【预览新知识】
通过以上的实验、探索和学习,小伙伴们已经认识到:
那么,当电流一定时,通过导体的电压与导体的内阻是什么关系呢?
[举手提问]
1、如何探究通过导体的电压与内阻的关系?
2、滑动变阻器在实验中有哪些作用?
3、实验中应注意哪些问题?
4、高考常见题型有哪些?
【新课学习】
●设计实验
1、研究电压与内阻的关系,需要保持电流恒定。
我们可以取几个固定值的内阻(实验室常用5Ω、10Ω、15Ω),使所加内阻两端的电流保持恒定,来分析通过它的电压变化。
电流由电流表检测,电压由电压表检测。 设计并画出可以检测内阻电流和电压的电路图。
【实验设备】
【实验电路图】
(伏安电路)
【实物图连接】
【实验电路器件的物理连接】
2、在电路中接上滑动变阻器,接上滑动片确定预置电流,记录电流指示数,保持固定内阻两端电流恒定,记录相应的电压。
分别用 5Ω、10Ω 和 15Ω 重复此步骤至少三次。
●实验数据
将实验数据记录在下表中。
●实验步骤
视频:
探究电压与内阻的关系
(调低音量点击横屏观看)
●实验反思
1、接通电路时,开关应断开电阻的测量实验步骤,滑动变阻器的滑块应处于最大值。
2、调整滑动变阻器的滑块。 本实验预设电流为1.0V。
3、实验至少进行3次,依次测试5Ω、10Ω、15Ω的内阻,寻求一般规律。
4、为减少实验偏差,电压表、电压表应选择合适的阻值。
5. 小贴士:
实验中,当改变一个定值的内阻时,调节滑动变阻器的滑块使内阻两端的电流保持恒定是本实验的核心知识点。
6.电压与内阻关系图:IR图
●实验推断
当电流一定时,导体两端的电压与导体的内阻成正比。
【中考真题同步训练】
1.(2020上海)(9分)
小明用图A所示的电路来探究电压与内阻的关系。 供电电流为3V,内阻R有4个电阻(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω)可供选择。 滑动变阻器Rp的大小为“10Ω2A”。
(1)开关合闸前,应将滑动变阻器的滑动片P移至最(任选填“左”或“右”)端;
合上开关后,小明发现电压表和电压指示均为0,他将一根导线的一端接在电源的负极上电阻的测量实验步骤,另一端试着去触碰端子a、b、c、和 d 依次。 触d时,电流表开始有显示,为3V,电压显示仍为0。进一步检查,电压表及各接点均完好,故可判定为所有故障在电路中。
(2) 排除故障,更换同尺寸的故障器件。 此时R的阻值是5Ω。 合上开关,调节滑块P,使电流显示达到一定值。 此时电压显示如图B所示,指示为A。
然后将R电阻换成10Ω,将滑动变阻器滑片接在(选择“左”或“右”)端,保持电流表读数不变。
(3)将R电阻换成15Ω,重复上述操作。 三组数据如下表所示。 由此可得:电流一定时,电压等于内阻。
为了提高推论的可靠性,是否可以在内阻为25Ω的情况下继续进行上述实验?
(选择“可行”或“不可行”)
2.(2020成都)(13分)
小红和小刚实验组在探索“电流与内阻的关系”实验时,他们选择的实验设备包括:电源(电流恒定在3V)、电流表、电压表、开关、电阻箱、滑动变阻器(尺寸为“ 20Ω2A”)和几根电线。
(1) 图A是他们设计的实验电路图。 小刚根据电路图连接了如图B所示的实验电路。 小红在测试时发现有一根线接错了。 请在错误的电线上打“X”,用线代替电线并正确连接(注意:电线不能交叉)。
(2)纠错后,将滑动变阻器的阻值调到最大,将内阻盒的阻值调到5Ω,合上开关,发现电流表有指示,电压表无指示。 造成这种现象的原因可能是(只写出一个)。
(3) 排除故障后进行实验,得到如下表所示的第一次实验数据。 然后他们把内阻盒的阻值调到10Ω,闭合开关,调节滑块,直到电流表的显示为V。此时,电压表显示的数字如图C,读数是A。
参
测试
回答
案件
存在
向下
边
尝试去找
哦
!
参考答案:
1.【分析】
(1)开关闭合前,应将滑动变阻器的滑块移至最大阻力,即最右端。
合上开关,电压表无指示,则电路存在开路故障。 用一根导线接上电源的负极,并试着依次接触另一端的abc和d。 如用电流表测量电源电流,可确定内阻R断开,滑动变阻器cd断开; 所以故障是电阻R断开,滑动变阻器R(d)断开;
(2)图B中电流表采用小阻值,读数为0.4A; 切换到大阻值后,为保持电流恒定,应将滑块接在右边进行分压;
(3) 从表中数据看,内阻越大,电压越小,电压与电阻的乘积:
I1R1=I2R2=2V, l3R3=2V,
所以当电流一定时,电压与内阻成正比。
使用25Ω阻值的内阻实验时,保持定值内阻两端电流为2V,滑动变阻器两端电流为3V-2V=1V。 当使用定值内阻25Ω时,接在电路中的滑动变阻器阻值12.5Ω>10Ω,不可行;
(4)电压表检测整个电路中的电压,与R的阻值不成反比,A错误;
当前指示数仍为2V,无法更改,B错;
接在电路中的变阻器阻值等于R阻值的一半,成反比,C正确:
当电流一定时,P=U²/RU为定值,故内阻R的功率与R的阻值成正比,D错。 因此,选择C
参考答案:
(1)右内阻R开路,滑动变阻器RP(cd间)开路
(2)0.4 右
(3)比例不可行
(4)C
2.
(1) 如图所示
(2)内电阻箱开路(或电压表漏电
(3) 20.20 (4) 20 (5) 与 (6) 40 成比例
【写在上面】
作者系浙江省杭州市承德区中级化学班教师。 他在一线期末班任教42年。 旨在研究小学数学教材和高考试卷的教学方法,创建“初中数学同步”微信公众号,帮助中学生学习中学数学知识,引导化学学习之路,培养学习兴趣和思维习惯。
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典韦: