实验目的及原理：
探究电流与电压、电阻的关系。
探究电流与电压、电阻的关系：

实验器材：定值电阻、电流表、电压表、电源、开关、导线、滑动变阻器

一、探究一：电阻一定，电流与电压的关系
实验内容与步骤：
1.（开关断开，变阻器调大最大值）（如图）

2. 闭合开关调节滑动变阻器，使R两端电压为1V、1.5V、2V，观察电流表的读数，填表。
实验结果与数据处理：

分析结论：
电阻一定，电流与电压成正比。


二、探究二：电压一定，探究电流与电阻的关系
实验内容与步骤：
1.按电路图连接电路（开关断开，变阻器调大最大值）（如图）

2.保持电压U=2V不变，更换电阻，使电阻分别为10Ω、20Ω、30Ω，观察电流表的读数，填表。

分析结论：

电压一定，电流与电阻成反比。

采用控制变量法研究电流与电压、电阻的关系:
   研究电流跟电压、电阻关系的实验分两步：第一步保持电阻不变，通过改变电压，观察电流的变化；第二步保持电压不变，通过改变电阻，观察电流的变化，从而得出了它们之间的关系。这种研究方法称为控制变量法。

例:某实验小组的同学在探究欧姆定律时，采用丁如图甲所示的电路图，实验中他们选用的定值电阻分别是5Ω、8Ω、10Ω，电源电压是3V，滑动变阻器的阻值范围是0～15Ω。

 (1)他们在探究某一因素变化对电流的影响时，采用控制变量法。实验分两步进行：
①保持电阻不变，探究电流与____的关系；
②保持电压不变，探究电流与____的关系。
(2)实验中，电流表的量程应选____A，电压表的量程应选_____V；某次实验中，若电流表的示数是0．3A，电压表的示数是1．5V，请根据你前面选择的量程，在图乙中分别画出两表指针的位置。

 (3)在研究电阻对电流的影响时，把定值电阻由5Ω换成10Ω，闭合开关后，下一步的操作是：调节滑动变阻器的滑片，保持_____不变。 

解析：影响电路中电流大小的因素有电压和电阻，因此实验采用控制变量的方法。实验分两步进行：一是保持电阻不变，改变电阻两端的电压，测量三次；二是保持电压不变，改变电阻的大小，测量三次。实验器材中电源电压为3V，因此电压表使用0～3V量程即可．所用定值电阻的最小阻值为5Ω，所以电路中最大电流为，电流表的量程选用0～ 0．6A。当电流值为0．3A、电压值为1．5V时，指针均指在表盘的中央刻度。改变定值电阻阻值是为了研究电流与电阻的关系，应控制电压不变，所以改变定值电阻后，应调节变阻器使定值电阻两端的电压与原来电阻两端的电压相同。

答案(1)①电压②电阻(2)0—0.6(或0.6) 0～3(或3)指针位置如图所示(3)定值电阻两端的电压(或电压表示数)

如何分析“电流与电压、电阻关系”实验中的电路故障：

    在本探究实验中，常会遇到电表无示数，示数偏低，实验数据或结论错误等问题，这都是电路中发生某种故障所致。如何准确地判断出电路故障的原因并予以解决，是中考中常会考查的内容之一。例在探究“电流与电阻的关系”实验中，
(1)连接电路时，开关应当____。
(2)小新将实物连接成如图所示电路，其中有一处连线错误，请你在连接错误的导线上画“×”并改正。
 
(3)将电路连接正确后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，使定值电阻R两端电压为2V，电流表示数如图所示，为__A，则尺的阻值为__Ω。


(4)换上10Ω的电阻后，闭合开关，电压表示数将_____ (选填“变大”或“变小”)，此时应将滑片P向______ (选填“A”或“B”)端移动，使电阻两端电压为 __V。
(5)小芳同学正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现电流表无示数，电压表有示数，其原因可能是________。

解析:(1)连接电路时开关应断开，这样对电路元件起到保护作用。
(2)电压表应与定值电阻并联，测定值电阻两端的电压，原图中电压表测滑动变阻器和定值电阻两端的总电压。
(3)由题图可知，电流表示数为0．4A，=5Ω。电流表读数时应先看量程后看指针。
(4)探究“电流与电阻的关系”时，应控制电压小变。当换上10Ω的电阻后，根据串联电路分压规律知 R两端的电压变大，电压表示数变大，所以应调节滑片向A端移动，使R两端电压保持2V不变。
(5)定值电阻断路时，电压表与电流表串联在电路中，由于电压表内阻很大，所以电路中电流很小，电流表指针几乎不偏转，电源电压几乎全部加在电压表上，所以电压表示数接近电源电压。

答案(1)断开(2)如图所示

(3)0．45  (4)变大  A  2   (5)定值电阻开路(答案科学合理即可)

在探究“电流与电压、电阻关系”实验中滑动变阻器的作用：
1．滑动变阻器的作用改变电路中的电流大小；改变R两端的电压大小；保护电路，使电路中的电流不至于过高。

2．判断电路中滑动变阻器的阻值变化时，(1)弄清滑动变阻器的哪部分连入电路(一般是滑片和下边所用接线柱之间的电阻线)；(2)看滑动变阻器的滑片移动方向，即远离下接线柱时变大，靠近下接线柱时变小。

3．注意事项:连接电路时开关应断开，在闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调到电阻值最大的位置，电压表和电流表应选用合适的量程。

运用数形结合思想分析电流与电压、电阻的关系:
在物理学中，经常利用图像表示一个物理量随另一个物理量的变化情况，它可以直观、形象地表示出物理量的变化规律。在探究电流跟电压、电阻的关系的实验中，就应用了图像法；对实验得到的数据进行描点，分别画出电阻不变时电流随电压变化的图像和电压不变时电流随电阻(或电阻的倒数)变化的图像，分析图像，进而可得出电流跟电压、电阻的关系。

例1某实验小组的同学“探究电流与电压的关系”时，用到如下器材：电源1个，电流表、电压表各1 只，定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω各1只)，滑动变阻器1 只，开关1个，导线若干。设计的电路图如图甲所示。

(1)这个实验中使用了控制变量的方法，其中被控制的变量是__，滑动变阻器R2的作用是__。
下面是他们获取的一组实验数据

 (2)请在图乙的坐标系中画出电流随电压变化的图像。
(3)分析表中的数据或图像，你能得出的探究结论：__。

解析因为电流的大小是由电压和电阻两方面因素共同决定的，所以在探究电流与电压的关系时，必须控制电阻不变。数据处理用的是图像法，先根据数据描点，画出的图像是一条直线，如图所示，则表明在电阻不变的情况下，电流与电压是成正比的。

答案(1)电阻通过改变阻值来改变电路中的电流，从而改变电阻R，两端的电压(2)如图所示 (3)电阻一定时，通过电阻的电流与加在电阻两端的电压成正比

电流表及其使用方法，读数方法：（如下表）

项目	电流表
实物图
符号
接线柱	有三个接线柱，分别是“－”、“0.6”和“3”，“－”表示负接线柱，“0.6”和“3”是两个正接线柱
量程及分度值	0~0.6A量程，分度值为0.02A；0~3A量程，分度值是0.1A
使用方法	①电流表必须与被测用电器串联 ②要让电流从电流表的正接线柱流入，从负接线柱流出 ③所测电流不能超过电流表的量程，若不能估测被测电流的大小，可用试触法来试一下 ④绝对不允许不经过用电器直接把电流表接在电源的两极上，这样会烧坏电流表和电源
读数方法	① 根据导线连接的接线柱判定电流表使用的是哪个量程 ② 根据量程确定所对应的分度值 ③ 根据指针位置正确读取电流表的示数，若指针不指在整刻度要适当估读 ④ 记录数值时不要忘记写上单位

电流表的分类及特点：
1．分类：电流表是用来测量电流大小的仪表，常用的电流表是磁电式电流表(亦称磁电式表头)，由于测量的需要不同，电流表可分为安培表、毫安表和微安表，

2．特点：电流表的内阻很小，可视为零，接人电路不会影响电路中电流的大小。所以在使用时，不允许把电流表直接接到电源的两极上，这样会造成电流过大，烧坏电流表。

用“试触法”选择电流表的量程：
   在连接电流表之前，为选择合适的量程都要进行试触。试触时主要看指针的偏转情况。
(1)不偏转。一方面可能电流表所在的电路是断路，另一方面也可能是电流表已经损坏。

(2)反偏。即指针向反方向偏转，说明“+”“-” 接线柱接反了，造成通过表中电流的方向相反。这样不但无法读数，还会损坏电流表。

(3)满偏。即指针大幅度地向满刻度偏转，造成满偏的原因：一是待测电路可能发生了短路，电流过大；二是可能所选量程太小。短路和量程太小都会损坏电流表。

(4)偏转太小。偏转太小是由于电流表所选量程太大。一个电流表有0～3A和0～0．6A两个量程，用 0～3A量程时每小格表示0．1A，用0～0．6A量程时，每小格表示0．02A，我们说0～0．6A量程的准确度高些。如果通过电流表的电流是0．04A，用0～3A量程去测就读不准确，而用0—0．6A量程去测就可以读准确。可见换用小量程是为了提高测量的准确度。所以用大量程测而偏角很小时，应该换用小量程。

电功率的计算公式：
1. 定义式：P=W/t

2. 常用公式：P=W/t=UIt/t=UI，即P=UI
并、串联电路的总功率：
1．并联电路的总功率
因为P₁=I₁U，P₂=I₂U
P=IU=（I₁+I₂）U=I₁U+I₂U，所以P=P₁+P₂
即并联电路的总功率等于各并联用电器的电功率之和。
并联电路电功率的分配：
因为P1=I₁U，P2=I₂U，
所以
又因为，所以
即并联电路中，电功率的分配跟电阻成反比。

2. 串联电路的总功率
因为P₁=I₁U，P₂=I₂U
P=IU=（I₁+I₂）U=I₁U+I₂U，所以P=P₁+P₂
即串联电路中总功率等于各串联电器的电功率之和。
串联电路电功率的分配：
因为P₁=I₁U，P₂=I₂U
所以
又因为，所以

灯泡铭牌问题
  “铭牌问题”是电功率知识与实际生活相结合的热点问题，做这类题目时，首先要读懂用电器的“铭牌”。
如图：灯泡上的铭牌。“PZ”是“普通照明灯泡”中 “普”和“照”的汉语拼音的第一个字母，表示灯泡的型号。另外可知：U_额=220V，P_额=25W。

例：甲、乙两灯泡分别标有“220V 40W”和 “110V 40W”字样，将它们串联起来接入220V电路中，比较两灯的亮度，则(  )
A．甲灯亮B．乙灯亮 C．一样亮D．无法判断

解析：灯的亮度决定于灯的实际功率，串联时电流相同，根据P=I²R，电阻大的实际功率大，灯更亮一些。根据有。，R_乙=，所以，甲灯更亮一些。

公式法计算电功率：
1.
     这是电功率的定义式，此公式适用于各种用电器和电路。
2. P=UI
     这是电功率的决定式，即电功率是由用电器两端的电压和通过它的电流之积来决定的。此公式适用于所有电路，它是“伏安法”测小灯泡电功率的理论依据。该公式表明，用电器的实际功率等于实际电压与实际电流的乘积。常常借助于用电器的铭牌用此公式来计算用电器的额定电流，进而计算用电器的电阻；当然这个公式的最大用处还是用来计算各类用电器实际消耗的电功率或电路的总功率。

焦耳定律：
1. 定义：电流通过导体时所产生的热量Q，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。

2. 公式：Q=I²Rt，适用范围：任何电路。

探究方法：
控制变量法：
(1)控制电流和电阻相同，研究电热与通电时间的关系
(2)控制通电时间和电阻不变，改变电流的大小，研究电热与电流的关系
(3)控制通电时间和电流不变，改变电阻大小，研究电热与电阻的关系

串并联电路电热关系：

串联电路中，电热之比等于电阻之比， 即（根据Q=I2Rt）

并联电路中，电热之比等于电阻的反比（或倒数比），即（根据：）

“焦耳定律”中的控制变量法：
     焦耳定律的实验运用了控制变量法，当两段电阻串联时，控制电流和通电时间相同，得出电流产生的热量与电阻大小有关，当两电阻并联时，控制电阻和通电时问不变，得出电流产生的热量与电流大小有关。
例：小宇和小刚想利用如图所示的装置来探究 “导体产生的热量与其电阻大小的关系”。两只相同的烧瓶中装有适量的煤油，烧瓶A中浸泡着一段铜丝，电阻较小；烧瓶B中浸泡着一段镍铬合金丝，电阻较大，温度计显示煤油的温度。

(1)为保证实验科学合理，两个烧瓶中所装煤油的质量应该____。
(2)实验中，小字和小刚发现B烧瓶中温度计的示数升高得快。这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量______。

解析：(1)利用控制变量法在探究“导体产生的热量与其电阻大小的关系”时应控制其他因素不变，如煤油的质量，相同的烧瓶，相同的温度计等。
(2)B瓶中温度计升高得快，说明相同时间内煤油吸收的热量多，由于镍铬合金丝电阻大于铜丝电阻，所以在电流和通电时间相同时，导体电阻越大，产生的热量越多。

答案(1)相同(或相等或一样)(2)越大(或越多)

为什么电炉工作时“电炉丝热得发红而导线却不怎么热” ：
      由于电炉丝和导线串联在电路中，通过它们的电流相等，而电炉丝的电阻比导线的电阻大得多，根据 “在电流相等的条件下，电能转化成热时的功率跟电阻成正比”，Q=I2Rt可知，在通电时间相同时，电流通过电炉产生的热量比电流通过导线产生的热量要多得多．所以电炉丝热得发红，而导线却不怎么热。