《科学探究：欧姆定理》实验专题
黄洁
化学是一门以实验为基础的科学，在数学教学中，无论是班主任课堂上的演示还是朋友们在课堂中的科学探究，实验在数学的教学中都是占有十分重要的地位。在热学实验中“科学探究：欧姆定理”的实验，既是热学部份知识的基础，也是重难点。接出来，我就来进一步讲解一下在这个实验中我们应当注意哪些、做哪些、怎么做以及为何如此做。
一、明确欧姆定理实验目的并设计实验
1、实验目的：探究影响电压大小的诱因（通过导体的电压与其两端电流和内阻的关系）
2、实验方式：控制变量法
①、保持内阻不变，改变电流，探究电压与电流的关系。
②、保持电流不变，改变阻值，探究电压与内阻的关系。
二、进行实验
1、电路图
2、器材：电源、阻值不同的定值内阻、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线若干。
3、实验过程：
实验一：探究电压和电流的关系。
根据电路图联接好实物，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使定值内阻R两端电流改变，将对应电压表和电流表的示数填入表格，并按照数据勾画I-U图象。
R=10Ω
U/V
1.5
I/A
0.1
0.15
0.2
实验二：探究电压和内阻的关系
照电路图联接好实物，分别将电阻为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的内阻接入电路中，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使定值内阻R两端电流保持不变，记下对应的电压表数据填入表格，并按照数据勾画I-R图象。
U=2V
R/Ω
10
15
20
I/A
0.4
0.2
0.13
0.1
三、实验推论
1、电阻R一定时，通过内阻R的电压跟内阻R两端的电流成反比。
2、电阻R两端电流一定时，通过内阻R的电压跟内阻R的电阻成正比。
四、实验重难点
1、电路联接完成后，检测电路无误，此时开关应断掉欧姆定律实验视频，滑动变阻器的滑片应放在最大电阻处。若条件容许，电压表和电流表尽可能选择小阻值进行实验，以增强实验精确程度。
2、滑动变阻器在两个实验中的作用优缺点
相同点：①保护电路；②得到多组实验数据因而更好的找寻普遍规律。
不同点：在探究电压和电流关系的实验中，通过调节滑动变阻器，多次改变通过内阻R的电压和其两端的电流，得到多组数据，归纳总结出二者之间的普遍规律。在探究电压和内阻关系的实验中，当接入不同电阻的阻值时，内阻两端的电流会改变，而该实验是要保持内阻R两端电流不变，以探究电压和内阻的特性，调节滑动变阻器的目的则变为使内阻R两端电流不变。
3、实验中应注意，动手调节滑动变阻器时，眼睛应当观察电流表示数。实验一当中最管用电流表示数成倍数增减，这一能更好的找出通过内阻的电压与内阻两端电流之间的规律。
4、实验中所得数据并不一定如示例数据以及欧姆定理公式求下来的这么标准，实验过程中毋须刻意捏造数据而应保持实验的真实性，非常是在当内阻一定时，探究电压和电流关系的实验时，内阻通电过程中的电阻会随气温变化，对实验数据是有较显著影响的，图象也会有一定变化。
5、对于滑动变阻器的选择应当注意两点：一是按照滑动变阻器的标牌，注意滑动变阻器可容许通过的最大电压；二是针对实验探究电压和内阻的关系，滑动变阻器要起到分电流的作用欧姆定律实验视频，当内阻R电阻较大时，滑动变阻器最大电阻若果不够，会造成电流表不能达到预期的电流。
6、闭合开关后，若电路不能正常工作，依照电路表现出的不怜悯况，可以从以下几方面进行故障剖析：
情况一：灯不亮，联通滑动变阻器的滑片，电压表和电流表都没有示数。
故障剖析：电路中电压表以外的地方出现开路。
情况二：灯亮，联通滑动变阻器的滑片，电压表示数和灯泡色温都改变，电流表无示数。
故障剖析：电流表位置出现开路。
情况三：灯不亮，联通滑动变阻器的滑片，电压表都没有示数，电流表示数大小不变等于电源电流。
故障剖析：小灯泡位置出现开路。
情况四：灯亮，电压表和电流表均有示数，但联通滑动变阻器的滑片，灯的色温、电流表和电流表的示数都没有变化。
故障剖析：滑动变阻器联接时，接线柱没有“一上一下”，可能接为同上或同下，达不到改变阻值的疗效。
情况五：灯亮，联通滑动变阻器的滑片，灯泡照度和电压表示数均改变，电流表有示数但大小不变。
故障剖析：电流表测滑动变阻器和灯泡的总电流，即电源电流。
五、练习
1．小明用额定电流为2.5V的小灯泡探究电路中电流和电流的关系
实验次数
电流/V
2.0
2.5
3.0
电压/A
0.26
0.30
0.34
（1）在电路图的〇中填入小灯泡、电压表和电压表的器件符号。
（2）联接电路的过程中开关应，滑动变阻器的滑片移至，目的是。
（3）按照表格中的实验数据，你可以得出的推论是：。
（4）依照表中数据，你发觉小灯泡的阻值是（选填“变化的”或“不变的”），思索一下诱因可能是。
2、小张朋友在探究通过定值内阻R的电压与其两端电流关系时，联接实验电路如图所示。
（1）图甲中有一处联接错误，请在错误导线上画×并改正。
（2）将电路图联接正确后，闭合开关，电压表示数如图所示为，为了提升精确度，你觉得该电路还应改进的地方是。
（3）改进后，小张朋友通过实验，得出如下数据，请你补全该表格，按照表格中的数据得出，通过定值阻值的电压和其两端的电流成（选填“正比”或“反比”），定值内阻大小为。实验中我们应当多次实验的目的是（）A、多次实验找寻普遍规律，B、减小实验偏差。
U/V
1.5
2.5
I/A
0.2
0.3
0.5
（4）小张朋友还想借助该电路探究通过导体的电压和导体内阻的关系，于是又找来了电阻为10Ω、15Ω、20Ω的三个定值内阻进行实验，接出来他将电阻为10Ω内阻换成15Ω内阻后，闭合开关，调节滑动变阻器，使滑动变阻器电阻（选填“变大”、“变小”或“不变”），因而使示数保持不变。当把电阻为20Ω的内阻接入电路中时，小张朋友发觉无论如何调节都未能使电流表示数达到预期电流，请你剖析可能缘由是。
（5）在进行实验的过程中，小灯泡忽然不亮，电压表无示数，电流表示数接近3V，你觉得电压可能出现了哪些问题。
六、参考答案：
1、（1）
(小灯泡和电流表位置可互换)
（2）断掉最大电阻处（最右端）保护电路
（3）通过小灯泡的电压大小与电流有关。
（4）变化的小灯泡接入电路时间后，气温下降，而小灯泡的内阻会随气温的变化而变化。
2、（1）
（其他方法将滑动变阻改为一上一下接入均可）
（2）0.2A应将电压表接在0~0.6A的阻值
（3）0.4反比5ΩA
（4）变大电流表滑动变阻器的最大电阻太小
（5）小灯泡钨丝断或小灯泡接线柱断掉等
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