对欧姆定律探究实验的几个方面的分析

对欧姆定律探究实验的几个方面的分析

河北省蔚县代王城中学　康万胜

　　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1V、2V、3V或2V、4V、6V;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、1V、2V、3V或10Ω、2V、4V、6V，这样均可使电流的大约值为0.2A、0.4A、0.6A，均在0.6A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0.6A，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0.6A，所以滑动变阻器允许通过的最大电流值应大于0.6A;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。