ 电源，开关，导线，定值电阻。
5.怎样设计电路图呢?
S
A
R
R' V
6.怎样连接？
7.怎样设计表格？
的电压保持不变
3、滑动变阻器的作用？
①使得定值电阻两端 电压保持不变。
②保护电路
实验二：控制电压一定，探究电流与电阻的关系
实验步骤
探 1、按电路图连接电路；
（注意：连接电路前先断开开关，并将滑动变阻器
究 滑片移到最大值处,电流表和电压表要选择合适的量程
和正确的接线柱。）
过
2、记下电阻值（如 5Ω ），闭合开关，移动 滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为某一值