欧姆定律中电流与电阻的关系(欧姆定律探究电流与电压电阻的关系知识点)
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欧姆定律:探究电流与电阻的关系
在上一节中,我们讨论了探索电流和电阻之间的关系。在本节中,我们将讨论电流和电阻之间的关系。
实验目的:研究通过导体的电流与导体电阻的关系。
1.根据目的设计电路。
要研究电流与电阻的关系,需要更换电路中不同的定值电阻,同时保持定值电阻两端的电压不变(一切都需要条件)。电路元件需要准备多个不同阻值的定值电阻。还需要电流表来测量电路电流。需要用电压表来显示电路两端电压保持不变。电路中更换不同定值电阻时如何保持电阻两端电压不变?不变又怎样?其方法是在电路中串联一个滑动变阻器。通过调节变阻器来调节连接到电路的电阻,可以改变电阻两端的电压。这样就添加了电源、开关和导线,实验电路设计就完成了。
实验电路图如下:
请注意,该电路图与上一节中讨论的用于研究电流和电压之间关系的电路图完全相同。设计电路图时,需要确定各个元件的功能,这样才有用。
2.连接电路。
根据电路图连接物理图的方法与上一节相同。根据电路图放置电路元件并关闭开关。从电源正极开始,依次连接。连接顺序与电流流动顺序一致,方便连接仪表时遵循“正进负出”原则,防止指针反偏误差。
3.检查电路。
用试触法检查电路连接是否正确。如果出现问题,请排除故障。最常见的故障是,如果电流表几乎没有读数,而电压读数接近电源电压,则说明定值电阻开路。我告诉你原因:如果电压表有读数并且接近电源电压,则说明电压表现在正在测量电源电压。电路中,定值电阻和滑动变阻器串联。根据串联电路的电压规律:总电压等于各部分电压之和。定值电阻两端的电压应小于电源电压,且由于此时与电路连接的滑动变阻器的阻值较大,因此定值电阻C端的电压应较小。用于测量电源电压的电压表,说明从电压表的两端到电源两极的电路是通的,电流表没有示数,说明电路中没有电流,电路出现断路,哪个地方出现断路?只能是与电压表并联的定值电阻处出现了断路,因为其余部分都是通的。
4.进行实验。
合上开关,调节滑动变阻器,使电压指示数为一定电压值。记下要保持恒定的电压值,然后记下相应的电阻和电流值。然后关闭开关并更换不同阻值的定值电阻。每次更换不同阻值的电阻时,调节滑动变阻器,使定值电阻两端的电压保持不变,然后分别记录相应的阻值和电流值。具体方法是:看电压表,调节滑动变阻器。如果更换后的电阻阻值比上次大,则与电路连接的滑动变阻器的阻值也比上次大。可以缩写为“大多大”,说小也太小了。事实上,随着学习的进行,学生会知道,由于电源电压和定值电阻两端的电压保持不变,所以可调变阻器两端的电压也将保持不变。如果串联电路中各部件之间的电压不变,那么它们对应的电阻之比也不会改变。如果原来接电路的电阻是5,现在接一个10的定值电阻,则接在电路上的滑动变阻器的阻值将是原来接电路的阻值的两倍;如果连接到电路的电阻为15,则连接到电路的滑动变阻器的电阻将是原电路电阻的3倍。这样,如果改变后的定值电阻继续增大,则滑动变阻器所连接的电路中的电阻也会继续增大。因为滑动变阻器有一个最大值。当电路中需要连接的电阻超过滑动变阻器的最大值时,在更换定值电阻时滑动变阻器将无法保持电阻两端的电压不变。此时通常采用的方法是更换阻值较大的滑动变阻器。当然还有很多其他的方法,大家可以往下想。另一个问题是如果只更换定值电阻而不更换滑动变阻器会发生什么情况?根据我们刚才所说,在串联电路中,电压之比等于电阻之比。如果更换的电阻阻值变大,则该电阻分压的电压也会变大;如果更换的电阻阻值变小,则该电阻分压的电压也会变小。也就是说,在更换电阻时,如果不调整滑动变阻器,电阻两端的电压就会发生变化,从而无法得出正确的结论。
5.处理实验数据,得出结论。
分析实验数据,我们发现在数据表中,电流和电阻的乘积是一个固定值(这个固定值就是维持的电压值)。两个量的乘积是一个常数值,符合数学反比例特性。因此可以得出结论,当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。也可以通过U-I图像来分析,其中图像是反比例函数。请注意,通过将其中一个量替换为其自身的倒数,可以将反比例转换为正比例。
6.整理器材。
本节问题:
1.研究电流与导体电阻之间的关系时应保持什么不变?
2.请画出本实验的电路图。
3、更换电阻时如何保持电阻两端电压不变?
4、当更换后的电阻阻值变大时,连接电路的滑动变阻器的阻值应该增大还是减小?
5、如何判断两个物理量成反比?
6.从这个实验中得出什么结论?
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