探究电流与电阻的关系中关于控制电压范围、电阻规格、滑变规格、电源电压范围分析

第1页共8页探究电流与电阻的关系关于控制电压范围、电阻规格、滑变规格、电源电压范围分析一、控制电压范围已知电源电压为U，定值电阻1R的几个阻值，滑动变阻器的规格，电流表规格。1、最小控制电压的确定。，求得、此时：由；为控制电压的最小电压时，取阻值最大的定值电阻取最大值当滑动变阻器可小不可大；保持不变；可使此时，则当不可变大；大；已达到最大值，不可变，则当；为控制电压的最小电压若以；有最小值此时有最大值达到最大值时，当；不变，若min12121max2max1min1max11max221min12min1112min11min11min121max222221,;;;;,UUUUUURRURRRRRURURRRURUUUUUUUURURR2、最大控制电压的确定。最大控制电压为可大不可小；；不变，时，当；不变，时，当；为控制电压的最大值时若以此电压两端有最大电压；此时；不变，则若时；当电流达到最大限定值；；且，，则不变，若滑电流表min1maxx11max11max11max111maxmax11max1221;,RIURIURIURURRIURIIIIIIUURRma第2页共8页二、滑动变阻器最规格确定已知电源电压为U，定值电阻1R的几个阻值，控制电压为1U。规格。即为滑动变阻器的最小求得此时；取不到最大值，则于若滑动变阻器的规格小有最大值时，取最大值当时，保持不变；max2max2max111max11max2max22max11211;;;RRRUUURRRRRRRRRU三、定值电阻的范围确定已知电源电压为U，滑动变阻器的规格，电流表规格，控制电压为1U。1、定值电阻的最大阻值确定即为电阻的最大阻值。求得此时有最大值时，取最大值当时，保持不变；max1max2max111max11max22211;;;RRRUUURRRRRRU2、定值电阻最小阻值的确定max1min1IUR四、电源电压范围的确定已知滑动变阻器规格，定值电阻1R的几个阻值，控制电压为1U。1、电源电压最小值的确定1minUU2、电源电压最大值的确定。即为电源电压的最大值求得此时可小不可大；不变；就能保证此时时，当；不能但时，当为电源电压的最大值；若以两端电压有最大值，此时，有最大值时，取最大值当时，保持不变；URRUUURURURRURUUUUURRRRRRRU;,,;;;max2max11111211211maxmax21maxmax22max22max11211第3页共8页课堂练习1．探究“电流与电阻关系”的实验中，提供的器材有：电源（电压9V）、电流表、电压表、滑动变阻器R、电阻箱R0、开关及导线若干。（1）小明连接的图甲电路中存在连线错误，只需改动一根导线，即可使连线正确，请在接错的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法；（2）正确连接电路后闭合开关，在移动变阻器滑片P时，发现电流表指针偏转，但电压表指针不偏转，请你帮他分析原因；（3）排除故障后实验时，改变R0的阻值，测出对应的电流I．当R0的阻值变大时，为完成探究应将滑片P向（选填“A”或“B”）端移动，此过程中R0、R消耗的电功率之比（填“变大”、“变小”或“不变”）。（4）将R0阻值换为50Ω，正确操作后记录电流表示数如图乙，并在图丙坐标中补描该点；连线时发现有一个错误数据点，小明反思：是某次将R0的阻值由Ω变换为错误数据点对应阻值时，未调节滑片P就读取电流而造成的。（5）小刚选用了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻，若定值电阻两端的电压保持3V不变，滑动变阻器的规格为“20Ω1A”，则他所用的电源电压应该在范围之间选择。2．图1是小强“探究通过导体的电流与电阻关系”的实验电路（电源电压4.5v保持不变），图2是他依据测得的实验数据绘制的电流Ⅰ随电阻R变化的图象，由图象可知R两端的电压为V；当R的电阻由5Ω更换为10Ω时，闭合开关后，为使R两端的电压（选填“改变”或“不变”），滑动变阻器的滑片应向（选填“a”或“b”）端滑动。若实验中R的阻值分别是5Ω，10Ω，15Ω，则滑动变阻器的阻值至少是Ω。第4页共8页3．在探究“电流与电阻的关系”的实验中，小明设计了如图所示的电路。已知电源电压为3V，且保持不变，滑动变阻器R标有“20Ω0.5A”字样，所给的定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。（1）连接电路的过程中，开关应处于状态。滑动变阻器除保护电路外，本实验中的作用是。（2）连接好电路后，闭合开关，发现电流表几乎无示数，电压表示数接近电源电压，则电路的故障可能为。（3）实验中，将5Ω的定值电阻换为10Ω的定值电阻后，应将滑动变阻器的滑片向（填“A”或“B”）端移动，使电压表示数不变。（4）为了使所给的4个定值电阻都进行实验，定值电阻两端的电压应控制在V和V之间。4．在“探究电流与电阻的关系”实验中，现有器材如下：电源（电压为4.5V），四个定值电阻R1（5Ω）、R2（10Ω）、R3（15Ω）、R4（20Ω），标有“×Ω1A”的滑动变阻器（阻值模糊不清），电压表（可用量程：0﹣3V、0﹣15V），电流表（可用量程：0﹣0.6A），导线，开关。第5页共8页（1）设计并根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线把图乙所示的实物电路连接完整。（2）在连接实验电路时，小华应将开关处于状态，闭合开关前，应将滑动变阻器滑片滑到最端（选填“左”或“右”）。（3）把定值电阻R1接入图甲中的A、B两点之间，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2V时，电流表的示数应为A。（4）分别用定值电阻R2、R3、R4替换R1，重复（3）的实验步骤，根据所得的四次实验数据绘制出I﹣R图象，如图丙所示。由图象可得出的结论是：在导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成。（5）当使用定值电阻R4进行实验，刚一闭合开关时，就发现电压表示数恰好为2V，为了用以上四个定值电阻完成实验且确保电路安全，应控制A、B两点之间的电压在范围内，滑动变阻器的取值范围为。5．在“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验中，小明采用的电路如图甲所示，实验中，他始终保持定值电阻R两端的电压为6V不变。实验中所用的部分器材如下：电源（电压恒为9V），电流表（0﹣0.6A），电压表（0﹣15V），15Ω、20Ω、25Ω、30Ω和50Ω的定值电阻各一只，滑动变阻器（20Ω，1A）。（1）小明将20Ω的定值电阻接入a、b之间进行实验，在闭合开关前，应将滑片P置于图中滑动变阻器的最端；（2）闭合开关后，小明发现无论怎样调节滑动变阻器，电流表示数始终为零，电压表示数第6页共8页始终为9V，已知导线和各处的连接完好。由此推断，电路中（填写器材名）发生了（选填“短路”或“断路”）故障；（3）小明将某定值电阻接入a、b之间进行实验，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数为6V，此时电流表的示数如图乙所示，则示数为A；（4）当小明将50Ω定值电阻接入a、b之间进行实验时，你推测将出现的一个不能达到实验目的实验现象是，其原因是；（5）小明根据实验数据画出图丙所示图象，依此你得出的结论是：在电压一定时，通过电阻R的电流与它的阻值成；（6）若用电阻箱替换定值电阻接在a、b之间，其它实验条件不变，为完成上述实验，电阻箱的阻值调节范围是。6．如图所示，探究“电流与电压关系”实验中，电源电压恒为4.5V，电流表的量程为0﹣0.6A，电压表量程为0﹣3V，定值电阻阻值为5Ω，滑动变阻器最大阻值为20Ω。（1）在图甲中用笔画线代替导线将实验电路连接完整。（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于图中端。（3）闭合开关，移动滑片，记录电流表和电压表示数，进行多次实验，绘制出I﹣U图象，如图乙所示，根据图象得出初步结论：在电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成。（4）为了保证元件安全，闭合开关，在移动滑片的过程中，滑动变阻器的阻值变化范围为。（5）用该电路探究电流电阻的关系时，若保持电压表示数始终为2V，不更换其它器材，为了完成实验，更换的定值电阻阻值不能大于Ω。7．小曦同学在做“探究电流与电压、电阻的关系”实验时，准备以下器材：电源电压为3V且保持不变，电流表（0～0.6A）、电压表（0～3V）、滑动变阻器（20Ω1A）、四个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、开关、导线若干。根据如图甲所示的电路图进行实验。第7页共8页（1）请你用笔画线代替导线把图乙未连接完的实物电路连接成正确的完整电路（要求：导线不交叉且滑动变阻器滑片向右移电流表示数变小）。（2）正确连接电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调到最右端，目的是（选填“保护电路”或“改变电流”）。（3）将电路连接正确后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表指针有明显偏转，原因可能是A．电阻R短路B．电阻R断路C．滑动变阻器短路D．滑动变阻器断路（4）探究电流与电压的关系时，小曦通过调节滑动变阻器滑片P，测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压如下表所示。老师看后说其中一次是错误的。帮他分析出错的是第次，原因是。实验次数12345电压U/V0.51.01.52.02.5电流I/A0.10.20.30.40.5（5）去掉出错的实验数据，分析可得到的结论是：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成比。（6）接着小曦又探究电流与电阻的关系，他只更换定值电阻，其余连接均不变。其实验步骤如下：①在电路中接入阻值为5Ω的定值电阻，移动滑动变阻器的滑片，使得电压表示数为U0＝V，如图丙所示，记录电流表示数；②用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻再闭合开关，他应该将滑动变阻器的阻值（选填“调大”或“调小”）直到电压表示数为U0，再记录电流表示数；③用15Ω的定值电阻替换10Ω的定值电阻再闭合开关，他调节滑动变阻器的阻值，发现第8页共8页电压表示数始终不能调为U0．为完成四次探究，小曦设计了如下四个调整方案，你认为不可行的是A．如果只调整电压表的示数，则应控制电压表示数U0的范围为1.5V～3VB．如果只更换定值电阻，则更换的电阻阻值范围是1Ω～10ΩC．如果只更换滑动变阻器，则更换的滑动变阻器最大阻值不小于40Ω，最大电流不小于0.2AD．如果只更换电源，则更换的电源电压范围是1V～2V