河北专版2020中考物理复习方案第五单元电学与磁学第19课时欧姆定律相关实验课件 36页

第 19 课时　 欧姆定律相关实验 第五单元　电学与磁学 考点　探究电流与电压、电阻的关系及电阻的测量 项目 探究电流与电压的关系 探究电流与电阻的关系 电阻的测量 ( 定值电阻 、 灯泡 ) 实验 原理 　 控制 　　　　 不变 , 改变 　　　　   　 控制 　　　　 不变 , 改变 　　　　   　 实验原理 :____________ ( 　 法 )  电路图及 实物 图 电阻 电压 电压 电阻 伏安 ( 续表 ) 项目 探究电流与电压的关系 探究电流与电阻的关系 电阻的测量 ( 定值电阻、灯泡 ) 注意事项 　 ① 连接电路时 , 开关要处于 　　　　 状态。   　 ② 电流表要 　　　　 在电路中 , 电压表要 　　　　 在电路中。要先 进行 　　　　 , 然后选择合适的量程。   　 ③ 接线时要让电流从 　　　　 接线柱流入 , 　　　　 接线柱流出。   　 ④ 滑动变阻器要 　　　　 在电路中 , 接线时应按 　　　　　　　 原则 , 滑片应该移到 　　　　　 处   断开 串联 并联 试触 + - 串联 一上一下 最大阻值 ( 续表 ) 项目 探究电流与电压的关系 探究电流与电阻的关系 电阻的测量 ( 定值电阻、灯泡 ) 滑动 变阻器 的作用 　 ① 保护电路 ; 　 ② 改变 　　　 , 多次测量 , 寻找普遍规律   　 ① 保护电路 ; 　 ② 控制 　　　 不变 , 多次测量 , 寻找普遍规律   　 测定值电阻阻值 : 　 ① 保护电路 ; 　 ② 改变电流与电压 , 进行多次测量 , 求平均值 , 减小误差 　 测灯泡电阻 : 　 ① 保护电路 ; 　 ② 改变电流与电压 , 进行多次测量 , 目的是寻找规律 , 但不求平均值 电压 电压 ( 续表 ) 项目 探究电流与电压的关系 探究电流与电阻的关系 电阻的测量 ( 定值电阻、灯泡 ) 实验表格及 数据处理 表一 　 R= 5 Ω 定值电阻 电压 /V 1.0 2.0 3.0 电流 /A 0.2 0.4 0.6 实验 次数 电压 U/V 电流 I/A 电阻 R/Ω 三次 测量 平均值 R/Ω 1 1.0 0.2 5 2 2.0 0.4 5 3 3.0 0.6 5 ( 续表 ) 项目 探究电流与电压的关系 探究电流与电阻的关系 电阻的测量 ( 定值电阻、灯泡 ) 实验表格及 数据处理 表二 　 U= 3 V 小灯泡 电阻 /Ω 5 10 15 电流 /A 0.6 0.3 0.2 实验 次数 电压 U/V 电流 I/A 电阻 R/Ω 1 0.8 0.18 4.4 2 1.0 0.20 5.0 3 2.1 0.30 7.0 ( 续表 ) 项目 探究电流与电压的关系 探究电流与电阻的关系 电阻的测量 ( 定值电阻、灯泡 ) 图像 ( 续表 ) 项目 探究电流与电压的关系 探究电流与电阻的关系 电阻的测量 ( 定值电阻、灯泡 ) 实验结论 　 由表一得 : ________________________________________________ 　 由表二得 : ________________________________________________ 　 对于定值电阻 , 多次测量的目的 是 　 　 。   补充 : 　 小灯泡灯丝的电阻 受 　　　 的影响 , 温度越高 , 电阻 　　　　   电阻一定时 , 通过导体的电 流与导体两端 的电压成正比 电压一定时 , 通 过导体的电流 与导体的电阻 成反比 减小误差 温度 越大 突破一　探究电流与电压、电阻的关系 例 1 小于、小明两个实验小组在探究电流与电压、电阻的关系。可供使用的实验器材有 : 电源 ( 电压为 6 V, 保持不变 ), 电流表、电压表、开关各一个 , 阻值不同的定值电阻四个 (5 Ω 、 10 Ω 、 15 Ω 、 20 Ω), 两只滑动变阻器 ( 规格分别为 “20 Ω 　 2 A”“50 Ω 1 A”), 导线若干。 ( 一 ) 小于实验小组探究电流与电压的关系。 (1) 如图 19-1 甲所示是同组的小阳连接的实 验电路 , 组长小于在检查时发现有一根导线 连接错了。请你在错误的导线上画 “×”, 并 用笔画线代替导线画出正确的连线。 图 19-1 ( 一 )(1) 如图所示 (2) 排除故障后 , 进行实验得到的数据如表一所示 , 由此可得到的实验结论是   　 。 (3) 某次实验中 , 调节滑动变阻器滑片到某位置时 , 电流表示数如图乙所示 , 则电流表示数是 　　　 A, 结合表一中数据可知 , 电阻的阻值是 　　　 Ω 。    表一 电压 U/ V 1 . 0 1 . 5 3 . 0 电流 I/ A 0 . 2 0 . 3 0 . 6 电阻一定时 , 通过导体的电流与导体两端的电压成正比 0 . 3 5 (4) 实验中 , 小于和小阳各自提出了自己的探究思路。 小阳认为 : 可以通过改变串联蓄电池的个数 , 来改变定值电阻两端的电压值。 小于认为 : 可以通过改变滑动变阻器连入电路中电阻的大小来调节定值电阻两端的电压值。 请你对这两个探究思路进行评估。你认为   ( 选填 “ 小阳 ” 或 “ 小于 ”) 的思路相对比较合理 , 理由是 　 。   小于 操作方便 , 电路安全 , 数据收集方便 ( 二 ) 小明实验小组探究电流与电阻的关系。 (1) 小明连接了与小于组相同的正确电路 , 将 5 Ω 的电阻连入电路中 , 闭合开关 , 移动滑动变阻器的滑片 , 使电压表的示数为 1 . 5 V, 记下此时电流表的示数 I 1 , 此时滑动变阻器接入电路的阻值为 　　　　 Ω 。   (2) 将 5 Ω 电阻换成 10 Ω 电阻后 , 闭合开关 , 此时滑片应向 　　　 ( 选填 “ 左 ” 或 “ 右 ”) 端移动 , 同时要观察 　　　　 ( 选填 “ 电流表 ” 或 “ 电压表 ”) 才可能达到实验目的。移动滑动变阻器滑片的目的是 __________________________________________ 　 。   15 右 电压表 保持定值电阻两端电压一定 ( 或保持电压表示数 不变 ) (3) 将 10 Ω 电阻换成 15 Ω 电阻后 , 闭合开关 , 接下来的操作是 ___________________ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   (4) 为了能用以上三个定值电阻进行实验 , 应选择规格是 “ 　　　　　　 ” 的滑动变阻器。   (5) 小明在换用 15 Ω 电阻做实验时 , 发现电压表的小量程突然损坏 , 他灵机一动 , 断开开关 , 将 　　　　　　　　　　 　　　　　　 就解决了这个问题。   调节滑动变阻器 , 使 电压表的示数为 1 . 5 V, 记下电流表的示数 I 3 50 Ω 　 1 A 电压表的大量程并在滑动变阻器两端 (6) 小明将实验得到的数据填入表二中 , 分析实验数据 , 得出的结论是   　 。 (7) 实验时若小明也想用 20 Ω 的定值电阻做该实验 , 则通过计算可知 , 它所用的滑动变阻器的最大阻值不能小于 　　　　 Ω 。   (8) 利用本实验的器材 , 你还能进行的实验有 _______________________________ ____________________________________________________________________ 　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   表二 实验次数 1 2 3 电阻 R/ Ω 5 10 15 电流 I/ A 0 . 3 0 . 15 0 . 1 当电阻两端电压一定时 , 电流与电阻成反比 60 测电阻 ( 或测电功率 ; 探究串联电路 中的电压关系 ; 探究串联电路中的电流关系 ; 探究并联电路中的电压关系 ; 探究并联电路中的电流关系等 , 答案不唯一 ) 突破二　电阻的测量 例 2 在做 “ 用伏安法测量定值电阻 ” 的实验中 , 小明同学设计了如图 19-2 甲所示的电路 , 请你完成下列问题 : (1) 请用笔画线代替导线将如图甲所示 的电路连接完整 , 要求滑片向右滑动时 , 电流表示数变小。 图 19-2 (1) 如图所示 例 2 在做 “ 用伏安法测量定值电阻 ” 的实验中 , 小明同学设计了如图 19-2 甲所示的电路 , 请你完成下列问题 : (2) 闭合开关 , 小明移动滑片 , 发现电压 表无示数 , 电流表有示数 , 则故障原因 可能是 　 。   图 19-2 定值电阻短路 例 2 在做 “ 用伏安法测量定值电阻 ” 的实验中 , 小明同学设计了如图 19-2 甲所示的电路 , 请你完成下列问题 : (3) 调节滑动变阻器 , 根据测量的几组 数据绘制成如图乙所示的图像 , 则该 电阻的阻值 R= 　　　　 Ω 。当 R 两端 的电压为 1 . 2 V 时 , R 的实际功率为 　　　　　 W 。   图 19-2 3 0 . 48 例 2 在做 “ 用伏安法测量定值电阻 ” 的实验中 , 小明同学设计了如图 19-2 甲所示的电路 , 请你完成下列问题 : (4) 经过多次测量 , 得出 R 的阻值后 , 小明还想测量一段电炉丝的电阻 R x , 但在连接电路时 , 发现电流表和滑动变阻器都已损坏。于是小明就利用刚才已测得的定值电阻 R , 重新设计并连接了如图丙所示的电路。电源电压未知且恒定不变。请把下列实验步骤补充完整 : 只闭合开关 S 1 , 读出 　　 　　　　 ; 再闭合开关 S 2 , 读出 　 　　　　　 。可得到电阻 R x 的表达式为 R x = 　　　　　　 。   电压表示数 U 1 电压表示数 U 2 例 2 在做 “ 用伏安法测量定值电阻 ” 的实验中 , 小明同学设计了如图 19-2 甲所示的电路 , 请你完成下列问题 : (5) 如果将该实验的定值电阻 R 更换为标有 “2 . 5 V” 字样的小灯泡 , 正确完成电路连接 , 闭合开关后 , 小明发现小灯泡的亮度很暗 , 移动滑动变阻器滑片也不能改变小灯泡的亮度。出现该现象的原因是 　　　　　　　　　　　　　　　 。排除故障后 , 小明按照实验要求测量了多组实验数据并利用数 据绘制出了如图 19-3 所示的 I - U 关系图像 , 该图像是曲线的 原因是 　　　　　　 　　　　　　　 。该实验中 , 小明测量多组实验数据的目的是 　　　　　　 ( 选填 “ 减少误差 ” 或 “ 寻找规律 ”) 。由图像可知该小灯泡正常发光时的电阻 是 　　　　 Ω 。   图 19-3 滑动变阻器接了下面两个接线柱 小灯泡的电阻随温度的升高而增大 寻找规律 10 一、缺电流表 ( 伏阻法 ) 设计此类实验的主导思想是 : 由于不能利用电流表测出电流 , 所以必须运用电压表多次测电压。运用串联电路分压原理或开关的断开、闭合 ( 或滑动变阻器滑片的移动 ) 引起电路结构的改变 , 进行等效实验方案设计 ( 续表 ) ( 续表 ) 二、缺电压表 ( 安阻法 ) 　 设计此类实验的主导思想是 : 由于不能利用电压表测出电压 , 所以必须运用电流表多次测电流。运用并联电路分流原理或开关的断开、闭合 ( 或滑动变阻器滑片的移动 ) 引起电路结构的改变 , 进行等效实验方案设计 ( 续表 ) 　 已知电阻 R 0 和未知电阻 R x 并联 : 　 ① 将电流表 A 接入 R 0 所在支路 , 闭合开关 ( 或开关 S 、 S 2 闭合 ), 测出通过 R 0 的电流 I 0 ; 　 已知电阻 R 0 和未知电阻 R x 串联 : 　 ① 开关 S 1 、 S 2 闭合 ( 或滑动变阻器接入电路中的阻值为零 ), 测出通过 R x 的电流 I x , 则电源电压为 U=I x R x ; ( 续表 ) 　 已知电阻 R 0 和未知电阻 R x 并联 : 　 ② 将电流表 A 接入 R x 所在支路 , 闭合开关 ( 或开关 S 、 S 1 闭合 ), 测出通过 R x 的电流 I x ; 　 　 已知电阻 R 0 和未知电阻 R x 串联 : 　 ② 开关 S 1 闭合、 S 2 断开 ( 或滑动变阻器的滑片移至阻值最大处 , 阻值为 R P ), 测出通过电路的电流 I , 根据串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和可得 : 电源电压为 U=IR 0 +IR x ( 或 U=IR P +IR x ); ( 续表 ) 　 已知电阻 R 0 和未知电阻 R x 并联 : 　 ③ 根据并联电路各支路两端电压相等可得 : 　 I 0 R 0 =I x R x ; 　 则电阻 R x 表达式为 R x = 　　　   　 已知电阻 R 0 和未知电阻 R x 串联 : 　 ③ 由于电源电压不变 , 则 I x R x =IR 0 +Ir x ( 或 I x R x =IR P +IR x ), 则电阻 R x 表达式为 R x = 　　 　   考点　探究电流与电压、电阻的关系 [2014· 河北 34 题 7 分 ] 探究电流与电阻的关系时 , 所用器材有 : 滑动变阻器、开关、电源 ( 电压恒为 6 V) 各一个 , 电流表、电压表各一块 , 三个定值电阻 (10 Ω 、 15 Ω 、 20 Ω), 导线若干。 (1) 如图 19-4 甲所示是小明连接的实物电路 , 图中有一根导线连接错误 , 请你在连接错误的导线上打 “×” 并补画出正确的连线。 图 19-4 (1) 如图所示 [2014· 河北 34 题 7 分 ] 探究电流与电阻的关系时 , 所用器材有 : 滑动变阻器、开关、电源 ( 电压恒为 6 V) 各一个 , 电流表、电压表各一块 , 三个定值电阻 (10 Ω 、 15 Ω 、 20 Ω), 导线若干。 (2) 电路连接正确后 , 闭合开关前 , 滑片应置于 　　　　 ( 选填 “ A ” 或 “ B ”) 端。   图 19-4 A [2014· 河北 34 题 7 分 ] 探究电流与电阻的关系时 , 所用器材有 : 滑动变阻器、开关、电源 ( 电压恒为 6 V) 各一个 , 电流表、电压表各一块 , 三个定值电阻 (10 Ω 、 15 Ω 、 20 Ω), 导线若干。 (3) 闭合开关后 , 移动滑片 , 使与电阻 (20 Ω) 并联的电压表示数为 4 V, 读出电流表示数 , 再分别改接 15 Ω 、 10 Ω 的电阻 , 重复上述实验 , 收集的实验数据如表一所示。老师告诉小明有一组数据误差较大 , 便找来一个 5 Ω 的电阻让他再测一组数据。 表一 电压 U/ V 4 电阻 R/ Ω 20 15 10 电流 I/ A 0 . 20 0 . 28 0 . 40 图 19-4 当他把 5 Ω 的电阻接入电路时 , 要使电压表示数仍为 4 V, 实验不能继续进行 , 其原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　 。改变连接后 , 当电压表示数仍为 4 V 时 , 电流表示数为 　　　　 A ( 如图乙所示 ) 。综合分析数据可得 : 电压一定时 ,   　　　　 　　　　　　　 。   电路电流超过了电流表所选的量程 0 . 8 导体中的电流跟导体的电阻成反比 图 19-4 [2014· 河北 34 题 7 分 ] 探究电流与电阻的关系时 , 所用器材有 : 滑动变阻器、开关、电源 ( 电压恒为 6 V) 各一个 , 电流表、电压表各一块 , 三个定值电阻 (10 Ω 、 15 Ω 、 20 Ω), 导线若干。 [ 拓展 ] 小明又利用上述实验器材探究电流与电压的关系 , 将滑片从一端移到另一端的过程中 , 将收集的实验数据填入表二。 表二 图 19-4 电阻 R/ Ω 10 电压 U/ V 2 3 4 5 6 电流 I/ A 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 [2014· 河北 34 题 7 分 ] 探究电流与电阻的关系时 , 所用器材有 : 滑动变阻器、开关、 电源 ( 电压恒为 6 V) 各一个 , 电流表、电压表各一块 , 三个定值电阻 (10 Ω 、 15 Ω 、 20 Ω), 导线若干。 (4) 分析表二中实验数据可得 : 电阻一定时 ,    　　 　 　　　　　 。   图 19-4 导体中的电流跟导体两端的电压成正比 [2014· 河北 34 题 7 分 ] 探究电流与电阻的关系时 , 所用器材有 : 滑动变阻器、开关、 电源 ( 电压恒为 6 V) 各一个 , 电流表、电压表各一块 , 三个定值电阻 (10 Ω 、 15 Ω 、 20 Ω), 导线若干。 (5) 分析可知 , 小明使用的滑动变阻器的最大阻值至少为 　　　　 Ω 。   图 19-4 [ 答案 ](5)20