14探究电流与电压

1、14探究电流与电压实验十四探究电流与电压、电阻的关系一、实验介绍考纲要求：设计探究导体中电流与电压关系的实验。知道实验目的和器材，能根据探究的需要，设计实验方案、选择实验器材，能画出实验电路图，学会设计记录实验数据的表格，学会正确连接实验电路，能根据实验数据得出导体中电流与电压的关系。实验目的：探究通过金属导体的电流与它两端的电压之间的关系，形成电阻的概念，从而得到电流与电压、电阻之间的关系。实验器材：若干节干电池、电键、金属导体（可选23种阻值不同的标准电阻）、电压表、电流表、导线若干科学方法：控制变量法（一）设计方案1.怎样用上述器材研究通过金属导体的电流与导体两端的电压之间的关系？2.用

2、什么方法可以改变导体两端的电压？3.电压表、电流表在连接时应该注意什么？（二）实验要求实验步骤：1.设计实验电路图（如下图）2.设计记录电流和电压的表格。4.闭合电键，将测量得到的I和U填入表中。5.三次改变电源电压（改变干电池节数），再将I和U记入表中。6.建立U-I坐标系，作导体的U-I图线。7.根据同一导体的U-I图线思考导体的电流I与电压U之间的关系。8.分析几个不同的U-I图线，讨论相同、不同之处。实验说明由于在教材中探究导体中电流与电压关系的实验处于滑动变阻器知识点之前，因此只能够通过改变电源电压来得到多组数据。在初中物理电学试验中，电源电压通常使用的是干电池，因此我们可以通过改变

3、干电池的节数来改变通过导体的电流和导体两端的电压，但是要注意：干电池使用时是以串联的方式连接的。接入干电池前电键要断开。连接时电键始终保持断开。电压表并联在导体两端，电流表串联在电路中，都遵从“正进负出”。闭合电键前使滑动变阻器接入电路中的阻值最大。物理思想：本实验类型为探究型实验，实验的主要目的是探究导体接入电路后电流与电压的关系。在实验过程中，如果只选取一个导体进行实验时，实验数据可能存在偶然性。因此不仅仅就同一导体进行多次测量，需要换取不同阻值的导体进行多次测量，以此从一般现象得到普遍的规律。在教材中本实验又是铺垫，通过这个实验的讨论可以引出欧姆定律和电阻的概念。从而对导体本身以及导体接

4、到电路中时的特点进行进一步的研究。数据讨论：将同一导体的各组数据画到坐标系中能够发现，将各点连结起来是一条通过原点的倾斜直线。这就说明横坐标所表示的电流I与纵坐标所表示的电压U是成正比的。再将不同导体的各组数据画到同一张坐标系中各自连成直线，可以发现每一条都满足成正比的条件。但不同导体之间的区别就在于斜率不同，而坐标系中的斜率就是电压U与电流I的比值。因此可以分析得出不同导体，U/I是不同的。实验结论：初步分析：同一导体，导体两端的电压越大时，通过导体的电流越大，且电流与电压成正比。不同导体，导体两端的电压相同时，通过导体的电流不同。通过初步分析就能够得出导体接入电路后电流与电压的变化关系，也

5、就是欧姆定律。进一步分析：同一导体，导体两端的电压与通过导体的电流的比值相同。不同导体，导体两端的电压与通过导体的电流的比值不同。通过进一步分析可以发现导体接入电路中，两端的电压和通过的电流的比值能够代表导体的某种性质，物理上定义这种性质为电阻，电阻的大小为电压与电流的比值。注意：电压是产生电流的原因，电压是起因，电流是结果，总结结论时因果关系不能倒置。二、考情分析1(2010年上海中考)小华和小海同学为了探究导体中电流与电压的关系，他们用A、B 两个导体进行实验，实验中多次改变导体两端的电压大小，并将测量的数据记录在表一、表二中。表一表二,(1)分析比较实验序号1、2、3或4、5、6中的电流

6、与电压变化的倍数关系，可得出的初步结论是：对同一导体，_。(2)分析比较实验序号3、5的数据，他们提出了猜想：在电压相同的情况下，通过不同导体的电流不相同。为验证上述猜想，在已有表一、表二实验数据的基础上，小华重新预设了B导体两端的电压，并测出相应的电流值小海分析了小华的测量数据后，认为小华的测量数据有问题，他未测量便修改了数据，如表三所示。你认为小海修改数据的做法_，理由是_。为了达到验证上述猜想的目的，请结合表一、表二的实验数据，分析表三设计的不足之处：_。表三【出题背景】这是物理中考试题中的一道实验数据的综合分析题。在初中物理的学习过程中，我们不仅要掌握相关的物理知识，以形成相关的物理知

7、识结构体系，而且要理解物理学中一些基本概念、基本规律的形成过程，进而懂得一些探索自然规律的基本方法。这里主要用到了控制变量法、实验归纳法等一些常见的自然科学分析研究方法。【解题思路】首先从表一或表二所给定的三组数据中可以发现电流与电压成正比关系。虽然笑话根据新的猜想，重新设定了电压值，但是他所设定的电压值是不符合控制变量思想的，因为各导体两端的电压不同，则无法观察分析不同导体对电流的影响作用。而小海的做法又显然违背了科学精神，对于任何一个实验，我们首先要尊重客观事实，不能随意编造数据。如果发现数据与已知的理论不符，则应该重新实验获取数据。三、立即冲刺基础题1德国科学家_发现，在一定温度下，导体

8、中的_与它两端所加的_成正比，通常称为_定律，数学表达式为_。2一段导体两端电压为5V时，导体中的电流强度为0.5A，若导体两端电压增加一倍，导体中的电流为_。3在“探究导体中电流与电压关系”实验中，连接电路时，电键应该是_的，电流表必须_连接在电路中，必须使电流从它的_接线柱流进(选填“”或“”)。4对于金属导体，还必须满足下列哪一个条件才能在导体中产生恒定的电流()A有可以自由移动的电荷B导体两端有电压C导体内存在电场D导体两端加有恒定的电压5对欧姆定律的理解，下列说法中错误的是()A对同一导体，导体中的电流与这段导体两端电压成正比B在相同电压时，导体的电阻越大，通过的电流越小C在相同电压

9、时，导体的电阻与电流成反比D对同一导体，导体两端电压与通过电流的比值不变6在“探究导体中的电流与电压关系”的实验中，某同学连接的实物电路如图所示。请指出图中两处错误：_；_。第6题图7在“探究导体中的电流与电压的关系”的实验中，小华设计的实验报告(部分)如下，提高题1某小组在探究电流与电压关系的实验后，作出了如图所示的UI图像。(1)分析观察可以看出甲导体或乙导体的UI图像都是_；第1题图(2)分析观察图中A、B、C(或D、E、F)三点的电流与电压的变化倍数关系，可归纳出的初步结论是_；(3)分析观察图中_两点的数据，可归纳出的初步结论是：导体两端的电压相同时，通过不同导体的电流不同。(4)进

10、一步分析比较A、B、C和D、E、F的数据可得：_。2某同学按如图所示的电路进行实验。实验时，R用了A、B两个不同的导体，通过改变滑动变阻器的滑片P的位置做实验，将得到的实验数据记录在表中。该同学将这些数据用描点的方法，在坐标系中作出它们的UI图线，如图乙所示。(1)根据UI图线中A、B都是通过原点的直线，可以得出的初步结论是_。(2)观察这两个导体的UI图线，它们的相同之处可以说明_ _，不同之处可以说明_。0.4 0.6 0 0.1 0.2 0.3甲乙第2题图3某小组同学想研究影响电流大小的第3题图因素，实验前该小组同学有两个猜想：电压会影响电流；导体会影响电流，不同导体对电流的阻碍作用是不

11、同的。针对自己的猜想该小组同学进行实验研究，他们利用如图所示的电路，分别将导体甲、乙、丙接入电路的M、N两端进行研究。用改变串联电池节数的办法改变导体两端电压，进行了三组实验，并记录数据如表一、表二、表三。表一导体甲表二导体乙表三导体丙(1)分析比较实验序号9)可初步得出的结论是：_；(2)分析比较实验序号1、4、7(或2、5、8或3、6、9)可初步得出的结论是：_；(3)为了进一步比较不同导体对电流的阻碍作用，该小组同学对表一、表二和表三实验数据进行了进一步的分析，并且发现_。4为了研究导体的某种性质，某小组分别用甲、乙、丙三个导体进行了实验，记录的有关数据如表一、表二、表三所示。表一(导体

12、甲)表二(导体乙)表三(导体丙)(1)、11、12)中的数据及相关条件，可得出的初步结论是：_。(2)分析比较实验序号_中的数据及相关条件，可得出的初步结论是：当电压相同时，通过不同导体的电流不同。(3)该小组中的甲、乙两位同学进一步综合分析比较了表一、表二、表三中的数据及相关条件，甲同学认为：不同导体两端的电压与通过导体的电流的比值不同，它反映了导体的某种电学性质；乙同学认为：分析比较实验序号1与11或2与7或6与12有关数据可以得出，不同导体，在不同的电压下通过的电流可以相同，所以导体的某种电学性质与电压大小有关，与导体无关。请判断：甲同学的结论_，乙同学的结论_。(均选填“完整”、“不完

13、整”或“错误”)。(4)你认为导体的某种电学性质应该是_。5在学习“电流电压”这节内容后，小丁同学进行了如下活动：(1)小丁同学提出猜想：对于某导体来说，导体两端所加的电压越大，导体中的电流越大。你认为小丁同学提出猜想的依据可能是_；(2)为了验证猜想，小丁同学将某一导体作为研究对象，用若干节干电池、电流表、电压表、电键和若干导线正确连接电路进行实验，并将实验数据记录在右表中。请在空白处填写相关的栏目。(3)观察表格中的数据，你认为小丁同学从第2次实验到第3次实验，需要进行哪些操作？_；(4)小丁同学对表格中的数据进行分析比较，并归纳得出结论：对于某导体来说，导体中的电流与导体两端所加的电压成

14、正比。你认为小丁同学的实验结论与猜想有无差异？若有差异，写出差异所在。_ _；就小丁同学通过实验得出结论的过程，你认为是否合理？请简要说明理由。,拓展题1在做“探究导体中电流与电压的关系”实验时，小明同学先后利用A、B和C三个导体作为研究对象进行实验，表一、表二和表三为他的实验记录表。表一导体A表二导体B表三导体C(1)分析比较实验序号1、2、3或4、5、6或7、8、9数据中电流随电压变化的倍数关系，可得出的初步结论是：_。(2)分析比较实验序号_的数据，可得出的初步结论是：_，即不同导体对电流的阻碍作用不同。(3)进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据，并归纳得出结论。(a)分析比较表一

15、、表二或表三中的数据，可得：_。(b)分析比较表一、表二和表三中的数据，可得：_。(4)联系第(2)、(3)小题的结论，还可以发现：_。2在做“探究导体中电流与电压的关系”实验第2题图时，某小组同学利用A、B、C三个不同的导体作为研究对象分别接在如图所示的M、N两点间进行实验。表一、表二和表三为该小组同学的实验记录表。表一表二表三(1)实验中可以通过改变_的方法改变M、N两点间的电压。(2)分析比较实验序号1与4与7(或2与5与8、3与6与9)数据中的电流与电压的关系及相关条件，可以得出的结论是：_。(3)分析比较_的数据及相关条件，可得出的初步结论是：在电压相同时，通过导体的电流与导体有关。

16、(4)进一步分析数据还可以得出的结论有：分析比较实验序号(1、4、7)或(2、5、8)或(3、6、9)的数据和相关条件，可以得出的结论是：_。分析比较实验序号(1、4、7)与(2、5、8)与(3、6、9)的数据和相关条件，可以得出的结论是：_。3在“探究导体中电流与电压的关系”实验中：(1)提供的实验器材：电流表、电压表各1只，导体1段，电键1个，电池若干，导线若干。为得出比较完整的实验结论，还需要的实验材料是_。(2)根据已提供的实验器材，为了研究导体中电流与电压的关系，可以采用改变_的方法来改变导体两端的电压。补充了实验材料后，某小组同学进行实验，实验数据记录在表一、表二、表三中。表一(导

17、体甲)表二(导体乙)表三(导体丙)(3)分析比较实验序号9)中电流和电压的变化关系得出的结论是：_。(4)分析比较实验序号_在电压相等时的关系，得出的初步结论是：当电压相等时，通过不同导体的电流不同。(5)小组中甲、乙两位同学进一步综合分析比较了表一、表二和表三的数据及相关条件，甲同学认为，分析实验序号1与6(或2与9或5与7)可得出的结论是：不同导体，在不同的电压下通过的电流可以相同，所以导体中的电流与电压大小有关，与导体无关。乙同学得出的结论是：导体两端的电压与通过导体的电流的比值是个定值。请判断：甲同学的结论_，乙同学的结论_。(均选填“错误”、“合理但不完整”或“合理且完整”)4在“探

18、究导体中电流与电压关系”的实验中，三组同学分别用三个不同的导体甲、乙、丙接入如图所示的电路M、N两端进行三组实验，同学们用改变电池节数的方法改变电源电压，测量并记录了有关数据分别如表一、表二和表三所示。第4题图表一导体甲表二导体乙表三导体丙(1)分析比较实验序号1、2、3(或4、5、6或7、8、9)的电流与电压的倍数关系，可得出的初步结论是：_。(2)分析比较实验序号_在电压相同时的电流关系，可得出的初步结论是：当电压相同时，通过不同导体的电流不相同。(3)进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据，并归纳得出结论。(a)分析比较表一或表二或表三，可得出初步结论：_。(b)分析比较表一或表二或

19、表三，可得出初步结论：_。(4)以上实验表明，一个导体的电压与电流的比值是一个常数。可以把电压与电流的比值叫做导体的_，它反映了导体对电流的_作用。5小华同学做“探究导体中电流与电压的关系”实验。 实验目的：探究通过金属导体的电流与它两端电压之间的关系，形成电阻概念，从而得到电流与电压、电阻之间的关系。 实验器材：若干节干电池、电键、金属导体(不同组可选择2-3种不同阻值的定值电阻)、电流表、电压表和若干导线。 实验中改变导体两端电压的方法是 。 小华同学设计的表格如表二所示请指出小华设计表格中的不足之处 。 表二 导体甲 图17 学过“电路”一章后，小华同学进一步探究电流与导体电阻的关系，小

20、华用了四节干电池，增加了一个阻值为20欧的滑动变阻器，连接电路如图17所示，实验过程中，将滑动变阻器的滑片移动到某一位置时，定值电阻R 两端电压为4伏，并读出了此时电流表的示数，小华想更换定值电阻再做两次实验，可供选择的电阻有15欧、30欧、45欧和60欧各一个，为了保证实验成功，小华应选择的电阻是 欧。6.小王和小李两位同学在探究“导体中的电流与电压关系”的实验中，所用的电源为若干节新干电池。实验过程中他们都进行了多次实验，所用的实验方法有：改变电池节数；移动滑动变阻器的滑片。实验电路如图14A 和B 所示，实验数据记录在表一和表二中。 （1）表一的实验数据是采用 的实验方法选填序号或。（2）上述两种实验方法的目的都是为了 。（3）分析比较实验序号1和2和3或4和5和6中电流与电压的倍数关系，得出的初步结论是： 。A 图14 B（4）分析比较实验序号 中数据及相关的条件，得出的初步结论是：电压相等时，通过不同导体的电流大小不同。（5）进一步分析比较表一、表二的数据及相关的条件，得出的初步结论是： 分析比较表一或表二，可知： 。 分析比较表一和表二，可知： 。 7为了探究导体中电流和电压的关系，小华、小海和小强同学用A 、B 两个导体进行实验，实验中他们利用改变