1.探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系
本實(shí)驗(yàn)采用控制變量法。
�。�1）探究電流跟電壓的關(guān)系
本實(shí)驗(yàn)應(yīng)控制電阻不變，研究對(duì)象是定值電阻這部分電路，而并非整個(gè)電路，因此電流表要測(cè)定值電阻中的電流，電壓表要測(cè)定值電阻兩端的電壓。由于串聯(lián)電路中各處電流相等，因此電流表只要串聯(lián)在電路中，就可以測(cè)出定值電阻中電流，而電壓表應(yīng)并聯(lián)在定值電阻兩端，才能測(cè)量定值電阻兩端的電壓。通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使定值電阻兩端的電壓成倍地變化，來獲取電流隨電壓變化的數(shù)據(jù)，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
�。�2）探究電流跟電阻的關(guān)系
本實(shí)驗(yàn)應(yīng)控制電壓不變，換用不同的電阻R，其阻值成倍數(shù)變化如5Ω、10Ω、15Ω等，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使阻值不同的定值電阻兩端的電壓保持不變，即電壓表示數(shù)保持不變，得到幾組不同的電流隨電阻變化的數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論：電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。
本實(shí)驗(yàn)電流跟電壓、電阻的關(guān)系圖像如圖2所示：
2.伏安法測(cè)電阻
實(shí)驗(yàn)原理：R＝U/I
�。�1）測(cè)定值電阻的阻值
實(shí)驗(yàn)電路圖如圖1所示，滑動(dòng)變阻器的作用是改變待測(cè)電阻兩端的電壓和通過它的電流，目的是為了多次測(cè)量求平均值減小實(shí)驗(yàn)誤差。測(cè)出幾組數(shù)據(jù)后，利用各組數(shù)據(jù)中的電壓除以電流得到電阻，發(fā)現(xiàn)定值電阻在不同電壓下工作時(shí)，雖然導(dǎo)體中的電流發(fā)生了變化，但導(dǎo)體的電阻是不變的，這樣在測(cè)出電阻的同時(shí)，還會(huì)使學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)到，導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體中的電流無關(guān)，當(dāng)導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積不變時(shí)，導(dǎo)體的電阻不變。由于定值電阻是采用阻值受溫度影響小的材料制作的，因此，當(dāng)定值電阻兩端的電壓發(fā)生變化時(shí)，定值電阻的溫度雖然改變了，但定值電阻的阻值因此而發(fā)生的變化卻很小，可以忽略不計(jì)。
�。�2）測(cè)小燈泡的電阻
把圖1中的定值電阻換成小燈泡就是伏安法測(cè)小燈泡電阻的電路圖，實(shí)驗(yàn)中用滑動(dòng)變阻器改變小燈泡兩端的電壓，多測(cè)幾組電壓和電流的數(shù)據(jù)，分別算出相應(yīng)的電阻值，進(jìn)行比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn)小燈泡在不同電壓下電阻值明顯不相等，這并不是實(shí)驗(yàn)誤差造成的，而是因小燈泡的燈絲是采用阻值受溫度影響大的材料制成的，當(dāng)小燈泡兩端電壓增大時(shí)，它的亮度增大，溫度升高，電阻增大，所以在測(cè)小燈泡電阻時(shí)多次測(cè)量求平均值是毫無意義的。
本實(shí)驗(yàn)定值電阻和小燈泡的I?U關(guān)系圖像如圖3所示：
3.伏安法測(cè)小燈泡的電功率
實(shí)驗(yàn)原理：P＝UI
把圖1中的定值電阻換成小燈泡就是該實(shí)驗(yàn)的電路圖，滑動(dòng)變阻器的作用是改變小燈泡兩端的電壓，分別使小燈泡在等于、高于、低于額定電壓下發(fā)光，測(cè)出三組電壓和電流的數(shù)據(jù)，算出相應(yīng)的電功率P，并觀察每次小燈泡的發(fā)光亮度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端電壓高于額定電壓時(shí)，實(shí)際功率大于額定功率，燈泡強(qiáng)烈發(fā)光；小燈泡兩端電壓低于額定電壓時(shí)，實(shí)際功率小于額定功率，燈泡發(fā)光較暗。實(shí)驗(yàn)表明，小燈泡的實(shí)際電功率隨實(shí)際電壓的升高而增大，隨實(shí)際電壓的降低而減小，因此本實(shí)驗(yàn)也不能根據(jù)三次測(cè)量數(shù)據(jù)求小燈泡電功率的平均值。
在上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)中，電路連接好后閉合開關(guān)前，都應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最大端，這樣閉合開關(guān)后，才能使電路中的電流最小，從而使滑動(dòng)變阻器對(duì)電路起保護(hù)作用。
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