人教物理实验20 探究电流与电阻关系的实验（解析版）.doc

实验二十、探究电流与电阻的关系实验
【提出问题】：
电流和电阻之间有什么样的关系？
【猜想假设】：
电流与电阻成反比。
【设计实验】：
使用控制变量法，即保持定值电阻两端的电压不变，研究电压不变时，电流与电阻的关系。
电路图：　　
【实验步骤】：
　　　①按图接好电路。注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处，实物图如下所示。
②分别将5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻连入电路，检查电路后闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数保持3V不变，分别记下电流表的示数，填入表格。
U=3V
次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5Ω
0.6
2
10Ω
0.3
3
15Ω
0.2
③根据数据画出I-R图像。
【得出结论】：
电阻两端的电压一定时，电流与电阻成反比。
【考点方向】：
1、滑动变阻器的作用：①保护电路；②使电阻两端电压保持不变。
2、在闭合开关前滑动变阻器应将滑片置于 阻值最大 端。
3、该实验中利用多个不同阻值电阻测出多组不同的数据，其目的是避免实验偶然性，得出普遍规律。
4、更换大电阻后如何滑动滑动变阻器的阻值：应使滑动变阻器的阻值变大，滑动变阻器分担的电压变大，保证定值电阻上分的的电压不变。
5、连接好电路，闭合开关，发现电压表示数接近于电源电压，电流表几乎无示数，则故障为定值电阻R发生了断路。
6、为了避免来回更换电阻，带来的麻烦，我们可以使用 电阻箱 来替换定值电阻。
7、电阻箱阻值改变后，发现无论怎样调节滑动变阻器都不能达到实验要求，若电路无故障，则引起这种情况的原因可能是电阻箱的阻值调得太大(或滑动变阻器最大阻值太小)。
8、电路中滑动变阻器阻最大值Rx的确定方法：UR/R=(U-UR)/RX。
9、实验方法：控制变量法：保持电压不变，改变电阻研究电流随电阻的变化关系。
10、结论：在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
【创新母题】：某班同学做“探究电流与电阻的关系”的实验，某小组连接了如图甲所示的实物电路。

乙 丙
（1）请在方框内画出对应的电路图（电阻箱符号为）
（2）连接电路时，开关应　 　，其目的是 。
（3）连好电路后，将电阻箱调至某一阻值，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为一个适当的值U0，记录电流表的示数和 　。
（4）改变电阻箱的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使　 　，并记录相应数据。
（5）再次改变电阻箱阻值，发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片都不能达到（4）中的要求，引起这种情况的直接原因是　 　。
（6）重复步骤（4）多次实验，其目的是 。根据所得数据画出电流随电阻变化的图象如图乙所示。你认为该小组实验时的U0=　 　V。
（7）进一步研究发现由图线上的任一点和坐标轴围成的矩形“面积”大小都相等，由此可以得出的实验结论是　 　。
（8）以上实验过程中，所涉及到的实验探究方法是 法，请再举出其他应用该探究方法的例子 。
（9）实验结束后，小组间交流时，发现邻组在相同的坐标系中画出的图象如图丙所示，你认为图象不同的原因是　 　。
【答案】：
（1）如上图所示；
（2）断开；保护电路，避免因电路中电流过大，而损坏电器元件。
（3）电阻箱的阻值；
（4）电压表的示数仍为U0；
（5）电阻箱的电阻调得太大了；
（6）一组数据具有偶然性，多组数据可以避免实验偶然性，得出普遍规律；6；
（7）当电压一定时，电流与电阻成反比；
（8）控制变量法；探究电流和电压的关系；
（9）这两个小组所控制的电阻箱两端电压不相同。
【解析】：
（1）根据图甲，由电路元件的连接顺序可得电路图如右所示：
（2）为保护电路，在连接电路的过程中，开关应处于断开状态；
（3）因为要探究电流与电阻的关系，所以须记录电流及电阻的数据进行分析，即要记录电阻箱的阻值；
（4）要探究电流与电阻的关系，须控制电阻箱两端的电压不变，即电压表的示数仍为U0；
（5）电阻越大，分得的电压越多，但电阻箱的电阻不断变大时，要使电阻箱两端电压达到U0，须