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一、实验目的
通过控制变量的方法,分别研究:① 电阻一定时,电流与电压的关系;② 电压一定时,电流与电阻的关系,得出欧姆定律。
二、实验原理
- 控制变量法:研究 I 与 U 的关系时,保持电阻 R 不变,改变导体两端电压 U,测出对应电流 I。
- 研究 I 与 R 的关系时,保持导体两端电压 U 不变,换用不同阻值的电阻 R,测出对应电流 I。
- 电流 I = U / R。结论:电阻一定时,I 与 U 成正比;电压一定时,I 与 R 成反比。
本课件可换电阻 R = 5 / 10 / 15 / 20 Ω;电压 U = 1~6 V(拖动滑块或拖动电路中的变阻器滑片)。用电流表(串联)测 I、电压表(并联)测 U。
三、实验器材
电源、开关、电流表(0~3 A)、电压表(0~15 V)、定值电阻(5/10/15/20 Ω)、滑动变阻器、导线、本互动课件(拖动电压滑块或拖动变阻器滑片、选电阻,实时读数并自动描点作图)。
四、实验步骤
- ① 按电路图连接:电阻、电流表串联,电压表并联在电阻两端,滑动变阻器串联保护电路。闭合开关前滑片置阻值最大处。
- ② 探究 I—U:固定 R(如 10 Ω),移动滑片改变 U(1→6 V),记录每组 U、I,发现 I 随 U 增大而正比增大。
- ③ 探究 I—R:固定 U(如 6 V),依次换 5/10/15/20 Ω,记录每组 R、I,发现 I 随 R 增大而反比减小。
五、互动模拟
💡 先选要探究的关系,再拖动电压滑块或拖动电路中变阻器的滑片改变 U。当前读数实时显示,点击「记录数据」把一组 (U, I) 或 (R, I) 描到图上。
探究关系:
10.0 Ω
定值电阻 R:
变阻器接法(一上一下):
电压 U_R = — V
电阻 R = — Ω
变阻器 R₀ = — Ω
电流 I = — A
六、探究结论
- 欧姆定律:导体中的电流,跟导体两端电压成正比,跟导体的电阻成反比,即 I = U / R。
- 电阻一定:I—U 图像是过原点的直线;电压一定:I 随 R 增大而减小(I—R 为反比曲线)。
七、注意事项
- 连接电路时开关应断开;闭合前滑片置阻值最大处,防止电流过大。
- 电流表串联、电压表并联;注意正进负出与量程选择。
- 换电阻后,应调节滑片使电压表示数回到原值,再进行下一次测量。