1.通过实验探究电流、电压和电阻的关系,理解欧姆定律及其变形公式的物理意义,能初步运用欧姆定律计算有关问题.2.学会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和通过其中的电流,会用滑动变阻器改变部分电路两端的电压.3.体会用图像法研究物理问题的优越性.
1.探究电流与电压、电阻的关系实验目的探究电路中的电流跟这段电路两端的电压、电路中的电阻的关系实验方法(控制变量法)控制电阻不变,改变电压,观察比较电流表示数变化情况改变电阻,控制不同电阻两端的电压不变,观察比较电流表示数变化情况
电路图__________________________________________________________________________________________________________________
实验过程
实验数据
数据分析及论证方法1:以电压为横轴,电流为纵轴,绘制出电流随电压变化的图像(如图所示),发现是一个正比例函数图像.方法1:以电阻为横轴,电流为纵轴,绘制出电流随电阻变化的图像(如图所示),发现是一个反比例函数图像.
数据分析及论证方法2:算出电压与电流的比值,发现其为一定值_____________________________________方法2:算出电流与电阻的乘积,发现其为一定值___________________________
实验结论电阻一定时,电流与电压成正比(不能漏了条件“电阻一定时”,也不能将电流、电压次序交换)电压一定时,电流与电阻成反比(不能漏了条件“电压一定时”,也不能将电流、电阻次序交换)表达式
2.实验注意事项(1)在测量过程中,电路闭合时间不能过长,读取数据后要断开电路,以防通电时间过长,电阻发热给测量带来误差.
(2)滑动变阻器在两个探究实验中的作用的不同点:在探究电流与电压的关系实验中,滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端的电压;而在探究电流与电阻的关系实验中,滑动变阻器的作用是保持定值电阻两端的电压不变.相同点:保护电路.
特别提醒探究电流与电压、电阻的关系实验的几点说明(1)多次实验的目的:避免实验的偶然性,总结普遍规律.(2)由于灯泡的电阻随温度的升高而变大,故不能用灯泡作为定值电阻来探究电流与电压的关系.
(3)电流与电压、电阻的关系具有因果性,不可以说“电阻不变时,导体两端电压随电流增大而增大”“电压不变时,电流越小,导体电阻越大”,因为电压是形成电流的原因,电压是由电源提供的,而电阻是导体本身的性质,与通过导体的电流大小无关.
原实验中,依据问题和猜想制订实验方案,实验过程严谨,思考由浅入深,但是在分别探究电流与电压、电阻关系时,存在较为繁琐的改接电路操作,改接电路时,非常容易出现线头连接导致的电路错误或电路故障,导致实验数据错误或实验失败.将定值电阻换为电阻箱.
在探究电流与电阻关系时,方便更换不同的定值电阻阻值;探究电流与电压关系,改变定值电阻的阻值,进行多次测量时,便于快速切换不同阻值.
典例1(南京中考)用如图甲所示的电路研究通过导体的电流与电压、电阻的关系.
(1)实验前,电流表的指针位置如图乙所示,应该_______.调零[解析]实验前,电流表的指针位置如题图乙所示,即指针没有正对零刻度线,所以应该调零.
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1.认识欧姆定律欧姆定律导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比公式和单位
解读
欧姆定律的图像
欧姆定律的图像
2.对欧姆定律的理解条件逻辑(1)欧姆定律中关于成正比、成反比的结论是有条件的.如果说导体中的电流与导体两端的电压成正比,条件就是对于同一个电阻,也就是说在电阻不变的情况下;如果说导体中的电流与导体的电阻成反比,条件就是导体两端的电压不变.
条件逻辑(2)注意“电阻一定时,电流跟电压成正比”,这里存在一个逻辑关系,电压是原因,电流是结果.导体两端加了电压,导体中才有电流,不是因为导体中通了电流才有了电压,因果关系不能颠倒.同样不能说导体的电阻与通过它的电流成反比
表达式及变形式
表达式及变形式
适用范围(1)欧姆定律只适用于纯电阻电路,即电路中只接有电阻器、电热器、白炽灯等纯电阻用电器的电路.对于非纯电阻电路,如电动机电路、电铃电路等,则不能直接应用.(2)欧姆定律只适用于金属导体和液体导体,对于气体导体、半导体一般不适用
同一性、同时性和统一性
同一性、同时性和统一性
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