探究电流与电阻的关系

实验目的

探究电压一定时,通过导体的电流与导体电阻的关系。

实验原理

运用控制变量法:保持定值电阻两端电压U不变,改变电阻R,测出对应电流I。换用较大电阻后,它分得的电压变大,需增大滑动变阻器接入的阻值,使电压表示数回到原设定值。实验结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,即 I = U/R。

实验器材

• 学生电源或干电池组
• 电流表
• 电压表
• 滑动变阻器
• 定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω等)
• 开关
• 导线若干

实验步骤

1. 按电路图连接:电源、开关、电流表、定值电阻、滑动变阻器串联,电压表并联在定值电阻两端。
2. 连接时断开开关,滑动变阻器滑片置于阻值最大处。
3. 接入5Ω电阻,闭合开关,调节滑片使电压表示数为2V,记录电流。
4. 断开开关,换用10Ω电阻,闭合开关后调节滑片,使电压表仍为2V,记录电流。
5. 再换用20Ω电阻,重复上述操作并记录电流。
6. 分析电流与电阻的数据,归纳二者的关系。

实验现象与结论

电压表示数保持2V不变时,电阻由5Ω增大到10Ω、20Ω,电流表示数依次约为0.4A、0.2A、0.1A,电流与电阻的乘积基本不变。结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。

注意事项

• 连接电路时开关应处于断开状态
• 闭合开关前滑片移到阻值最大处
• 电表量程选择合适,正负接线柱接法正确
• 更换电阻前先断开开关

常见问题

换大电阻后,滑片为什么要向阻值大的一端移?

换大电阻后,它分得的电压变大。增大滑动变阻器阻值,让变阻器多分电压,定值电阻两端电压才能回到原来的值。

能说「电阻与电流成反比」吗?

不能。电阻是导体本身的性质,与电流、电压无关。正确表述是:电压一定时,电流与电阻成反比。