新课标规定的学生必做的实验探究电流与电压电阻的关系实验解读.docx
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新课标规定的学生必做的实验探究电流与电压电阻的关系实验解读
新课标规定学生必做的实验十七
____探究电流与电压、电阻的关系实验解读
一．初中升学本实验理论考试需要掌握的基本问题
探究电流与电压、电阻的关系实验报告
【实验目的】探究电流与电压、电阻的关系
【实验器材】电源、开关、电阻箱（0-9999Ω）、导线（7根）、电流表、电压表、滑动变阻器
【实验电路图】
【实验步骤】
1.保持电阻一定，探究电流跟电压的关系
（1）断开开关，按实验电路图连接电路，并把滑动变阻器的滑片移到阻值最大的位置；
（2）检查电路无误后闭合开关，取电源电压为6V，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表示数分别为1V、2V、3V
时，将对应的电流表示数记入表中。
（3）将器材整理好放回原处。
（4）分析数据，得出结论。
【实验数据】
实验次数
电阻（Ω）
电压（V）
电流（A）
1
R=10Ω
1.0
0.10
2
2.0
0.20
3
3.0
0.30
【数据图像】
【实验结论】当导体的电阻一定时，电路中的电流跟这段导体两端的电压成正比。
2.保持电压一定，探究电流跟电阻的关系
（1）断开开关，按电路图连接实验电路，并把滑动变阻器的滑片移到电阻值最大的位置；
（2）检查电路无误后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为2V时，将对应的电流表示数记入表中。
（3）断开开关，将定值电阻换成8Ω、10Ω，重复上述实验再做两次。
（4）分析数据，得出结论。
【实验记录表】
次数
电压
U/V
电阻
R/Ω
电流
I/A
1
2
5
0.40
2
2
8
0.26
3
2
10
0.20
【实验结论】
当导体两端的电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。
【实验误差分析与讨论】：
（1）导体发热带来的阻值变化，从而引起测量误差。
（2）实验用的电流表和电压表本身精度不高引起的测量误差。
（3）两表没有并排正放，导致读数时视线歪斜引起的读数误差。
二．初中升学本实验操作性考试需要掌握的基本问题
（一）初中毕业生升学考试物理实验操作试题A
探究电流与电压的关系（考试时间：
10分钟）
【实验器材】电池盒、1号干电池3节、定值电阻1只（10Ω）、滑动变阻器1个（20Ω）、电流表1个（0-0.6-3A）、电压表1个（0-3-15V）、开关1个、导线8根。
【操作程序】
顺序
操作内容
1
按照如图所示的电路图连接实验电路。
2
闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为2V，读出此时电流表的示数，记入表格中。
3
改变滑片的位置，使电压表示数变为3V，再次读出电流表示数,并记入对应表格。
4
分析实验数据,得出结论。
【实验记录】
实验次数
电阻R/Ω
电阻R两端电压U/V
通过电阻R的电流I/A
1
10
2
2
10
3
【实验结论】电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成______。
【说明】1.考生只需在表格中填写相关数据，不要求书写完整实验报告。
2.要真实记录实验数据，捏造数据相应扣分。
探究电流与电压的关系评分细则
序号
评分标准
分值
得分
备注
1
连接电路时开关断开
1
2
按一定顺序连接电路，把导线连接到接线柱上
1
3
观察电压表、电流表指针是否在零刻线上
1
4
滑动变阻器连接正确
1
5
闭合开关前将滑动变阻器滑片置于阻值最大位置
1
6
电压表、电流表连接正确
1
7
调整滑动变阻器滑片使电压表示数为规定值
1
8
正确读取对应的电流表示数并记录
1
9
得出正确结论
1
10
整理器材，将器材恢复到实验前状态或摆放整齐
1
得分合计
说明：
1．电流表、电压表不需要估读。
2．发现问题能及时纠正不扣分。
实验总得分
监考教师签字
考试日期：
2015年月日
（二）初中毕业生升学考试物理实验操作试题B
探究电流与电阻的关系（考试时间：
10分钟）
【实验器材】电池盒、1号干电池3节、定值电阻两个（5Ω和10Ω）、开关1个滑动变阻器1个（20Ω）、电流表1个（0-0.6-3A）、电压表1个（0-3-15V）、导线8根。
【操作程序】
顺序
操作内容
1
按照如图所示的电路图将5Ω的电阻连入电路。
2
闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为2V，读出此时电流表的示数，记入表格中。
3
将10Ω的电阻连入电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为2V，读出此时电流表的示数，记入表格中。
4
分析实验数据,得出结论。
【实验记录】
实验次数
电阻R/Ω
电阻R两端电压U/V
通过电阻R的电流I/A
1
5
2
2
10
2
【实验结论】导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成。
【说明】1.考生只需在表格中填写相关数据，不要求书写完整实验报告。
2.要真实记录实验数据，捏造数据相应扣分。
探究电流与电阻的关系评分细则
序号
评分标准
分值
得分
备注
1
按一定顺序连接电路,连接电路时开关断开，
把导线连接到接线柱上
1
2
观察电压表、电流表指针是否在零刻线上
1
3
滑动变阻器连接正确
1
4
闭合开关前，将滑动变阻器滑片置于阻值最大位置
1
5
电压表、电流表连接正确
1
6
将10Ω的电阻连入电路时，开关是断开的
1
7
调整滑动变阻器滑片使电压表示数为规定值
1
8
正确读取对应的电流表示数并记录
1
9
得出正确结论
1
10
整理器材，将器材恢复到实验前状态或摆放整齐
1
得分合计
说明：
1．电流表、电压表不需要估读。
2．发现问题能及时纠正不扣分。
实验总得分
监考教师签字
考试日期：
2014年月日
三．探究电流与电压、电阻的关系实验程序步骤解读
1.清楚实验目标（题目、提出问题）：
探究理解：
（1）为什么要探究电流与电压、电阻的关系?
电压时产生电流的原因，可能电压越大电流也越大；电阻表示导体对电流的阻碍作用，所以电阻越大电流越小。
那么它们之间有怎样的定量关系呢？
这是我们学习电学必须研究清楚的问题。
（2）探究谁的电流与电压、电阻的关系？
是某一定值电阻的，电流、电压、电阻都是对同一导体在同一时间的对应值而言，即I是定值电阻两端电压是U时的电流。
所以我们要测的电流是定值电阻R的电流，电流表要与R串联；要测的电压也是定值电阻的电压，电压表要并联在R两端。
（3）实验思维导向:
电路中电压变化可能会导致电流的变化，电阻的变化可能会导致电压、电流同时变化，所以，要研究电流与电压的定量关系就要保证电阻不变，要研究电流与电阻的关系就要保证电阻两端的电压不变；要研究导体的电流与其两端电压的定量关系，我们需要知道导体两端电压数值和导体电流的对应数值怎样变化；要研究电流与电阻的定量关系，我们需要知道在同一电压下导体电阻值变化时导体中对应电流怎样变化。
所以我们需要电流、电压表来测量准确的电流、电压数值，不仅如此，我们还需要同一导体的电压产生变化，也需要同一电压是导体电阻值产生变化，所以，我们需要滑动变阻器和不同阻值的电阻。
2.明了实验原理;
（1）探究同一导体中电流与电压的关系：
电压是形成电流的原因。
（2）探究同一电压时不同阻值的导体中电流与导体阻值的关系：
导体阻值不同对电流阻碍作用不同。
3.合理选择器材：
电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、三个不同阻值的定值电阻、若干导线。
4.科学设计实验步骤，准确收集数据：
（1）设计电路，并按照电路图连接实物
（2）分步研究：
保持电阻不变，测量电阻两端电压U和电流I，记下数值；改变电阻两端电压，重复三次以上，记下多组数据；保持电压不变，测量电流并记下阻值R和对应的电流值；改变接入电阻的大小，重复三次以上，记下多组数据。
5.计算对比数据，分析找出规律,制作图表
（1）探究同一导体中电流与电压的关系:
I=KU
（2）探究同一电压时不同阻值的导体中电流与导体阻值的关系：
I=K/R
6.得出结论。
在电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
I=U/R
四．实验操作要点
1.实验前：
（1）开关断开；
（2）变阻器滑片滑到最大阻值处；（3）仪表是否正确使用，电路是否连接正确；（4）电流表量程选择：
根据定值电阻阻值与电源电压；（5）电压表量程选择：
根据电源电压和定值电阻阻值与变阻器最大阻值的比例关系；（6）滑动变阻器最大阻值选择（定值电阻最大电阻值选择）：
定值电阻最大阻值要小于变阻器最大阻值，一般变阻器最大阻值是定值电阻最大阻值2倍。
（7）电源选择：
大于3伏，总电流不超过0.6安
2.实验中：
（1）为了减小误差，在不超过量程的前提下，应尽可能使电表指针偏转的角度大一些。
（2）滑动变阻器的作用：
保护电路；通过改变接入电路电阻值，改变定值电阻两端的电压；通过改变接入电路电阻值，保持不同阻值定值电阻两端的电压不变。
（3）每次跟换电阻时要先断开开关。
3.在理解电流与电压、电阻关系时应注意的四个问题：
（1）导体中的电流和导体两端的电压都是针对同一个导体而言，不能拿一根导体的电流与另一个导体的电压进行分析。
（2）电压是产生电流的原因，不能说电压和电流成正比。
（3）电阻是导体的性质，不能说导体电阻与电压成正比，与电流成反比。
（4）在叙述电流与电压、电阻的关系时，一定要注意两个前提：
“电阻一定”、“电压一定”。
五．典型例题解析
【例题】某同学将完好仪器连接成如图所示的电路（其中滑动变阻器的连线没有画出），用来探究电阻上的电流跟两端电压的关系．
（1）合上开关进行实验时发现，无论怎样移动滑片P，电压表和电流表的示数都不为零，但始终没有变化．则该同学把滑动变阻器接入电路中的方式可能是 （填写代号）
a．G与C相连，F与H相连b．G与C相连，D与H相连
c．G与E相连，F与H相连d．G与E相连，D与H相
连
（2）该同学发现了
（1）中的问题并作了改正．请用笔画线代替导线把滑动变阻器正确接入电路中，要求：
滑片P向右移动时电流表示数逐渐增大．
（3）实验测得的数据如表所示．根据这些数据在坐标图中描点并作出U-I图线。
【解析】
（1）a．G与C相连，F与H相连，滑动变阻器连入右半段，移动滑片，能改变连入电路的电阻，改变电压和电流，不符合题意；b．G与C相连，D与H相连，滑动变阻器没有连入电路，移动滑片，不能能改变连入电路的电阻，不能改变电压和电流，符合题意；c．G与E相连，F与H相连，滑动变阻器全部连入电路，相当于定值电阻，移动
滑片，不能能改变连入电路的电阻，不能改变电压和电流，符合题意；d．G与E相连，D与H相连，滑动变阻器连入左半段，移动滑片，能改变连入电路的电阻，改变电压和电流，不符合题意。
（2）滑片P向右移动时电流表示数逐渐增大，一定的连入电路的电阻减小，一定选择了接线柱F，上面接线柱任意选择，故实物连接如上下图所示。
（3）首先确定电流为横坐标，标出对应的电流0.1A、0.2A、0.3A、0.4A、0.5A；再确定电压为纵坐标，标出对应的电压0.5V、1.0V、1.5V、2.0V、2.5V；描出（0.1，0.5）（0.2，1.0）（0.3，1.5）（0.4，2.0）（0.5，2.5）各点，连接各点画出图象。
故图象如上图右图所示。
【答案】
（1）b或c
（2）如上图左图所示（3）如上图右图所示
【点评】此题利用数学描点法来描绘U﹣I的图象，反映了学科之间的综合。
连接实物图，一般分三种情况，连接电路、补充连接、分析错误连接并改正，无论哪种情况，实质都是先连元件比较多的电流路径，再连元件比较少的路径。
六．探究电流与电压、电阻的关系实验达标拓展训练题
1.在探究电流与电阻关系的实验中，电源电压为15V且保持不变，滑动变阻器上标有“20Ω 3A”字样，实验中所用的四个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。
（1）用笔画线代替导线将如图所示的电路连接完整。
（2）小明在a、b间接入5Ω的电阻时，调节滑动变阻器的滑片，读出电流表的时数为1.0A。
断开开关，保持滑片的位置不变，用10Ω的电阻替换5Ω的电阻，闭合开关，要得到正确的实验结论，应将滑片向＿＿＿＿端移动，读数时电流表示数为＿＿＿＿A。
（3）断开开关，再用15Ω的电阻替换10Ω的电阻继续实验时，无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能完成实验，为了使这四个电阻都能为实验所用，应控制a、b间电压不低于＿＿＿＿V。
答案：
（1）如图所示
（2）右0.5（3）7.5
2.在探究“电流与电阻的关系”的过程中。
（1）连接电路时，开关应处于＿＿＿＿（选填“断开”或“闭合”）状态。
（2）小明按图甲连好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现电流表无示数，电压表有示数，其原因可能是＿＿＿（只填序号）。
A．电流表断路B．R断路C．R短路
（3）排除故障后，小明将5Ω的电阻接入电路，调节滑动变阻器，使电压表示数为1.5V，电流表示数（如图乙所示）为＿＿＿＿A。
（4）小明再分别换接10Ω、15Ω的电阻，重复实验，得到表一中另两组数据。
分析表一数据，可得出结论：
保持电压不变时，导体中的电流跟导体的电阻成＿＿＿比。
（5）小丽在做此实验时，每次只更换电阻，测得相应的电流值，如表二所示，根据表中数据，她无法得到与小明相同的结论，其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
答案：
（1）断开
（2）B（3）0.3（4）反（5）没有控制电阻R两端的电压不变
3.在“探究导体中电流与电压的关系”的实验中，小李同学利用若干节新干电池作为电源，在电路中接入不同的导体A、B进行实验，其研究过程如图8所示。
请你仔细观察和比较图中的实验装置、实验操作和电流表的偏转情况，然后归纳得出初步结论：
⑴比较图8中的（a）和（b）两图可得出的初步结论是：
。
⑵比较图8中的（b）和（c）两图可得出的初步结论是：
。
4.在“探究导体中电流与电压的关系”实验中：
（1）提供的实验器材：
电流表、电压表各1只，导体1段，电键1个，电池若干，导线若干。
为得出比较完整的实验结论，还需要的实验材料是________________。
（2）根据已提供的实验器材，为了研究导体中电流与电压的关系，可以采用改变_______________的方法来改变导体两端的电压。
补充了实验材料后，某小组同学进行实验，实验数据记录在表一、表二、表三中。
表一（导体甲）
表二（导体乙）
表三（导体丙）
序号
电压（伏）
电流（安）
序号
电压（伏）
电流（安）
序号
电压（伏）
电流（安）
1
1.5
0.3
4
1.5
0.1
7
1.5
0.2
2
3.0
0.6
5
3.0
0.2
8
3.0
0.4
3
4.5
0.9
6
4.5
0.3
9
4.5
0.6
（3）分析比较实验序号1、2、3（或4、5、6或7、8、9）中电流和电压的变化关系得出的结论是：
____________________________________________________________。
（4）分析比较实验序号______________________________________在电压相等时的关系，得出的初步结论是：
当电压相等时，通过不同导体的电流不同。
（5）小组中甲、乙两位同学进一步综合分析比较了表一、表二和表三的数据及相关条件，甲同学认为，分析实验序号1与6（或2与9或5与7）可得出的结论是：
不同导体，在不同的电压下通过的电流可以相同，所以导体中的电流与电压大小有关，与导体无关。
乙同学得出的结论是：
导体两端的电压与通过导体的电流的比值是个定值。
请判断：
甲同学的结论________________，乙同学的结论______________________。
（均选填“错误”、“合理但不完整”或“合理且完整”）
5.为了探究导体中电流和电压的关系，小华、小海和小强同学用A、B两个导体进行实验，实验中他们利用改变干电池的节数来改变导体两端的电压大小。
①小华按正确的方法进行实验，将测量的数据分别记录在表一、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
2.4
0.40
5
3.6
0.60
6
4.8
0.80
I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：
。
II分析比较实验序号中电压相等时的电流关系，可得出的初步结论是：
电压相等时，通过不同导体的电流大小不同。
②小海按图所示的电路进行实验，根据所接入干电池的节数填入电压值，利用电流表正确测出相应的电流值，并将实验数据记录在表三中。
分析小海的实验过程和方法，你认为他的实验数据是（选填“可信”或“不可信”）的，理由是。
③小强通过加热方式使A、B两导体都升高一定的温度，按正确的方法进行实验，将测量的数据分别记录在表四、表五中。
表四
表五
导体
实验序号
电压（伏）
电流（安）
A
1
1.4
0.06
2
2.8
0.12
3
4.2
0.18
导体
实验序号
电压（伏）
电流（安）
B
4
2.8
0.40
5
4.2
0.60
6
5.6
0.80
进一步综合分析比较表一与表四（或表二与表五）的数据及相关条件，可得出的初步结论是：
。
6．小王和小李两位同学在探究“导体中的电流与电压关系”的实验中，所用的电源为若干节新干电池。
实验过程中他们都进行了多次实验，所用的实验方法有：
①改变电池节数；②移动滑动变阻器的滑片。
实验电路如图A和B所示，实验数据记录在表一和表二中。
（1）表一的实验数据是采用的实验方法〔选填序号①或②〕。
（2）上述两种实验方法的目的都是为了。
（3）分析比较实验序号1和2和3或4和5和6中电流与电压的倍数关系，得出的初步结论是：
。
（4）分析比较实验序号中数据及相关的条件，得出的初步结论是：
电压相等时，通过不同导体的电流大小不同。
（5）进一步分析比较表一、表二的数据及相关的条件，得出的初步结论是：
①分析比较表一或表二，可知：
。
②分析比较表一和表二，可知：
。
（6）实验中用不同导体进行探究并对每个导体都进行3次测量，目的是：
。
7.小明、小华和小芳三个同学为了“探究导体中电流与电压的关系”，他们用A、B两个导体实验。
为了多次改变导体两端电压，用了不同办法：
小明、小华用串联一个滑动变阻器，调节滑动变阻器滑片的位置；小芳则采用了增加电池串联的个数。
三位同学将测量的数据分别记录在表一、表二和表三中。
导体
实验
序号
电压
（伏）
电流
（安）
B
7
2.0
0.20
8
3.0
0.30
9
4.0
0.40
导体
实验
序号
电压
（伏）
电流
（安）
A
4
4.0
0.40
5
3.0
0.60
6
2.0
0.80
导体
实验
序号
电压
（伏）
电流
（安）
A
1
2.0
0.40
2
3.0
0.60
3
4.0
0.80
表一（小明）表二（小华）表三（小芳）
（1）在连接电路时，他们就操作要求得到了共同认识。
你认为连接电路时电键应处在断开状态是为了，闭合电键前滑动变阻器应将滑片移至阻值最大处是为了。
在电路中串联了一只滑动变阻器，通过
也可以改变所研究的导体两端电压。
（2）分析比较实验序号1、2、3或7、8、9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，。
（3）分析小华的实验数据，发现电流与电压变化的倍数关系与小明，小芳的不同，你认为小华实验时发生的问题是。
（4）为了使第
（2）题中得到的结论更具有普遍性，你认为还应该进行的实验是___。
8.在探究“电压一定时，电流与电阻关系”的实验中，电路如图所示。
先在A、B间接入5Ω的定值电阻R，移动滑片P，使电压表示数为2V，读出电流表示数。
接着取下5Ω的电阻换上10Ω定值电阻，不进行其它操作就闭合开关。
此时电压表示数及应进行的操作是（）
A．电压表示数大于2V，应将滑片P向左滑
B．电压表示数大于2V，应将滑片P向右滑
C．电压表示数小于2V，应将滑片P向左滑
D．电压表示数小于2V，应将滑片P向右滑
9.利用下面的电路图，在研究电流与电压、电阻关系时，若只改变滑动变阻器的阻值，可以用来探究电流与_______的关系；也可用于伏安法测电阻，实验时小明观察到两个电表的示数如下，则小明测得R的电阻是______Ω。
10.小华用如图所示的电路探究电流与电阻的关系．已知电源电压为6V，滑动变阻器R2的最大电阻为20Ω，电阻R1为l0Ω．实验过程中，将滑动变阻器滑片移到某一位置时，读出电阻R1两端电压为4V，并读出了电流表此时的示数。
紧接着小华想更换与电压表并联的电阻再做两次实验，可供选择的电阻有l5Ω、30Ω、45Ω和60Ω各一个，为了保证实验成功，小华应选择的电阻是Ω和Ω．
11.小周同学在做探究“电流与电阻的关系”实验时，他设计连接了如图所示的实物连接图。
（1）请你依题中的实物连接图画出相应的电路图。
（2）实验中，小周同学先将5Ω的电阻R接入电路，电路连接完全正确，将滑动变阻器阻值调至最大处，闭合开关S就直接读出了电流表的示数，并把数据记录在表格中。
然后再分别用10Ω和20Ω的电阻替换5Ω电阻，重复上述操作。
他在实验操作过程中的错误是没有保持电阻R的不变。
（3）小周同学发现错误后重新进行实验，得到的数据如下表所示。
根据表中的实验数据得出的结论是：
。
（4）小周同学发现有一个小灯泡，于是用这个小灯泡替换20Ω的电阻后，继续进行实验。
电表测得示数如图所示，可知小灯泡的阻值是Ω。
实验次数
电阻R（Ω）
电流I（A）
1
5
0.48
2
10
0.24
3
20
0.12
（1）如图所示
（2）电压（3）电压一定时，通过导体的电流与导体
的电阻成反比（4）8
解析：
（1）根据实物图，滑动变阻器、电流表、定值电阻R、开关和电源串联组成闭合回路，电压表与定值电阻R并联，画出其电路原理图如上图所示。
（2）流过导体的电流与导体两端的电压和导体的电阻两个因素有关，要利用控制变量法探究电流与电阻的关系，就必须保持电
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