滑动变阻器在欧姆定律实验中的作用

欧姆定律实验是指探究电流与电压、电阻关系的实验,共有两组:探究电流与电压关系实验、探究电流与电阻关系实验。在这两组实验中都要用到滑动变阻器,但滑动变阻器在这两组实验中的作用是不一样的,下面王老师就把滑动变阻器在欧姆定律实验中的作用详细说一下。

一、探究电流与电压关系实验

实验设计思路:

由于导体中的电流与导体两端的电压和导体的电阻都有关系,所以在探究时就要采用控制变量法,即:探究电流与电压的关系时,就要控制导体的电阻不变(选用一个定值电阻)。然后改变该定值电阻两端的电压(预先选定几个有倍数关系的电压值,如:1V、2V、3V……),用电流表测出定值电阻在不同电压下的电流值,根据数据分析出导体中的电流与导体两端的电压存在什么关系。

那么在这个实验中,如何改变该定值电阻两端的电压呢?我们可以将一个滑动变阻器与定值电阻串联,通过调节滑动变阻器来改变定值电阻两端的电压(串联电路分压特点)。所以在探究电流与电压关系实验中,滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端的电压。

实验电路图

实验数据表格

二、探究电流与电阻关系实验

实验设计思路:

由于导体中的电流与导体两端的电压和导体的电阻都有关系,所以在探究时就要采用控制变量法,即:探究电流与电阻的关系时,就要控制导体两端的电压不变(可以预先选定一个合理的整数电压值)。然后改变该定值电阻的阻值(预先准备几个阻值有倍数关系的定值电阻,如:5Ω、10Ω、15Ω……,实验时分别依次将这些定值电阻接入电路),用电流表测出不同阻值的定值电阻在相同电压下的电流值,根据数据分析出导体中的电流与导体电阻存在什么关系。

在这个实验中,如果只更换定值电阻而不调节滑动变阻器,根据串联电路的分压特点,定值电阻两端的电压会发生改变(换大阻值的定值电阻,其两端的电压会变大;换小阻值的定值电阻,其两端的电压会变小),这就不符合控制变量法的要求了,所以必须调节滑动变阻器使定值电阻两端的电压恢复为原先选定的电压值。也就是说,在探究电流与电阻关系实验中,滑动变阻器的作用是使定值电阻两端的电压保持不变。

实验电路图

实验数据表格

需要指出的是,在上面两组实验中,电压表是一个监测设备(用来确定定值电阻两端的电压是否达到了预先选定的电压值),电流表是一个测量设备(测量定值电阻中的电流大小)。

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