专家答疑
提问:   提问时间:2011-09-30 09:15:31

对欧姆定律探究实验的几个方面的分析


解答:   解答时间:2011-09-30 09:15:31 提问状态:已解决

欧姆定律是电学中的一个基本定律,也是重要的定律。作为一个通过实验得出的实验定律,我们在教和学的时候,应把侧重点放在欧姆定律探究实验上。一方面有助于我们对定律的理解,另一方面这个实验中包含着很多其它实验内容,例如实验电路图可以作为伏安法测电阻和电功率的电路图;本电路图可以涉及电路器材规格的选择。因此,对欧姆定律的教学,抓住第一节欧姆定律探究实验是关键。

  实验目的:探究电流跟电压和电阻的关系。

  实验方法的分析:因为电流既跟电压有关系,又跟电阻有关系,所以应采用控制变量法进行探究,即在研究电流既跟电压有关系时,控制所研究的电阻不变;在研究电流与电阻的关系时,控制所研究电路两端的电压不变。

  实验内容:1、保持电阻不变,研究电流跟电压的关系;2、保持电压不变,研究电流跟电阻的关系。

  实验电路图的设计:在研究电流既跟电压有关系时,研究的电阻保持不变,要改变电阻两端的电压。在电源电压不改变的情况下,可以通过在电路中串联变阻器来实现,同时可以达到多次改变电压值的目的。在研究电流与电阻的关系时,所研究电路两端的电压不变,要改变研究电路的电阻。这需要阻值不同的电阻多个,同时仍串联变阻器来达到保持电阻两端电压不变的要求。

  实验电路图:综上要求可画成如图的电路图,我们如果把其中的电阻R换成一阻值未知的电阻,正是伏安法测电阻的电路图;如果把其中的电阻R换成一小灯泡,则该电路图可测小灯泡的电功率。

  实验技巧:为了更迅速地通过整理数据得到实验结果,我们在实验中尽可能使数据计算起来更简便,在研究电流既跟电压的关系时,电压值可成整数倍变化,如1V2V3V2V4V6V;在研究电流与电阻的关系时,同样可使电阻值成整数倍变化,如5Ω、10Ω、15Ω或10Ω、20Ω、30Ω。

  实验器材的选择:

  1、定值电阻的选择:为了使测量值接近某个刻度,所以可从5Ω、10Ω、20Ω中选择;同时考虑电压表、电流表的量程,选择20Ω不合适。

  2、电源的选择:电源的选择既要考虑实验数据的要求,又要考虑电压表的量程,同时也要考虑实际的条件。在实验1中,电阻和电压表的示数可选:5Ω、1V2V3V10Ω、2V4V6V,这样均可使电流的大约值为02A04A06A,均在06A量程范围内。如果没有电压值较高的电源,我们完全可以选第一组数据,只要电源的电压大于3V即可,用干电池就行。如果再考虑电压表的量程的话,最好用第一组,因为电压值都在3V量程的范围内,且偏转角度比较大。因此选电压大于3V的电源,5Ω的定值电阻。在实验2中,因为电源的电压大于3V,为了保证电表的偏转角度大,选取5Ω、10Ω、15Ω三个定值电阻更合适。

  3、电流表、电压表量程的选择:原则:大于电路中的电流值、电压值;偏转角度尽可能大;在一个实验中尽可能不改变量程。所以电流表选06A,电压表选择3V量程。

  4、滑动变阻器的选择:滑动变阻器既要考虑允许通过的最大电流值,又要考虑最大电阻值。本实验中,电路中最大电流值为06A,所以滑动变阻器允许通过的最大电流值应大于06A;最大电阻值不可过大也不可过小,因为过大时不容易调节到某一合适值,过小时分得的电压小而达不到要求,所以其最大值为几十欧较合适。

  实验步骤:

  注意到以下几个方面:1、每一次实验前都应使开关断开,滑动变阻器的滑片在阻值最大处;2、在移动滑片时一定要慢,防止超过电表的量程而烧坏电表。具体步骤略。

  数据处理和得出结论:首先分析数据是否有错误,然后再处理;得出结论时要注意前提。具体过程略

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