第十四章 探究电路 实验与计算

（1）把S接在位置1上，读出此时电压 表的示数U，把S接在位置2上，读出此 时电压表的示数U0
为了探究电阻上的电流跟电压的关系，小亮设计了如图 12甲所示的电路图。 （1）请根据电路图，用笔画线代替导线将图乙中的元 件连成电路； （2）在探究电流与电压的关系时，应保持 __________不变，调节滑动变阻器滑片的位置，改变 __________________，记下对应的电流值。 （3）如果仍利用图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系， 实验中记录的数据如下表所示，对表格中的数据进行分析 可归纳出的结论是：______________________。
解: I2 = U R2 6V = =0.6A 10 Ω
L2
I=I1+I2= 0.4A + 0.6A = 1A
练习：如图所示，电源电压保持不变，电阻R1=30 ， 电流表A1的示数为0.4A，A2的示数为0.8A，求电源电压和 R2阻值各为多少？总电流为多少？ 解: U I1 R1 0.4 A 30 12V
（1）猜想B （2）步骤3：保持电流不变， 看看能不能让电压成比例的增 大。
为了测量电阻R的阻值，某同学连接实验器材的线路如图 11所示，请指出连接线路中的三个错误及其纠正的做法： （6分） （1）①滑动变阻器连错。改A接C。 （2）②电压表正、负接线柱接错。调换接线蛛柱接线。 （3）③电流表正接线柱连线接错。改接F为E点。
（1）60Ω （2）18V 60Ω
我们可以用图14示的电路图测量未知电阻RX的阻值．调 节电路，当电压表示数U为14.0V时，电流表的示数为 0.40A． (1)计算RX的阻值； (2)实际上，电流表是有电阻的，如果考虑到电流表的 电阻值RA为0.5Ω，计算这时待测电阻的阻值。
（1）35Ω
（2） 34．5Ω
例6.小灯泡电阻为20 ，在正常工作时它两端的电压是 12V，现有的电源电压是16V，要把这盏灯接在这个电源 上，需怎样接入一个阻值多大的电阻？将电路设计出来， 并画出电路图。
解: 应串联一个电阻. U2=U - U1=16V - 12V=4V U1 12V I1 = = = 0.6A 20 R1 U2 4V R2= = = 6.7 I1 0.6A L1 R2
（1）0.10 0.18 0.30 0.42 0.50 （2）5.1 （3）调节电压
为了探究电流与电压的关系，小华设计了实验电路图． （1）实验选用的器材如图所示，其中电源为2节干电池， 定值电阻为10Ω，滑动变阻器标有“10Ω 2A”字样，则实 验时电压表应选用的量程为 V，电流表应选用的量程为 A．（2分）VR1SAR2 （2）请根据电路图用笔画线代替导线，将图中的元件连 成电路．要求：滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表的 示数变大．（4分）
S A R R'
5
0.2
0
1
0
0.4 0.6 2
3
V
图13
0
0
1
10 2
15
3
（1）0-3（或3）（1分） 0-0.6（或0.6）（1分） （2）滑动变阻器接线符合题意（2分） 电压表接线 正确（1分） 电流表接线正确（1分）
如图所示电路中，电源电压为3V，开关闭合后，电流 表、电压表示数分别为0.1A和2.0V，求：①通过R2的 电流；②R2两端电压； ③R1的电阻。（6分）
例3.在某电阻两端加4V电压时，通过它的电流是0.2A， 若要使通过它的电流为0.6A，应在这个电阻两端加 12 ______V的电压。 例4.保持电阻箱两端的电压不变，当电阻箱的电阻为10Ω 时，通过电阻箱的电流为0.6A；若将电阻箱的电阻调到 0.2 30 Ω时，通过电阻箱的电流为______A。
例9.电源电压保持不变, R1 = R2 = R3 = 20Ω ,当S1、 S2都断开，电 流表示数是0.3A，求：1）电源电压 2）S1、S2都闭合时，电流表示数是多少？
S1、S2都断开
R1
R2
A
R1
R3
R2
A
串联
R3
S1、S2都闭合
S1SBiblioteka AS1S2并联
R1
R2
R3
S
S
1.两个定值电阻之比R1：R2=2：3，将它们并联接在一个
总结
1、两个实验都体现了初中物理研究问题的一种思想就是： 控制变量法； 2、实验中都要用到滑动变阻器，但是作用不一样，需要 大家区别开来，在研究I-U的关系实验中滑动变阻器的作 用是改变定值电阻两端的电压，在研究I-R的关系实验中 它的作用是保证电阻两端的电压不变； 3、在利用这个实验结论解题时，一定要记住电阻的大小 只与电阻的长度、材料、横截面积以及温度有关，与它两 端的电压和通过它的电流是没有关系的。
例5：现有待测电阻Rx,其阻值在10Ω 左右，请设计实验测 Rx 出该电阻的阻值。 A （1）实验原理 ： U R I V P （2）实验器材 （3）请同学们动手设计实验电路图 断开 （4）实验前，开关应_____，滑片P应放在变阻器的最右 端 （5）在实验中滑动变阻器的作用 是 得到多组电压和电流值，取平均值，从而减少误差。. （6）在实验中的故障： a、闭合开关后，发现电流表无读数，电压表有示数，故 障可能是_____________。 Rx开路 b、闭合开关并移动滑片P后，发现电压表无示数，但电流 表却有示数，故障可能是 Rx短路或电压表开路 。
S
练习：串联电路中两个电阻R1=4 ，R2=6 ，如果通过 R1的电流为0.6A，求:R2两端电压。
解: I2 = I1 = 0.6A U2= I2 R2= 0.6A 6 =3.6V
R1
S
R2
例7.在图所示的电路里，电源的电压是6V，L2 的阻值是 10 Ω ，通过L1 的电流是0.4A， 求：(1) 通过电阻L2 的电流。 L1 (2) 干路的电流。
U 12V R2 15 I 2 0.8 A
I=I1+I2= 0.4A+ 0.8A=1.2A
例8.如图所示电路中，当开关S闭合，滑片P向右移动时， C 关于两表示数的变化 下述正确的是( ) A.电流表、电压表的示数均变大 B.电流表、电压表的示数均变小 C.电流表的示数变小，电压表的示数变大 D.电流表的示数变大，电压表的示数变小
二、欧姆定律:
1 、 内 容 ： 导体中的电流与导体两端的电压成正 比，与导体的电阻成反比。 U 2、公式：I R 3、注意： （1）U为导体两端的电压，单位为伏（V）； I为通过导体的电流，单位为安（A）； R为导体的电阻，单位为欧（Ω） （2）单位统一国际单位才能计算。 （3）三个量必须是同一段电路上，同一时间的电 流、电压和电阻。 （4）R=U/I不能说电阻与电流成反比、与电压成 正比。
第十四章
探究电路
（实验与计算）
准备好了吗？ 让我们开始吧！
一、串并联电路的特点
串联电路 电 路 图 并联电路
I
I
I1 I1 I2 I2 I =I1+I2+…… U =U1=U2=…… R =1/R1+1/R2+……
电流
电压 电阻
I = I1 =I2 =…… U =U1+U2+…… R =R1+R2+……
例1：某同学在研究电流跟电压、电阻关系的实验中，得 到了表1、表2实验数据。 表1 （R=10Ω） 表2 （U=3V） 4 电压U(V) 1 2 电阻U(Ω) 5 10 15 电流I(A) 0.1 0.2 0.4 电流I(A) 0.6 0.3 0.2
比较表1数据，可得什么结论？比较表2数据，可得什么 结论？ 比较表1，可得结论：当导体的电阻一定时，通过导体的 电流与导体两端的电压成正比。 比较表2，可得结论：当导体两端的电压一定时，通过导 体的电流与导体本身的电阻成反比。
用实验探究导体的材料、长度、横截面积对电阻的影响， 供选择的导体规格如下表： 材料编号长度/m横截面积/m㎡材料编号长度/m横截面积 /m㎡镍铬合金①10．5锰铜⑤10．5②11⑥11③1．50．5 ⑦1．50．5④1．51⑧1．51你认为下面对导体选择最合 理的一组是（ C ）（3分） A．③④⑤⑥ B．②③⑥⑦ C．①⑤⑥⑦ D．⑤⑥ ⑦⑧
S A R1
R2 V
0.1A 1V 20Ω
如图所示的电路中，电阻R2阻值为10Ω，闭合开关S，电 流表A1示数为0.3A，电流表A的示数为0.5A，求：①通 过电阻R1的电流； ②电源电压；③电阻R1的阻值。（7 分）
R1
A11
R2 A
0.2A 3V
15Ω
某同学利用下图示器材测灯泡的电阻。 （1）制定计划与设计实验： ①画出的用电压表、电流表测灯泡的电阻的电路图，并标明电流表、 电压表的正、负接线柱。（2分） ②请把图14—13的器材连成实验电路。（2分） (2)进行实验与收集证据: ①连接电路是开关应 ； ②闭合开关之前应该先调整变阻器的滑片至 端，使它在电路中 阻值处于 。 如果第一次测量时灯泡两端的电压等于额定电压,以后几次测量时 电压逐次降低,直到看不到灯泡发光,对比得出的电阻值,发现同一导 体的电阻与 有关，一般的金属温度升高，电阻 。
例2、在 “研究电流与电阻的关系”的实验中， （1）为达到研究目的，实验必须保持 电阻两端 的 电压不变。 （2）在实验中，电压表的示数为3V，电流表的示数为 0.6A，现将阻值为5Ω 的电阻换成10 Ω 的电阻接入电路来 进行研究，则下一步应进行的操作是： 移动滑片，使10Ω电阻两端电压仍为3V R A V P
R2
V2
V1
A
3.如图，电源电压保持6V不变，R1 = 10Ω ，R2 = 15Ω ， 求： (1）当S断开时，电流表、电压表的示数各为多少？ (2）当S闭合时，电流表、电压表的示数各为多少？
V A
R1
S