14探究电流及电压.doc

实验十四　探究电流与电压、电阻的关系 一、实验介绍 考纲要求：设计探究导体中电流与电压关系的实验。知道实验目的和器材，能根据探究的需要，设计实验方案、选择实验器材，能画出实验电路图，学会设计记录实验数据的表格，学会正确连接实验电路，能根据实验数据得出导体中电流与电压的关系。 实验目的：探究通过金属导体的电流与它两端的电压之间的关系，形成电阻的概念，从而得到电流与电压、电阻之间的关系。 实验器材：若干节干电池、电键、金属导体（可选2~3种阻值不同的标准电阻）、电压表、电流表、导线若干 科学方法：控制变量法 （一）设计方案 1.怎样用上述器材研究通过金属导体的电流与导体两端的电压之间的关系？ 2.用什么方法可以改变导体两端的电压？ 3.电压表、电流表在连接时应该注意什么？ （二）实验要求 实验步骤： 1.设计实验电路图（如下图） 　　　 2.设计记录电流和电压的表格。 表一 导体甲 表二 导体乙 表三 导体丙 实验 序号 电压U （伏） 电流I （安） 实验 序号 电压U （伏） 电流I （安） 实验 序号 电压U （伏） 电流I （安） 1 0 1 0 1 0 2 2 2 3 3 3 4 4 4 3.按电路图连接实验器材 4.闭合电键，将测量得到的I和U填入表中。 5.三次改变电源电压（改变干电池节数），再将I和U记入表中。 6.建立U-I坐标系，作导体的U-I图线。 7.根据同一导体的U-I图线思考导体的电流I与电压U之间的关系。 8.分析几个不同的U-I图线，讨论相同、不同之处。 实验说明 由于在教材中探究导体中电流与电压关系的实验处于滑动变阻器知识点之前，因此只能够通过改变电源电压来得到多组数据。在初中物理电学试验中，电源电压通常使用的是干电池，因此我们可以通过改变干电池的节数来改变通过导体的电流和导体两端的电压，但是要注意：①干电池使用时是以串联的方式连接的。②接入干电池前电键要断开。③连接时电键始终保持断开。④电压表并联在导体两端，电流表串联在电路中，都遵从“正进负出”。⑤闭合电键前使滑动变阻器接入电路中的阻值最大。 物理思想： 本实验类型为探究型实验，实验的主要目的是探究导体接入电路后电流与电压的关系。在实验过程中，如果只选取一个导体进行实验时，实验数据可能存在偶然性。因此不仅仅就同一导体进行多次测量，需要换取不同阻值的导体进行多次测量，以此从一般现象得到普遍的规律。 在教材中本实验又是铺垫，通过这个实验的讨论可以引出欧姆定律和电阻的概念。从而对导体本身以及导体接到电路中时的特点进行进一步的研究。 数据讨论： 将同一导体的各组数据画到坐标系中能够发现，将各点连结起来是一条通过原点的倾斜直线。这就说明横坐标所表示的电流I与纵坐标所表示的电压U是成正比的。 再将不同导体的各组数据画到同一张坐标系中各自连成直线，可以发现每一条都满足成正比的条件。但不同导体之间的区别就在于斜率不同，而坐标系中的斜率就是电压U与电流I的比值。因此可以分析得出不同导体，U/I是不同的。 实验结论： 初步分析：同一导体，导体两端的电压越大时，通过导体的电流越大，且电流与电压成正比。不同导体，导体两端的电压相同时，通过导体的电流不同。通过初步分析就能够得出导体接入电路后电流与电压的变化关系，也就是欧姆定律。 进一步分析：同一导体，导体两端的电压与通过导体的电流的比值相同。不同导体，导体两端的电压与通过导体的电流的比值不同。通过进一步分析可以发现导体接入电路中，两端的电压和通过的电流的比值能够代表导体的某种性质，物理上定义这种性质为电阻，电阻的大小为电压与电流的比值。 注意：电压是产生电流的原因，电压是起因，电流是结果，总结结论时因果关系不能倒置。 二、考情分析 1．(2010年上海中考)小华和小海同学为了探究导体中电流与电压的关系，他们用A、B两个导体进行实验，实验中多次改变导体两端的电压大小，并将测量的数据记录在表一、表二中。 　　　表一　　　　　　　　　　　　　　　　表二 导体 实验序号 电压(伏) 电流(安) A 1 1.2 0.08 2 2.4 0.16 3 3.6 0.24 , 导体 实验序号 电压(伏) 电流(安) B 4 1.8 0.18 5 3.6 0.36 6 5.4 0.54 (1)分析比较实验序号1、2、3或4、5、6中的电流与电压变化的倍数关系，可得出的初步结论是：对同一导体，________________________________________。 (2)分析比较实验序号3、5的数据，他们提出了猜想：在电压相同的情况下，通过不同导体的电流不相同。 ①为验证上述猜想，在已有表一、表二实验数据的基础上，小华重新预设了B导体两端的电压，并测出相应的电流值．小海分析了小华的测量数据后，认为小华的测量数据有问题，他未