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。

测量电功率实验的目的和原理：
1. 实验目的：
1）测定小灯泡额定电压下的电功率；
2）测定小灯泡略高于额定电压下的电功率；
3）测定小灯泡略低于额定电压下的电功率。

2. 实验原理：P=UI
应测量的物理量：小灯泡两端的电压U，和通过的电流I。

3. 实验方法：伏安法
伏安法测小灯泡的电功率：

实验电路图
实验器材	电源、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡、灯座、开关、导线若干
实验步骤	(1)按设计的电路图连接实物，并设计实验记录表格 (2)检查电路无误后，闭合开关s，移动滑动变阻器的滑片P，观察电压表的示数。当电压表的示数等于小灯泡的额定电压时，停止滑动，并记下电流表的示数 (3)调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压为额定电压的1．2倍，观察小灯泡的发光情况，并记下电压表和电流表的示数 (4)调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压低于额定电压的1／5，观察小灯泡的发光情况，并记下电压表和电流表的示数 (5)整理实验器材
实验表格	次数 电压U（V） 电流I（A） 电功率P（W） 灯泡亮度
实验结论	U实=U额，P实=P额，正常发光； U实>U额，P实>P额，比正常发光更亮； U实<U额，P实<P额，比正常发光更暗。
注意事项	(1)选择的器材规格要合适，例如滑动变阻器允许通过的最大电流要大于灯泡的额定电流； (2)连接电路时开关断开，滑动变阻器滑到阻值最大处； (3)使小灯泡的电压高于额定电压时，要注意观察电压表示数的变化，以免电压过高，烧坏小灯泡

伏安法测电阻与测功率的异同点：

		测小灯泡的电功率	测电阻
相同点	所测物理量	灯泡两端的电压(U)和通过灯泡的电流(I)
	电路图
	连入电路时	开关断开，滑动变阻器位于阻值最大处
不同点	原理	P=UI
	计算公式	P=UI
	滑动变阻器作用	保护电路，控制灯泡两端电压	保护电路，改变电路中的电流

补充：
(1)伏安法测功率。滑动变阻器的作用是保护电路和控制灯泡两端电压。多次测量的目的是为了测量不同电压下小灯泡的实际功率，不是为了多次测量求平均值。所以设计的表格中没有“平均功率” 这一栏。
(2)伏安法测定值电阻时，滑动变阻器的作用是保护电路和改变电路中的电流和电阻两端电压，因电阻阻值不变，这是为了多测几组对应的电压、电流值，多测几次电阻值，用多次测量求平均值来减小误差。
(3)伏安法测小灯泡电阻时，由于灯丝电阻大小与温度有关。在不同的工作状态下，小灯泡温度不同。灯丝电阻也不同。因此测灯丝电阻时滑动变阻器的作用是为了保护电路和改变电路中的电流，不是为了多次测量求平均值。
“伏安法测功率”中常见故障及排除:
“伏安法测功率”是电学中的重要实验。同学们在实验过程中，容易出现一些实验故障，对出现的实验故障又束手无策，因此，能够找出实验故障是做好实验的 “法宝”。下面就同学们在实验中易出现的故障从以下几方面进行分析。
1．器材选择不当导致故障
故障一：电流表、电压表指针偏转的角度小。
[分析原因]①电压表、电流表量程选择过大；②电源电压不高。
[排除方法]选择小量程，如果故障还存在，只有调高电源电压。实验中若电表指针偏转的角度太小，估读电流或电压时由于视觉造成的误差将增大。为了减小实验误差，选择量程时既不能使电表指针超过最大刻度，又要考虑到每次测量时应该使电表指针偏过刻度盘的中线。

2．器材连接过程中存在故障
故障二：电压表、电流表指针反向偏转。
[分析原因]两表的“+”“-”接线柱接反了，当电流从“一”接线柱流入时，指针反向偏转，甚至出现指针打弯、损坏电表的情况。
[排除方法]将两电表的“+”“-”接线柱对调。

故障三：滑动变阻器的滑片滑动时，电表示数及灯泡亮度无变化。
[分析原因]滑动变阻器连接有误，没有遵循“一上一下”的接线原则，把滑动变阻器接成了定值电阻。
[排除方法]遵循“一上一下”原则正确连接滑动变阻器。

故障四：滑动变阻器的滑片滑动时，电表示数都不变，灯泡极亮且亮度无变化。
[分析原因]滑动变阻器的连接有误，没有遵循“一上一下”的接线原则，且滑动变阻器在电路中的阻值为零。
[排除方法]遵循“一上一下”的原则正确连接滑动变阻器。

故障五：刚接好最后一根导线，灯泡立即亮了。
[分析原因]连接电路的过程中，开关没有断开。
[排除方法]连接时注意断开开关，保护电路。

3．元件损坏导致故障
故障六：闭合开关后，灯不亮，电流表、电压表都没有示数。
[分析原因]电路中存在开路：①接线柱接触不良； ②电路中电源、电流表、开关或变阻器可能损坏；③连接导线可能断开。
[排除方法]可先把各接线柱拧紧，若还不行，用一根导线让各元件依次短路，找出故障位置。

故障七：闭合开关，灯不亮，电流表几乎没有示数，电压表指针明显偏转。
[分析原因]可能是灯泡灯丝断了或灯座与灯泡接触不良。
[排除方法]更换灯泡或使灯座与灯泡接触良好。
利用电能表和停表测家用电器的功率：
1.  实验原理：

2．实验设计思路：
    在家庭电路中，家用电器消耗的电能可以由电能表进行测量。每只电能表上标有该电能表上的转盘每千瓦的转数。例如，一只电能表标着3000r／(kW·h)，这表示每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转3000 转。利用盘面上的这个参数可以测定家用电器的功率。

3．实验步骤要测量某家用电器的功率，可只让它在电路中工作，将其他用电器关掉。观察电能表的转盘转过的转数N，同时用停表测出所用的时间t(s)，若以上述电能表为例，则该电器的功率大小为=。
    还有一种电子式电能表，其表盘上“n imp／(kW· h)”的含义是每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁n 次。若测得某用电器工作时间t内指示灯闪烁了N 次，则该用电器的功率为。

控制变量法：
物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。例如以下的探究实验：
探究影响蒸发快慢的因素；
探究力与运动的关系
探究影响滑动摩擦力大小的因素；
探究影响压力的作用效果的因素；
探究影响液体压强大小的因素；
探究影响浮力大小的因素；
探究影响动能大小的因素；
探究影响重力势能大小的因素；
验证欧姆定律

科学探究过程：
科学探究过程的一些环节：提出问题、猜想和假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集数据、分析与论证、评估、交流与合作。