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

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。

杠杆的平衡条件：
动力×动力臂=阻力×阻力臂。
即
在杠杆平衡时，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之几。

利用杠杆平衡条件来分析和计算有关问题，一般遵循以下步骤：
(1)确定杠杆支点的位置。
(2)分清杠杆受到的动力和阻力，明确其大小和方向，并尽可能地作出力的示意图。
(3)确定每个力的力臂。
(4)根据杠杆平衡条件列出关系式并分析求解。

例：如图所示，AOB为一机械设备的简化示意图，我们可以把它看成杠杆(自重不计)，已知AO= 2OB。固定D点，使OB处于水平位置，此时B端挂一重为40N的物体，要使杠杆不发生转动，至少需在A端施加F=____N的力，在图上画出此时力F的方向。

解析：要想得到施加在A点的最小力，就要找到最大力臂，由图可知，最大力臂应是OA，故过A点作们的垂线，方向斜向下即为最小力。据杠杆平衡条件得：F·OA=G·OB，代入数值为F×2OB=40N×OB，解方程得F=20N。
答案：20   力F的方向如图


实验法探究杠杆平衡条件：
    实验前要调节杠杆的平衡螺母使其在水平位置上平衡，目的是使杠杆的重心落在支点上，从而消除杠杆的重力对平衡的影响。当杠杆水平平衡时，O点距悬挂钩码处的距离便是力臂，而且可用杠杆上的“格数”代替力臂大小。

例：我们都做过“探究杠杆平衡条件”的实验。
(1)实验没有挂钩码时，若杠杆左端下倾，则应将右端的平衡螺母向____(选填“左”或“右”)调节，使杠杆在水平位置平衡。实验前使杠杆水平平衡的目的是____.
(2)实验中，用图所示的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距)，但老师却提醒大家不要采用这种方式。这主要是因为该种方式(    )
A．一个人无法独立操作
B．需要使用太多的钩码
C．力臂与杠杆不重合
D．力和力臂数目过多
(3)图中，不改变支点O右侧所挂的两个钩码及其位置，保持左侧第____格的钩码不动，将左侧另外两个钩码改挂到它的下方，杠杆仍可以水平平衡。

解析：(1)实验前要调节杠杆的平衡螺母使其在水平位置平衡，目的是方便地测量力臂。调节方法是将平衡螺母向杠杆偏高的一端调，即哪端轻向哪端调。
(2)探究杠杆平衡条件时，用的力和力臂数目过多，每个力都会给杠杆转动带来影响，给探究过程带来麻烦。
(3)根据杠杆平衡条件，即，所以l₁=2(格)。

答案：(1)右方便地测量力臂(2)D(3)2

利用杠杆平衡条件求最小力的方法:
    由公式可知，当阻力、阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小。当动力臂最长时，动力最小。要求最小动力，必须先画出最大动力臂。
1．寻找最大动力臂的方法
(1)当动力作用点确定后，支点到动力作用点的线段即为最大动力臂；
(2)动力作用点没有规定时，应看杠杆上哪一点离支点最远，则这一点到支点的距离即为最大动力臂。
2．作最小动力的方法
(1)找到最大动力臂后，过作用点作动力臂的垂线；
(2)根据实际，动力能使杠杆沿阻力作用的反方向转动，从而确定动力的方向。

初中物理课本之外的物理常识：
比如：生活中的物理知识（厨房中的物理知识、与电学有关的现象等等），有关物理的发展史、对物理作出卓越贡献的人物等等。
生活中有关的物理常识：
一、与电学知识有关的现象　　
1、电饭堡煮饭、电炒锅煮菜、电水壶烧开水是利用电能转化为内能，都是利用热传递煮饭、煮菜、烧开水的。　　
2、排气扇（抽油烟机）利用电能转化为机械能，利用空气对流进行空气变换。　　
3、电饭煲、电炒锅、电水壶的三脚插头，插入三孔插座，防止用电器漏电和触电事故的发生。　　
4、微波炉加热均匀，热效率高，卫生无污染。加热原理是利用电能转化为电磁能，再将电磁能转化为内能。　　
5、厨房中的电灯，利用电流的热效应工作，将电能转化为内能和光能。　　
6、厨房的炉灶（蜂窝煤灶，液化气灶，煤灶，柴灶）是将化学能转化为内能，即燃料燃烧放出热量。

二、与力学知识有关的现象　　
1、电水壶的壶嘴与壶肚构成连通器，水面总是相平的。　　
2、菜刀的刀刃薄是为了减小受力面积，增大压强。　
3、菜刀的刀刃有油，为的是在切菜时，使接触面光滑，减小摩擦。　　
4、菜刀柄、锅铲柄、电水壶把手有凸凹花纹，使接触面粗糙，增大摩擦。　
5、火铲送煤时，是利用煤的惯性将煤送入火炉。　
6、往保温瓶里倒开水，根据声音知水量高低。由于水量增多，空气柱的长度减小，振动频率增大，音调升高。　　
7、磨菜刀时要不断浇水，是因为菜刀与石头摩擦做功产生热使刀的内能增加，温度升高，刀口硬度变小，刀口不利；浇水是利用热传递使菜刀内能减小，温度降低，不会升至过高。三、

三、与热学知识有关的现象　
（一）与热学中的热膨胀和热传递有关的现象　　
1、使用炉灶烧水或炒菜，要使锅底放在火苗的外焰，不要让锅底压住火头，可使锅的温度升高快，是因为火苗的外焰温度高。　
2、锅铲、汤勺、漏勺、铝锅等炊具的柄用木料制成，是因为木料是热的不良导体，以便在烹任过程中不烫手。　　
3、炉灶上方安装排风扇，是为了加快空气对流，使厨房油烟及时排出去，避免污染空间。　　
4、滚烫的砂锅放在湿地上易破裂。这是因为砂锅是热的不良导体，烫砂锅放在湿地上时，砂锅外壁迅速放热收缩而内壁温度降低慢，砂锅内外收缩不均匀，故易破裂。　
5、往保温瓶灌开水时，不灌满能更好地保温。因为未灌满时，瓶口有一层空气，是热的不良导体，能更好地防止热量散失。　
6、炒菜主要是利用热传导方式传热，煮饭、烧水等主要是利用对流方式传热的。　　
7、冬季从保温瓶里倒出一些开水，盖紧瓶塞时，常会看到瓶塞马上跳一下。这是因为随着开水倒出，进入一些冷空气，瓶塞塞紧后，进入的冷空气受热很快膨胀，压强增大，从而推开瓶塞。　　
8、冬季刚出锅的热汤，看到汤面没有热气，好像汤不烫，但喝起来却很烫，是因为汤面上有一层油阻碍了汤内热量散失（水分蒸发）。　　
9、冬天或气温很低时，往玻璃杯中倒入沸水，应当先用少量的沸水预热一下杯子，以防止玻璃杯内外温差过大，内壁热膨胀受到外壁阻碍产生力，致使杯破裂。　　
10、煮熟后滚烫的鸡蛋放入冷水中浸一会儿，容易剥壳。因为滚烫的鸡蛋壳与蛋白遇冷会收缩，但它们收缩的程度不一样，从而使两者脱离。

（二）与物体状态变化有关的现象　　
1、液化气是在常温下用压缩体积的方法使气体液化再装入钢罐中的；使用时，通过减压阀，液化气的压强降低，由液态变为气态，进入灶中燃烧。　　
2、用焊锡的铁壶烧水，壶烧不坏，若不装水，把它放在火上一会儿就烧坏了。这是因为水的沸点在1标准大气压下是100℃，锡的熔点是232℃，装水烧时，只要水不干，壶的温度不会明显超过100℃，达不到锡的熔点，更达不到铁的熔点，故壶烧不坏。若不装水在火上烧，不一会儿壶的温度就会达到锡的熔点，焊锡熔化，壶就烧坏了。　　
3、烧水或煮食物时，喷出的水蒸气比热水、热汤烫伤更严重。因为水蒸气变成同温度的热水、热汤时要放出大量的热量（液化热）。　　
4、用砂锅煮食物，食物煮好后，让砂锅离开火炉，食物将在锅内继续沸腾一会儿。这是因为砂锅离开火炉时，砂锅底的温度高于100℃，而锅内食物为100℃，离开火炉后，锅内食物能从锅底吸收热量，继续沸腾，直到锅底的温度降为100℃为止。　　
5、用高压锅煮食物熟得快些。主要是增大了锅内气压，提高了水的沸点，即提高了煮食物的温度。　　
6、夏天自来水管壁大量“出汗”，常是下雨的征兆。自来水管“出汗”并不是管内的水渗漏，而是自来水管大都埋在地下，水的温度较低，空气中的水蒸气接触水管，就会放出热量液化成小水滴附在外壁上。如果管壁大量“出汗”，说明空气中水蒸气含量较高，湿度较大，这正是下雨的前兆。　　
7、煮食物并不是火越旺越快。因为水沸腾后温度不变，即使再加大火力，也不能提高水温，结果只能加快水的汽化，使锅内水蒸发变干，浪费燃料。正确方法是用大火把锅内水烧开后，用小火保持水沸腾就行了。　　
8、冬天水壶里的水烧开后，在离壶嘴一定距离才能看见“白气”，而紧靠壶嘴的地方看不见“白气”。这是因为紧靠壶嘴的地方温度高，壶嘴出来的水蒸气不能液化，而距壶嘴一定距离的地方温度低；壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴，即“白气”。
9、油炸食物时，溅入水滴会听到“叭、叭”的响声，并溅出油来。这是因为水的沸点比油低，水的密度比油大，溅到油中的水滴沉到油底迅速升温沸腾，产生的气泡上升到油面破裂而发出响声。　　
10、当锅烧得温度较高时，洒点水在锅内，就发出“吱、吱”的声音，并冒出大量的“白气”。这是因为水先迅速汽化后又液化，并发出“吱、吱”的响声。　　
11、当汤煮沸要溢出锅时，迅速向锅内加冷水或扬（舀）起汤，可使汤的温度降至沸点以下。加冷水，冷水温度低于沸腾的汤的温度，混合后，冷水吸热，汤放热。把汤扬起的过程中，由于空气比汤温度低，汤放出热，温度降低，倒入锅内后，它又从沸汤中吸热，使锅中汤温度降低。　

（三）与热学中的分子热运动有关的现象　　
1、腌菜往往要半月才会变咸，而炒菜时加盐几分钟就变咸了，这是因为温度越高，盐的离子运动越快的缘故。　　
2、长期堆煤的墙角处，若用小刀从墙上刮去一薄层，可看见里面呈黑色，这是因为分子永不停息地做无规则的运动，在长期堆煤的墙角处，由于煤分子扩散到墙内，所以刮去一层，仍可看到里面呈黑色。
物理学史常识：
1、胡克：英国物理学家；发现了胡克定律（F弹=kx）
2、伽利略：意大利的著名物理学家；伽利略时代的仪器、设备十分简陋，技术也比较落后，但伽利略巧妙地运用科学的推理，给出了匀变速运动的定义，导出S正比于t2并给以实验检验；推断并检验得出，无论物体轻重如何，其自由下落的快慢是相同的；通过斜面实验，推断出物体如不受外力作用将维持匀速直线运动的结论。后由牛顿归纳成惯性定律。伽利略的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一。
3、牛顿：英国物理学家；动力学的奠基人，他总结和发展了前人的发现，得出牛顿定律及万有引力定律，奠定了以牛顿定律为基础的经典力学。
4、开普勒：丹麦天文学家；发现了行星运动规律的开普勒三定律，奠定了万有引力定律的基础。
5、卡文迪许：英国物理学家；巧妙的利用扭秤装置测出了万有引力常量。
6、布朗：英国植物学家；在用显微镜观察悬浮在水中的花粉时，发现了“布朗运动”。
7、焦耳：英国物理学家；测定了热功当量J=4.2焦/卡，为能的转化守恒定律的建立提供了坚实的基础。研究电流通过导体时的发热，得到了焦耳定律。
8、开尔文：英国科学家；创立了把-273℃作为零度的热力学温标。
9、库仑：法国科学家；巧妙的利用“库仑扭秤”研究电荷之间的作用，发现了“库仑定律”。
10、密立根：美国科学家；利用带电油滴在竖直电场中的平衡，得到了基本电荷e。
11、欧姆：德国物理学家；在实验研究的基础上，欧姆把电流与水流等比较，从而引入了电流强度、电动势、电阻等概念，并确定了它们的关系。
12、奥斯特：丹麦科学家；通过试验发现了电流能产生磁场。
13、安培：法国科学家；提出了著名的分子电流假说。
14、汤姆生：英国科学家；研究阴极射线，发现电子，测得了电子的比荷e/m；汤姆生还提出了“枣糕模型”，在当时能解释一些实验现象。
15、劳伦斯：美国科学家；发明了“回旋加速器”,使人类在获得高能粒子方面迈进了一步。
16、法拉第:英国科学家；发现了电磁感应，亲手制成了世界上第一台发电机，提出了电磁场及磁感线、电场线的概念。
17、楞次：德国科学家；概括试验结果，发表了确定感应电流方向的楞次定律。
18、麦克斯韦：英国科学家；总结前人研究电磁感应现象的基础上，建立了完整的电磁场理论。
19、赫兹：德国科学家；在麦克斯韦预言电磁波存在后二十多年，第一次用实验证实了电磁波的存在，测得电磁波传播速度等于光速，证实了光是一种电磁波。
20、惠更斯：荷兰科学家；在对光的研究中，提出了光的波动说。发明了摆钟。
21、托马斯·杨：英国物理学家；首先巧妙而简单的解决了相干光源问题，成功地观察到光的干涉现象。（双孔或双缝干涉）
22、伦琴：德国物理学家；继英国物理学家赫谢耳发现红外线，德国物理学家里特发现紫外线后，发现了当高速电子打在管壁上，管壁能发射出X射线—伦琴射线。
23、普朗克：德国物理学家；提出量子概念—电磁辐射（含光辐射）的能量是不连续的，E与频率υ成正比。其在热力学方面也有巨大贡献。
24、爱因斯坦：德籍犹太人，后加入美国籍，20世纪最伟大的科学家，他提出了“光子”理论及光电效应方程，建立了狭义相对论及广义相对论。提出了“质能方程”。
25、德布罗意：法国物理学家；提出一切微观粒子都有波粒二象性；提出物质波概念，任何一种运动的物体都有一种波与之对应。
26、卢瑟福：英国物理学家；通过α粒子的散射现象，提出原子的核式结构；首先实现了人工核反应，发现了质子。
27、玻尔：丹麦物理学家；把普朗克的量子理论应用到原子系统上，提出原子的玻尔理论。
28、查德威克：英国物理学家；从原子核的人工转变实验研究中，发现了中子。
29、威尔逊：英国物理学家；发明了威尔逊云室以观察α、β、γ射线的径迹。
30、贝克勒尔：法国物理学家；首次发现了铀的天然放射现象，开始认识原子核结构是复杂的。
31、玛丽·居里夫妇：法国（波兰）物理学家，是原子物理的先驱者，“镭”的发现者。
32、约里奥·居里夫妇：法国物理学家；老居里夫妇的女儿女婿；首先发现了用人工核转变的方法获得放射性同位素