探究电压与电流阻值的关系实验
在串联电路中,内阻越大,两端分得的电流就越大,即电流与内阻成反比
将AB两点间10Ω的阻值更换为20Ω的内阻,内阻变大了,两端分得的电流比10欧时分得的电流要大,所以为了使电流与原先的示数相等应将滑动变阻器的滑片往右联通
滑动变阻器作用:
1、保护电路;
2、改变定值内阻两端的电流。
探究电压与电流关系实验原理:控制内阻R不变,借助滑动变阻器改变阻值两端电流U,研究通过内阻R的电压I与其两端电流U的关系。
电流是产生电压的缘由,当电流为0时,导体中不会有电压通过,即电压也为0,因而图象经过座标原点。
为了得出具有普遍性的推论,须要更换不同电阻的阻值(例如换成5Ω的内阻),再检测一组数据,并画出对应的图象。
主要材料:
滑动变阻器内阻丝的材料通常为康铜丝或钴铬合金丝,将康铜丝或钴铬合金丝绕制在绝缘筒上,两端用引线引出,变阻器的滑片接触内阻丝并可调节到两端的距离。
因而改变金属杆到内阻丝两端的内阻,这就组成了滑动变阻器。还有就是用内阻材料(例如碳质材料)“镀”在绝缘基板上,由中间的滑片来调节阻值的滑动变阻器。
滑动变阻器在电路中可以作限流器用,也可以作分压器用。在确保安全的条件下,怎样选用这两种不同的方式,是由电路中的须要来决定的。
化学实验:探究电压与电流,内阻的关系
电流=电压×电阻。
用欧姆定理:电流=电压×电阻。
在交流下,电流=电压×阻抗。这儿,电流、电流、阻抗都是有相位的。物理上的复数在钳工学上用得非常广,电流、电流、阻抗都用复数来估算,比较便捷。
公式:欧姆定理I=U/R,电压单位A,电流单位V,内阻单位Ω
探究电压与电流内阻的关系和伏安法测内阻的区别
大致有以下几点区别:
1:后者是要探究I与U以及I与R两个关系,有两个方面;前者只要画出U-I这一个关系即可。
2:在探究U一定时I与R的关系时,后者的内阻是须要改变的;对于前者你要测这个内阻,他其实是一定的。
综上所述,它们存在着这种细致的区别,但大原理都是闭合电路欧姆定理,要把它们分辨好,做实验题才不会在原理上出错。
探究电压与电流、电阻的关系.【提出问题】通过导体的电压与导体两端电流及导体内阻的大小有哪些关系?【
【实验过程】
(1)剖析实物电路图,按照实物电路图做出实验电路图,如图所示:
.
(2)闭合开关前,变阻器连入电路的电阻没有调到最大值,闭合开关后,滑动变阻器分压较小,内阻两端电流较大,小于电流表阻值,因而闭合开关,电压表有示数如何使电阻两端电压不变,电流表表针超过量程.
(3)由表格中数据知,电流和电压的比值为10,即内阻为10Ω,则当电流为2V时,电压I=
2V
10Ω
=0.2A,1A是0.2A的5倍,可见错误的缘由可能是看错阻值了;
由表格中数据知,内阻不变,导体中的电压与电流成反比,推测1正确;
(4)探究电压与内阻之间的关系时应控制内阻两端的电流不变,通过调节滑动变阻器使电流表的示数不变;
(5)由表格中数据知,小华是探究电压和电流的关系,小红是探究电压和内阻的关系.
知识扩充:
(1)小明实验数据如表一,R=
=10Ω.
(2)在内阻由5Ω→10Ω→15Ω时,滑动变阻器和定值内阻是串联的,电压相等,电源电流是4.5V,定值内阻的电流是1.5V,则滑动变阻器两端的电流是3V,滑动变阻器接入电路的内阻最大是30Ω,最大电压是0.3A,所以滑动变阻器选择“50Ω1A”.
(3)如果只有电流表,无电压表,使灯泡与滑动变阻器串联,电流表与灯泡并联,开关串联在电路中控制电路.
电路图如图所示:
①实验步骤和需测的数学量:
Ⅰ、在滑动变阻器电阻最大值Rm测灯泡两端电流U1,
Ⅱ、在滑动变阻器电阻为0时,测灯泡两端电流U2,即电源电流;
②∵Im=IL,
∴
U2?U1
Rm
U1
RL
,
则Rx=
U1
U2?U1
.
故答案为:【实验过程】(1)见上图;(2)闭合开关前,变阻器连入电路的电阻没有调到最大值;(3)1.0;读数时,看错阻值;①;(4)控制内阻两端的电流不变;(5)小华是探究电压和电流的关系,小红是探究电压和内阻的关系;【知识拓展】(1)10;(2)“50Ω1A”;(3)在滑动变阻器电阻最大值Rm测灯泡两端电流U1;在滑动变阻器电阻为0时,测灯泡两端电流U2,即电源电流;(4)
U1
U2?U1
.
探究电压与电流,内阻的关系的实验方式
用控制变量法。
按照U=I*R可知,要探究电压与电流的关系,须要保持内阻一定,改变电流;要探究电压与内阻的关系,须要保持电流一定,改变阻值。
在“探究电压与电流的关系”的实验中,分别用R1、R2两个内阻进行了探究,并按照各自的实验数据勾画出如图
由图像可知,两内阻两端的电流相等时,通过R1的电压小于通过R2的电压,即I1>I2,
∵I=
,即电流一定时,电压与内阻成正比,
∴R1<R2.
故答案为;<.
如图1所示是“探究电压与电流、电阻关系”的实验电路,其中R是定值内阻.(1)电路中有一根导线的联接不
(1)由图1知,电源由两节干电瓶组成,最大电流为3V,所以电流表应选择0~3V的阻值,而图中选择的是0~15V的阻值,选择不当,改图如图所示:
由图知,滑动变阻器的下边接了左侧的A接线柱,闭合开关前,应将滑片移至右端;
(2)①由表格中数据知,电流变化,电压也变化,所以可以看出电压和电流的关系;
②分析数据,电流和电压的比值为定值,可得内阻不变,导体中的电压和它两端的电流成反比;
(3)要探究电压和内阻的关系,应多次更换不同电阻的阻值,而且每次更换后都要调节变阻器,使电流表的示数不变;
(4)①要探究电压和内阻的关系,需保持电流不变,改变阻值,小明在实验中电压和内阻同时改变,所以无关得出正确推论;
②电压表检测的是滑动变阻器两端的电流,内阻越大,其分得的电流减小;
因为总内阻减小,所以电路中的电压降低.
故答案为:(1)见上图;右;(2)①电压;②电阻不变,导体中的电压和它两端的电流成反比;(3)不同电阻的阻值;不变;(4)因为MN的电阻减小,所以两端的电流减小;因为总内阻变大,所以电压表的示数变小.
过实验“探究电压与阻值,电流之间有哪些定量关系
知识与技能
1.通过实验探究电压、电压和内阻的关系;
2.会同时使用电流表和电压表检测一段导体两端的电流和其中的电压;
3.会使用滑动变阻器来改变一段导体两端的电流。
过程与技巧
感悟用“控制变量法”来研究化学问题的科学方式。
情感心态与价值观
1.在解决问题的过程中,有克服困难的信心和决心,能体验击败困难、解决数学问题时的喜悦;
2.养成实事求是、尊重自然规律的科学心态。
【教学重点、难点】
重点:实验探究电压、电压和内阻的关系的过程
难点:运用物理一次函数图像剖析出电压、电压和内阻的关系式
【教学用品】
班主任方面:电压表、电压表、学生电源(或三节干电瓶)、滑动变阻器、定值内阻(R1=5Ω和R2=10Ω
)、开关、导线。
中学生方面:电压表、电压表、三节干电瓶、滑动变阻器、定值内阻(R1=5Ω和R2=10Ω)、开关、导线
。以上器材为一组,每两人打算一组器材。(若中学条件好,可将干电瓶换成中学生电源,实验疗效更好。
)
【教学过程】
一、创设化学情景,引导中学生步入科学探究
班主任:上面我们学习了电压、电压和内阻三个量的知识。这三个量之间的关系并不是孤立存在的,而是互
相联系、互相影响的。如:①加在导体两端的电流越大,通过它的电压还会越大;②导体的内阻越大,流
过它的电压还会越小。这种事例同时还阐明了电压与电流、电阻之间的定性关系。
假如晓得一个导体的内阻值,还晓得导体两端的电流值,你能不能估算出通过它的电压值呢?(或用物理
表达式表示下来)
二、进行科学探究
1.提出问题
让中学生回答:探究电压与电流、电阻之间有哪些定量关系?
2.推测或假定
应按照以下两个事实来引导和启发中学生的想象力,进行猜测或假定
①加在导体两端的电流越大,通过它的电压还会越大;
②导体的内阻越大,流过它的电压还会越小。
中学生回答:
·可能是I=U/R;
·可能是导体两端的电流减小几倍,导体中的电压也减小几倍;
·可能是U=IR;
·可能是……。
3.设计实验(采用启发提问式,帮助中学生设计实验)
以下教学过程是师生一问一答
问:我们所学电压、电压和内阻三个量,什么量可以检测出,分别用哪些仪器来检测?
答:能检测的量有:电压和电流,仪器分别为电压表和电流表。
问:内阻不能检测,我们如何晓得导体的电阻呢?
答:可以给出导体的内阻值。
问:也就是说在研究电压和电流、电阻之间关系时,我们是固定内阻不变,让电流发生改变,观察电压的
变化,这些研究化学问题的方式叫哪些?
答:控制变量法。
问:实验时,针对于某一导体检测一组电流和电压值,行吗?
答:不行。
问:为何?
师生共同回答:多次检测可以降低偏差,同时考虑到化学规律的客观性、普遍性和科学性,应当多检测几
次。
班主任还应进一步强调:除了针对同一导体检测几组电流和电压值,同时还要更换定值内阻反复进行实验,
这些研究化学问题的方式是不可忽略的。实验时,给出了二个不同的定值内阻(R1=5Ω和R2=10Ω)
问:我们在实验要多次检测电流和电压值,这么如何去改变导体两端的电流和通过它的电压呢?
中学生1答:改变电源的电流,如:增减串联的干电瓶的节数。
中学生2答:用滑动变阻器来改变。
师总结强调:朋友们晓得了改变定值内阻两端电流的方式,请你们按照你觉得最适宜你的方式和刚刚我们
设计的思路,对照自己桌前的器材选择你所需的实验仪器,并画出才能同时检测电流和电压的电路图。
4.进行实验
实际操作中,要提醒中学生注意以下几个问题:
·连接电路时,开关应处于断掉状态,滑动变阻器的滑片应放在最大电阻的位置上。
·测量次数不要过多,依据时间而定,通常检测三次或四次左右。
·若用滑动变阻器来改变导体两端的电流的情况下,尽量使定值内阻两端的电流成整数倍地变化(如:1V
,2V,3V……)。同样若用干电瓶(或中学生电源)改变电源电流时,也应当使电源电流成整数倍地变化。
班主任巡回指导中学生进行实验,强调中学生在实验中错误,并要求中学生实事求是地填写实验数据。
5.剖析和论证
数据处理时,可引导中学生仔细思索检测数据:剖析电流是如何发生变化,进而影响到电压的如何变化;同
时还应考虑到实验会有偏差,可能数据不很一致。得出电压、电压的关系的推论。
推论:内阻相同时,通过导体的电压和导体两端的电流成反比。
之后指导中学生用检测的数据对照课本图7.1-1画出U-I图。
启发中学生对比物理中的一次函数的知识,推导入U-I表达式:U=IR。
6.评估
要求中学生在探究报告反省自己的探究活动一些问题,如:
(1)实验设计方案是不是最优的,还可能会存在着不合理的地方。
(2)操作中有没有哪些失误,读数时会不会有失误。
(3)检测结果是不是可靠的。
(4)探究中是不是还有什么问题还不清楚,什么问题弄明白了。
……
7.交流
要求中学生课后进行交流,交流时,可以互相交换各自的探究报告,也可以口头叙述自己在探究与别人不同
的意见,同时还应听取别人正确的意见。交流时,不应只是交流探究推论,交流的重点应置于探究的过程
中。
如:为何我的猜测和他人不一样?
为何我的方式与你不一样?
为何你能得出这样的推论,我的推论不和你一样?
……
作业:完成探究报告,并在报告写出对自己所选的实验探究过程进行评估。
说明:
·本节教学应置于实验室完成,将中学生四人分成一组,具体分工大致这样:实际操作时,一名朋友联通滑
动变阻器(或改变电源电流),一名同事观察电流表如何使电阻两端电压不变,另一名同事观察电压表。
·电源的选择最好是中学生电源,检测的数据比较一致。而采用干电瓶时,检测的数据存在着一定的偏差,
处理数据时,要求班主任考虑到可能数据不一致来指导中学生怎么得出推论。
·本节实验探究是同时使用电流表和电压表,对于中学生来说是第一次,存在着一定困难,要求班主任应悉心
打算。
·在探究实验过程中的设计实验环节时,故意设计了两种方式进行科学探究,目的是使中学生明白科学探究
过程的多样性,同时在交流和评估时,懂得不同的科学探究方式对于研究问题的好坏。
·实际操作中,有些要求尽可能让中学生通过动手的过程自己去体会,有利于培养中学生的科学探究素养。
·采用图像进行数据处理时,可以把电流U看成纵座标y轴,电压I看成横座标x轴,则由U-I图可知U和I是
一个正比列一次函数式,内阻R的值为一次函数式y=kx中k值,这样处理有利于中学生能快速的得出U、I和R
的物理表达式。
在研究电压跟电流、电阻的关系实验中,当研究电压与阻值的关系时()A.调节滑动变阻器,使电路中的
探究电压与内阻的关系实验中,应用控制变量法,
每次跟换内阻后,应调节滑动变阻器滑片,保持内阻两端电流不变,
该实验中只要保证内阻两端电流不变即可,电压毋须要成倍数变化;
故ACD错误,B正确;
故选B.