探究电流与电压的关系

实验目的

探究电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压的关系。

实验原理

运用控制变量法:保持定值电阻R不变,移动滑动变阻器滑片,改变R两端电压U,测出对应电流I。实验结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,即 I = U/R,I-U图像是一条过原点的直线。

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(如10Ω)
• 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,滑片置于阻值最大处。
3. 闭合开关,调节滑片,使电压表示数为1V,读出电流并记录。
4. 继续调节滑片,使电压表示数为2V、3V,分别记录电流。
5. 分析数据或画出I-U图像,归纳电流与电压的关系。

实验现象与结论

用10Ω电阻实验时,电压为1V、2V、3V,电流依次约为0.1A、0.2A、0.3A。电压增大几倍,电流也增大几倍,I-U图像是过原点的直线。结论:电阻一定时,电流与电压成正比。

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
• 电压不要超过定值电阻和电表的承受范围
• 电表正负接线柱不能接反

常见问题

为什么这个实验不用小灯泡代替定值电阻?

灯丝电阻随温度升高而增大,实验中电阻不能保持不变,得不到电流与电压成正比的结论。

本实验中滑动变阻器起什么作用?

一是保护电路,二是改变定值电阻两端的电压和通过它的电流,以便多次测量,使结论更具普遍性。