17.1电流与电压和电阻的关系

第十七章 欧姆定律 第1 节 电流与电压和电阻的关系 材考点梳理 一、探究电流与电压的关系 1 提出问题：在电阻一定时，电流与电压有什么关系？ 2 实验器材： 电源、开关、导线、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器。 ▲ 敲桌子： 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。 3 会画电路图: 4 会连接实物电路： 5 电路连接注意事项： （1）开关要断开。 （2）电流表串联，电压表并联，选择合适的量程，“正进负出”。 （3） 滑动变阻器按“上下各一”的原则接入电路。 B 闭合开关前，滑片移到阻值最大处。 6 控制变量法的应用： 控制定值电阻的阻值不变，用滑动变阻器改变定值电阻两端的电压，观察并记录电压表和 电流表示数。 7 多次测量的目的：使实验结论具有普遍性。 8 表格数据分析： 次数 1 2 3 4 5 电流/ 005 010 015 020 025 电压/V 05 10 15 20 25 （1）算出每次电压与电流的比值，若比值是定值，则电流与电压成正比。 （2）作出-U 图像，如果为过原点的一条直线，则电流与电压成正比。 9 实验结论：在电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。 ▲敲桌子： （1）不能少条件：电流和电压是指同一段导体的同一时间段而言的。 （2）不能乱先后顺序：不能反过来说。电压是原因，电流是结果。是因为只有在导体两端 加了电压，导体中才可能有了电流。 二、探究电流与电阻的关系 1 提出问题： 在电压一定时，电流与电阻有什么关系？ 2 实验器材： 电源、开关、导线、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器。 ▲ 敲桌子：滑动变阻器的作用： （1）保护电路。 （2）保持定值电阻两端的电压不变。 3 会画电路图： 4 会连接实物电路： 5 电路连接注意事项： （1）开关要断开。 （2）电流表串联，电压表并联，选择合适的量程，“正进负出”。 （3） 滑动变阻器按“一上一下”的原则接入电路。 B 闭合开关前，滑片移到阻值最大处。 6 控制变量法的应用： 保持定值电阻两端电压不变，改变定值电阻大小，研究电流随电阻的变化关系，观察并记 录电流表示数。 7 滑动变阻器滑片的移动方向： 更换了大阻值定值电阻后，滑片移动方向应该能使变阻器接入电路中的电阻值变大，从而 证电压表的示数不变。 ▲敲桌子：换大调大，换小调小。 8 多次测量的目的：使实验结论具有普遍性。 9 为了减少来回更换定值电阻的麻烦，实验中我们可以用电阻箱来代替定值电阻，通过调节 电阻箱的旋钮来改变电阻大小。 10 表格数据分析： （1）算出每次电 流与电阻的乘积， 若乘积是定值，则电流与电阻成反比。 （2）作出-R 图像，若图像为反比例函数，则电流与电阻成反比。 11 实验结论：在电压不变时，导体中的电流与导体的电阻成反比。 ▲ 敲桌子：不能少条件；不能乱先后顺序。 重难点突破 1．（2023 湖南怀化）图甲是“探究电流与电压关系”的实验电路。 （1）检查发现连接的电路中有一根导线连接错误，请在图中连接错误的那根导线上打“×”，并用笔 画线代替导线将电路连接正确______； （2）电路接通前，滑动变阻器的滑片Р 应该移至最______端（选填“左”或“右”）； （3）闭合开关后，发现电流表示数几乎为零，电压表示数接近于电源电压，则故障可能是：待测电 阻发生了______（选填“短路”或“断路”）； （4）排除故障后，闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，记录实验数据见下表。表中空白处电压 次数 1 2 3 4 5 电流/ 06 03 02 015 01 电阻/Ω 5 10 15 20 30 如图乙所示，该示数是______V。请根据表中数据得结论：电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端 的电压成______（选填“正比”或“反比”）。 电流 06 12 18 30 电流 012 024 036 048 060 2．（2023 四川广元）同学们“探究电流与电阻的关系”时，实验室提供的器材有：电压恒为6V 的电 源一个，定值电阻5 个（阻值分别为 、 、 、 、 ），规格为“ 1”的滑动变阻器 一个，电流表、电压表、开关各一个，导线若干。 （1）同学们设计并连接了如图甲所示的实验电路，想用电压表的3V 量程测量定值电阻R 两端的电压， 请你用笔画线代替导线，帮助他们把电压表正确连接在电路中（导线不能交叉）； （2）他们先将 的电阻接在图甲中、b 间，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 ；保持 滑片不动，用 的电阻替换、b 间的电阻后，需将滑动变阻器的滑片P 向___________（选填“左” 或“右”）端移动，才能保持、b 间的电压 不变；再依次更换、b 间电阻为 、 继续实验。 他们根据测量数据作出了电流表示数与、b 间电阻R 阻值的关系图像，如图乙所示。由乙图可知：、b 间电压 的值为___________V；、b 间电压一定时。通过、b 间导体的电流与导体的电阻成_________ __比； （3）当他们用 的电阻替换 的电阻后，发现电压表示数始终不能调为 。为继续完成此次探 究，同学们一起设计了如下方，下列方不正确的一项是___________； ．将滑动变阻器更换为“ 1”的滑动变阻器，其余不变 B．将电压为6V 的电源更换为电压为52V 的电源，其余不变 ．只调节滑动变阻器，使 为23V 参考答 1. 【答】（1） （2）左 （3）断路 （4）24 正比 【解析】（1）由图可知，电源为两节干电池，电压为3V，所以电压表量程应选用0～3V （2）为保护电路，电路接通前，滑动变阻器的滑片Р 应该移至阻值最大处，即最左端。 （3）电流表示数几乎为零，可能是电路断路；电压表示数接近于电源电压，说明电压表到电源两极 没有断路，则故障可能是待测电阻发生了断路。 （4）由图乙可知，电压表选用量程的分度值为01V，示数为24V。 分析表中数据可知，电阻两端的电压与通过导体的电流的比值是定值，说明在电阻一定时，通过导体 的电流跟导体两端的电压成正比。 2. 【答】 （1） （2）右 2 反 （3） 【解析】（1）电压表与定值电阻并联接入电路，注意接线柱正进负出，电压表选用3V 的量程 （2）实验中，用10Ω 的电阻替换5Ω，根据分压原理，电阻两端的电压变大，即电压表示数变大；研 究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大变阻器两端的电压，由分压 原理，要增大变阻器电阻阻值，故应向右移动滑片才能达到实验要求；根据图乙所示的图象可知，、 b 两端的电压为U=R=04×5Ω==2V，为一定值，故可得出：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电 阻成反比。 （3）．由图可知，电源电压为6V，定值电阻两端电压为2V，滑动变阻器两端电压为U 变=6V-2V=4V， 根据串联分压原理得R 定∶R 变=UV∶U 变=2V 4V=1 2 ∶ ∶，滑动变阻器的阻值是定值电阻的2 倍，当他们用 25Ω 的电阻替换20Ω 的电阻后，则解得R 变=50Ω，如果只更换滑动变阻器，则更换的滑动变阻器最大 阻值至少为50Ω，因此该方法可行，故正确，不符合题意； B．如果重新开始实验，只更换电源，将电压为6V 的电源更换为电压为52V 的电源，定值电阻两端电 压保持不变为2V，滑动变阻器两端电压为U 变=6V-52V=32V，根据串联分压原理得R 定∶R 变=UV∶U 变 =2V 32V=1 16 ∶ ∶ ，滑动变阻器的阻值是定值电阻的16 倍，当他们用25Ω 的电阻替换20Ω 的电阻后，则解 得R 变=40Ω，因此该方法可行，故B 正确，不符合题意； ．如果重新开始实验，只改变控制电压U0，使U0为23V，电源电压为6V，定值电阻两端电压为 23V，滑动变阻器两端电压为U 变=6V-23V=37V，根据串联分压原理得R 定∶R 变=UV∶U 变 =23V 37V=23 37 ∶ ∶ ，滑动变阻器的阻值是定值电阻的 倍，当他们用25Ω 的电阻替换20Ω 的电阻后，则 解得 ，变阻器的最大阻值是40Ω，因此该方法不可行，故错误，符合题意。 故选。