《2025年科学实验活动册八年级上册浙教版》

在医院急救室,心脏除颤器肩负着重启停跳心脏的重任。它凭借瞬间释放的高压电流,一次次从死神手中夺回生命。使用除颤器时,要在患者胸口涂导电凝胶,这是由于人体干燥皮肤的电阻很高,即使除颤器输出数千伏电压,实际流经心脏的电流仍可能不足,无法完成复苏。而将导电凝胶涂在电极片与皮肤间,能使电阻大幅度下降,使通过的电流瞬间增大数十倍,从而传递到心脏。这表明,电流大小和电压、电阻关系密切。接下来,我们将通过实验深入探究其中的奥秘。

实验目的
1. 通过控制变量的方法,探究电流与电压、电阻的关系。
2. 通过对实验数据的分析和归纳,掌握数据处理的一般方法。
实验准备
定值电阻3个(阻值分别为$5\ \Omega$、$10\ \Omega$、$15\ \Omega$),电流表1个,电压表1个,滑动变阻器1个,学生电源(或干电池3节),导线若干,开关等。
实验过程
一、探究电流与电压的关系
1. 提出问题。
通过一个定值电阻的电流与加在它两端的电压有怎样的定量关系？
2. 提出猜想或假设。______
3. 设计实验方案。
(1)研究电流与电压的关系,必须控制______不变。
(2)选择一个定值电阻(如$R= 10\ \Omega$)作为研究对象,利用电压表和电流表测量该电阻两端的电压和通过它的电流。在电路中可以通过串联一只滑动变阻器$R'来改变定值电阻R$两端的电压。
请在下面方框中画出你设计的实验电路图。
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4. 进行实验。
(1)按电路图连接实验电路。闭合开关,调节滑动变阻器$R'来改变电阻R$两端的电压。
注意
连接电路时,开关应断开,选择合适的电压表、电流表量程,并使滑动变阻器的滑片处于阻值最大的位置。
(2)逐次调节滑动变阻器$R'$滑片的位置,使电压表的读数分别达到表3-13中的数值,读出对应电压下的电流大小,并记录在表3-13中。
注意
在实验过程中,不能超过电压表和电流表的量程。
表3-13 定值电阻($R= $______)的电流与电压关系
|实验序号|电压$U/V$|电流$I/A$|电压/电流|
|1|1|______|______|
|2|2|______|______|
|3|3|______|______|
5. 绘制电流与电压关系图像。

以电压($U$)为横坐标、电流($I$)为纵坐标,在坐标纸上描点,然后把这些点连起来,看看它们是否大致在一条直线上。
6. 分析与结论。
根据表3-13中的数据以及所作的图像,可以发现：通过导体的电流与导体两端电压的定量关系是______。
二、探究电流与电阻的关系
1. 提出问题。
通过导体的电流与导体的电阻有怎样的定量关系？
2. 提出猜想或假设。______
3. 设计实验方案。
现在我们仍可以采用上面的电路进行研究,更换定值电阻$R$,通过调节滑动变阻器控制电阻$R$两端的电压不变,用电流表测出不同电阻对应的电流值。
4. 进行实验。
依次将电阻$R$($5\ \Omega$)更换成$10\ \Omega$、$15\ \Omega$的定值电阻,调节变阻器$R'$滑片的位置,使电阻$R$两端的电压为某一预定值(如$2\ V$),记录每次的电阻值与电流值。
注意
每次更换不同的电阻时,先断开开关,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,接上电阻后再闭合开关。
5. 完成实验数据记录表3-14。
表3-14 恒定电压($U= $______)时通过不同电阻的电流
|实验序号|电阻$R/\Omega$|电流$I/A$|电流×电阻|
|1|5|______|______|
|2|10|______|______|
|3|15|______|______|
6. 分析与结论。
根据表3-14中的数据,可以发现电流与电阻的定量关系是______。
三、实验评价
利用表3-15对实验过程进行评价。
表3-15 探究电流与电压、电阻的关系评价量表
|评价指标|评价内容(请根据真实表现判断,做到的在“是”栏画“√”,未做到的在“否”栏画“√”)|自我评价|小结|
| | |是|否|
|操作规范|(1)能正确连接电路,包括正确连接电流表、电压表和滑动变阻器|□|□|
| |(2)连接电路时,开关处于断开状态,滑动变阻器滑片置于最大阻值处|□|□|
| |(3)能正确调节滑动变阻器|□|□|
|数据分析|(4)数据记录准确、完整|□|□|
| |(5)能通过数据处理和图像分析得出电流与电压、电阻的关系|□|□|
|实验习惯|(6)实验结束后,整理实验器材|□|□|

思考与讨论
1. 在探究电流与电压的关系、电流与电阻的关系两个实验中,都使用了滑动变阻器,它在电路中分别起什么作用？
2. 在探究电流与电压的关系时,记录表中计算出的电压与电流的比值是否完全相等？如果不完全相等,请分析原因。
拓展研究
把一只小灯泡接到由两节干电池串联而成的电池组两端时,它的亮度比接到一节干电池两端时要亮得多,这说明加在小灯泡两端的电压越大,通过小灯泡的电流也越大。然而,通过小灯泡的电流跟小灯泡两端所加的电压是否一定成正比呢？
(1)请设计实验方案,并画出实验电路图。
(2)请根据实验所得数据,在图3-14中绘制出通过小灯泡的电流与小灯泡两端电压关系的大致图像。

(3)请尝试从温度对电阻的影响角度对上述图像进行分析。

答案： 一、2. 当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；3.
(1) 电阻；4. 10Ω，0.1，10，0.2，10，0.3，10；6. 当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
二、2. 当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；5. 2V，0.4，2，0.2，2，0.13，2；6. 当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
思考与讨论1. 改变定值电阻两端的电压；保持定值电阻两端的电压不变；2. 不完全相等；实验误差（如读数误差、电阻温度变化）。
拓展研究
(1) 如解析中图；
(2) 如解析中曲线；
(3) 电压增大，灯丝温度升高，电阻增大，图像不是直线。