2022-2023学年九年级物理重难点微课（人教版）：第19讲 探究电流和电压的关系实验

九年级物理重难点微讲座第19讲探究电流与电压的关系实验【知识讲解】一、实验电路图注意：电压表要与定值电阻相并联；定值电阻才是研究的对象，滑动变阻器与电源组成一个可以改变电压的电源。二、实验方法：控制变量法。实验中，需要控制“电阻”不变。所以要用定值电阻，实验时要快速读数，避免长时间加热时，电阻温度升高，阻值变化造成的影响。三、本实验中滑动变阻器的作用：1.保护电路；2.改变定值电阻两端的电压。四、实验记录表设计示例实验次数123456电压/V电流/A五、实验数据分析运用图像分析法，将实验收集到的数据，描点到直角坐标系，用平滑曲线连接。从图像中可以看出，这是一条过原点的直线。所以当电阻一定时，电流与电压成正比。六、实验结论：当电阻一定时，电流与电压成正比。七、几个问题1.出现“电压越高，电流越小”的情形是什么原因？将电压表与滑动变阻器并联了。2.还有其它多次改变电压的方法吗？有。比如：改变串联干电池的节数；使用学生电源，选择不同的电压档位等。3.可以使用小灯泡代替定值电阻吗？不可以。因为本实验需要控制“电阻不变”。小灯泡的灯丝电阻随温度的改变而改变，无法控制“电阻不变”。4.为什么要多次改变电压，测出相应的电流值？（1）为了获得电流与电压间的关系规律；（2）避免一次性实验带来结论的偶然性。【例题分析】【例题】用如图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电压的关系”，电源电压为3V，定值电阻R的阻值为10Ω，滑动变阻器R′的最大阻值为20Ω。（1）用笔画线代替导线把图乙所示的实物图连接完整，要求滑片P向右移动时电流表示数变小；（2）闭合开关前将滑动变阻器的滑片调至B端的目的是______。闭合开关，移动滑片，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，若电路仅有一处故障，故障是______；（3）排除故障后，调节滑动变阻器，记录数据如下表。请在图所示的坐标纸中把未标出的两个点描出来并画出I-U图像；实验次数12345电压U/V1.22.02.22.42.8电流I/A0.120.200.220.240.28分析图像可得：。【分析】（1）要求滑片P向右移动时电流表示数变小，即连入电路中的电阻变大，所以应该将滑动变阻器接的A接线柱与定值电阻右接线柱相连，如答案图所示。（2）为保护电路，闭合开关前将滑动变阻器的滑片调到最大值B端。电流表无示数，可能断路故障，电压表示数接近电源电压，说明电压表和电源连接，可能是定值电阻R断路。（3）观察已经描出的点可以发现，还有当电压为2.0V和2.4V时的两个点未描出，根据表格中的数据在坐标系中描出这两点，用平滑曲线将描点连线如答案图所示。由图像分析可以看出：这是一条过原点的直线，所以当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。【答案】（1）（2）保护电路R断路（3）当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。【实践应用】1.某实验小组探究电流与电压的关系。实验中电源电压恒为2V，定值电阻R为5Ω，实验电路图如图甲所示。实验序号123U/V0.51.02.0I/A0.10.20.4（1）请根据电路图，用笔画线表示导线，连接图乙所示的实物电路（要求导线不能交叉）；（2）连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑片，电压表的示数约为3V保持不变，电流表的示数几乎为零，则电路的故障可能是__________（选填“定值电阻R短路”“定值电阻R断路”或“滑动变阻器断路”）；（3）排除故障后，将多次实验测得的数据记录在表格中，请根据表格中的数据，在图丙的坐标图中画出定值电阻R的I-U图像。（4）分析图像可知，电阻一定时，电流与电压成__________比。2.在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时，小明设计了如图-1所示电路。电源电压为3V且保持不变，R为定值电阻。（1）连接电路时，开关应处于______状态；闭合开开关前滑动变阻器的滑片P应处于______处；（2）闭合开关S，发现电压表示数接近3V，电流表指针几乎不偏转，移动滑片P的过程中，两表示数均无变化。已知导线、仪表均完好，且接触良好，则故障原因是______；（3）排除故障后，闭合开关S，小明改变电阻R两端的电压，进行了多次实验，实验数据记录如下表。试验次数1234电压表示数U/V1.01.52.02.5电流表示数I/A0.100.150.200.25①请根据表中数据，在图-2中用描点法画出导体中的电流I与导体两端电压U的关系图象；②分析数据可得：当导体电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成______；（4）在此实验中改变电阻R两端的电压是通过改变______来实现的；（5）此实验中多次测量寻找普遍规律的目的与下面的______（选填“A”或“B”）实验中多次测量的目的相同。A．探究电流与电阻的关系B．测量未知电阻的阻值【参考答案】1.【答案】（1）（2）定值电阻R断路（3）（4）正【解析】（1）由乙图可知：滑动变阻器下端已经连入电路，只需将上边任一接线柱连入电路即可，如答案图所示。（2）电流表的示数几乎为零，故障为断路故障，电压表测的是电阻电阻的电压，其值与电压约为电源电压，说明电压表所测以外的部分电路完好，所以是定值电阻R断路。（3）将对应的电压值和电流值在坐标系中描出相应的点，用平滑曲线连接即可，如答案图。（4）分析图像可知：图像是一条过坐标系原点的直线，所以当电阻一定时，电流与电压成正比。2.【答案】（1）断开最大阻值（2）电阻R断路（3）①（3）②正比（4）滑动变阻器接入电路的阻值（5）A【解析】（1）连接电路时，电键应断开，滑动变阻器的滑片应该位于最大阻值处。（2）电流表的示数几乎为零，故障为断路故障，电压表测的是电阻电阻的电压，其值与电压约为电源电压，说明电压表所测以外的部分电路完好，所以是定值电阻R断路。（3）①将对应的电压值和电流值在坐标系中描出相应的点，用平滑曲线连接即可，如答案图。②分析图像可知：图像是一条过坐标系原点的直线，所以当电阻一定时，电流与电压成正比。（4）在此实验中改变电阻R两端的电压是