探究电流与电阻的关系
初中物理 · 电磁学 · 仿真实验
🎯 实验目的
通过更换定值电阻并调节滑动变阻器保持电阻两端电压不变,探究在电压一定时,通过导体的电流与导体电阻的关系。
📐 实验原理
- 保持定值电阻 R 两端的电压不变(本仿真固定为 3 V)
- 依次更换不同阻值的定值电阻 R(5 Ω / 10 Ω / 15 Ω / 20 Ω)
- 每次更换后调节滑动变阻器 R',使电压表示数重新回到 3.00 V
- 用电流表测量对应的电流 I,比较不同电阻下电流的变化
- 通过 描点作图,把多组 (R, I) 画在坐标系中,观察图像形状
🔬 实验器材(本仿真)
| 器材 | 参数 |
| 电源 | 6 V(保持不变) |
| 定值电阻 R | 5 Ω / 10 Ω / 15 Ω / 20 Ω 可选 |
| 滑动变阻器 R' | 0 ~ 20 Ω 可调 |
| 电流表 / 电压表 | 0.6 A / 3 V 量程 |
📊 实验结论
- 当电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比
- 用 I - R 图像表示,是一条向下弯曲的反比曲线(双曲线的一支)
- 本实验中 U 恒为 3 V,所以 I × R 的值恒为 3 V(即 I 与 R 的乘积不变)
- 如果把横轴改为 1/R,图像会变成一条过原点的直线
🕹️ 操作说明
- 点击电路中的开关 S,使其闭合,电路接通
- 点击「🔧 定值电阻 R」一行的按钮,更换不同阻值的电阻
- 拖动滑动变阻器上的滑片箭头,或拖动下方滑块,使电压表示数回到 3.00 V
- 点击「📝 记录数据」,把当前 (R, I) 记入表格并自动描点画图
- 至少记录 4 组数据,观察 I - R 图像是否是一条反比曲线
- 点击「🗑️ 清空记录」可清空表格和图像;点击「↺ 复位」可断开开关并恢复初始状态
💡 观察要点
比较相邻两组数据:电阻由 5 Ω 变为 10 Ω(扩大 2 倍)时,电流是否由 0.6 A 变为 0.3 A(缩小到一半)?再把电阻由 10 Ω 变为 20 Ω,电流是否又减半?由此归纳出电压一定时电流与电阻的定量关系。