实验探究：电流与电压、电阻的关系

提出问题

电流与电压、电阻有什么关系？

猜想与假设

根据电流、电压、电阻的特点，我猜想：

制定计划进行实验

仪器和材料：定值电阻3个（阻值分别为20Ω、10Ω、和30Ω），电流表，电压表，6伏蓄电池组（或干电池3个），单刀开关，导线若干。

方法与步骤：

一、电流强度与电压的关系

1．把10Ω定值电阻与电流表、电压表、电源、开关连接成如图1的电路。其中电流表用－、0．6A两接线柱，电压表用－、3V两接线柱。电源用1个蓄电池。

图1

2．请仔细检查电路的接线无误后，闭合单刀开关，读出电路中电流强度I和R两端电压U，把测得的电流和电压值填入表1中。

3．电压表正端改接“15V”接线柱，依次改变串联蓄电池的数目为2个、3个，测出流经电阻R的电流强度和电阻两端的电压U。把测得的电流和电压值填入表1中。

表1

次数	1	2	3
电压U（V）
电流I（A）
比值U/I

看表1，电阻AB中电流与它两端的电压有什么关系？

4．将电路图1中的电阻换成20Ω的定值电阻，重做一次上述实验，即每次只改变接入电路的蓄电池个数，将测得的电流强度I与两端电压U填入表2中。

表2

次数	1	2	3
电压U（V）
电流I（A）
比值U/I

再看表2，电阻AB中的电流强度与它两端的电压有什么关系？

二、电流强度与电阻的关系

1．把10Ω定值电阻与直流电流表、电源、开关组成串联电路。电流表用“－、0．6”两接线柱，电源用3个电池串联的电池组。

2．教师检查电路接线无误后、闭合开关，读出电路中的电流强度I。

3．依次将电阻换成20Ω，30Ω的定值电阻，并分别记录下通过电路的电流I。

4．把各次测得的电流I与对应的电阻值填入表3中。

表3

电阻R（Ω）	10Ω	20Ω	30Ω
电流I（A）

看电路中电压一定时，电流强度I跟这段电路的电阻R有什么关系。

5．将电源换成2个电池串联，电阻依次为10Ω，20Ω，30Ω，测出各次的电流I的数据，再列成同样的表并填入数据。

再看在电路电压一定时，电流I跟这段电路的电阻有什么关系。

分析论证得出结论

综合上述实验结果，得出通过同一段导体中的电流强度与它两端的电压成正比，与电阻成反比。

交流评估

1．在分析电路中电流强度跟电压关系时，有的同学从表中看到有的记录数据只能说明电流强度随电压的升高而变大，不成正比例。与实验结论有无矛盾？

2．在电流强度与电阻关系的实验中，保持电压不变，即保持电源不变，而不用电压表测量，是什么原因？解决问题的措施是什么？

提示：主要是电源在不同电流时输出电压不同。本实验用内阻小的蓄电池或较新的干电池误差较小。

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