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初中物理中考复习 专题27 探究导体的电阻与电流、电压关系的实验题（解析版）
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这是一份初中物理中考复习 专题27 探究导体的电阻与电流、电压关系的实验题（解析版），共27页。试卷主要包含了实验中提出的问题以及方法和结论，电路连接注意事项，电表异常偏转原因，滑动变阻器的作用等内容，欢迎下载使用。
专题27 探究导体的电阻与电流、电压关系的实验题
抓住考点学
探究电流与电压、电阻的关系实验需要学通的基础知识
（一）探究电流与电压的关系
1.实验中提出的问题以及方法和结论
①提出问题：电流与电压有什么定量关系？
②采用的研究方法是：控制变量法。即：保持电阻不变，改变电压研究电流随电压的变化关系；
③得出结论：在电阻一定的情况下，导体中的电流与导体两端的电压成正比；（说法固定，不能更改）
2.电路连接注意事项：开关断开，滑动变阻器滑片移至阻值最大处
3.电表异常偏转原因：
①指针反向偏转，原因是正负接线柱接反；
②正向偏转幅度过小，原因是量程选择过大；
③正向偏转幅度过大超过最大刻度，原因是量程选择过小；
4.滑动变阻器的作用：
①保护电路；
②改变电阻两端电压。
5.调节滑动变阻器不能使电压达到指定示数的原因是：滑动变阻器的最大阻值过小
6.换不同规格的电阻多次测量的目的是：得出普遍规律，避免偶然性。
7.此实验不能用灯泡代替电阻进行探究的原因：灯丝的电阻随温度的升高而增大。
（二）探究电流与电阻的关系
V
A
Rx
R′
1.滑动变阻器的作用：
①保护电路；
②使电阻两端电压保持不变。
2.更换大电阻后如何滑动滑动变阻器的阻值：应使滑动变阻器的阻值变大，滑动变阻器分的的电压变大，保证定值电阻上分的的电压不变。
3.电路中滑动变阻器阻最大值Rx的确定方法：UR/R=(U-UR)/RX
4.实验方法：控制变量法：保持电压不变，改变电阻研究电流随电阻的变化关系。
5.结论：在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
根据考点考
【例题1】（2020浙江温州）在研究“电流与电压的关系”时，小明连接了如图甲的电路，电源电压U为3伏。
(1)闭合开关后，小明发现电流表指针如图乙，出现这种现象的原因是______；
(2)改正错误操作后，小明分别将电阻R0为5欧、10欧和20欧的定值电阻接入电路，测得电阻R0的电压U0和电流I0数据，如表一所示。小明想进一步研究“电阻R0的电流变化量大小ΔI0与电压变化量大小ΔU0的关系”，根据数据计算出部分电压变化量大小ΔU0和相应的电流变化量大小ΔI0，如表二所示，则表二中的a为______；
表一
组别
第1组
第2组
第3组
R0(欧)
5
10
20
U0(伏)
1.0
2.2
2.5
1.2
18
2.4
1.6
2.4
2.8
I0(安)
0.20
0.44
0.50
0.12
0.18
0.24
0.08
0.12
0.14
表二
组别
ΔU0(伏)
ΔI0(安)
第1组
1.5
a
第2组
0.6
0.06
第3组
0.8
0.04
(3)小明发现，滑动变阻器电压变化量大小ΔUR与电流变化量大小ΔIR的比值，总是等于定值电阻R0的阻值，请结合上表数据和所学电学知识解释此规律______。
【答案】 (1)正负接线柱接反了 (2) 0.30 (3)根据串联电路电压特点U＝U0+UR，得：ΔUR＝ΔU0根据串联电路电流特点IR＝I0，得：ΔIR＝ΔI0，所以ΔUR与ΔIR的比值等于ΔU0与ΔI0的比值，据表二数据可知，ΔU0与ΔI0的比值等于R0，则ΔUR与ΔIR的比值等于R0。
【解析】(1)电流表使用时，电流必须从电流表的“+”接线柱流入，从“﹣”接线柱流出，反之指针会发生反偏；闭合开关后，小明发现电流表指针向零刻度线左侧偏转，原因是电流表正负接线柱接反了。
(2)分析第2组和第3组数据得出电压变化量大小ΔU0和电阻R0的电流变化量大小ΔI0的比值与R0的关系，由表二的第2组数据可得
第3组数据可得
则第1组数据中
(3)根据串联电路电压特点U＝U0+UR，得；ΔUR＝ΔU0根据串联电路电流特点IR＝I0，得ΔIR＝ΔI0，所以ΔUR与ΔIR的比值等于ΔU0与ΔI0的比值，据表二数据可知，ΔU0与ΔI0的比值等于R0，则ΔUR与ΔIR的比值等于R0。
【例题2】（2020甘肃天水）在“探究电流与电阻的关系”实验中：
（1）如图甲所示，请你用笔画线代替导线，将图中电路连接完整（请勿更改原有导线，导线不得交叉），
要求：当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中的电流变大。连接电路时，开关必须 。
（2）闭合开关后，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，其原因是 。
（3）实验过程中，将5Ω的电阻接入电路中，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P至适当位置，此时电流表示数如图乙所示，则电流表示数为 A．将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片P向 （选填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为 V。
【答案】（1）见解答；断开；（2）电阻R断路；（3）0.3；右；1.5。
【分析】（1）根据滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中的电流变大确定变阻器左下接线柱连入电路中；连接电路时，开关必须断开；
（2）若电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了；
（3）根据电流选用的量程确定分度值读数，由定律定律求出电压表示数；
根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向。
【解答】（1）当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中的电流变大，即电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下所示：
连接电路时，开关必须断开；
（2）闭合开关后，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，其原因是电阻R断路。
（3）实验过程中，将5Ω的电阻接入电路中，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P至适当位置，此时电流表示数如图乙所示，则电流表示数为0.3A；
由定律定律，电压表示数：U＝IR＝0.3A×5Ω＝1.5V；
根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为1.5V。
【点评】本题探究电流与电阻的关系，考查电路连接、注意事项、故障分析、电流表读数和操作过程及控制变量法的运用。
结合考点练
1.（2020贵州毕节）在探究电流与电压的关系实验中，电源是2节新干电池，电阻的阻值为5Ω。
(1)图甲是没有连接完整的实验电路，若滑动变阻器的滑片向右移动时电压表的示数变大，用笔画线代替导线，将电路连接完整；______
(2)电路连接完毕后，闭合开关，发现两只电表示数如图乙所示，则电路中的故障可能是_____；
(3)实验数据记录见表，其中一个电流数据记录错误，这个数据是_____；
实验序号
1
2
3
4
电压U/V
0.6
1.2
1.8
2.4
电流I/A
0.12
0.24
0.30
0.48
(4)分析实验数据可以得出：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压_____。
【答案】 (1) (2) R断路 (3) 0.30 (4) 成正比
【解析】(1)电压表测电阻的电压，滑动变阻器的滑片向右移动时电压表的示数变大，由欧姆定律，电路的电流变大，故电路的电阻变小，变阻器右下接线柱连入电路中，如下所示
。
(2)电路连接完毕后，闭合开关，发现两只电表示数如图乙所示，即电流表没有示数，电路可能断路，电压表示数为电源电压，则电压表与电源连通，电路中的故障可能是R断路。
(3)由表中实验数据，除第3组数据外，各组的电压与电流之比为5Ω，故电流数据错误是 0.30。
(4)由表中数据知，电压与电流之比为一定值，可以得出：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
2．（2020齐齐哈尔）在“探究电流与电阻的关系”实验中，老师提供了两节新干电池、电流表、电压表、开关、两个滑动变阻器（规格为“10Ω 1A”和“20Ω 0.5A”），阻值为10Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个，一个标记模糊、阻值未知的定值电阻，以及导线若干。
（1）请根据图甲，用笔画线代替导线将实物图（图乙）连接完整。（要求导线不交叉；当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大）
（2）将滑动变阻器阻值调到最大，闭合开关后，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，其原因可能是定值电阻 （选填“断路”或“短路”）。
（3）排除故障后，更换不同电阻进行实验，测得数据填入下面表格，第一次实验时，电流表的示数如图丙所示，为 A．当取下10Ω的定值电阻，换接上20Ω的定值电阻时，为控制定值电阻两端电压为
V不变，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）移动。
实验序号
1
2
3
电阻R/Ω
10
20
25
电流I/A
0.10
0.08
（4）由表中数据可知，导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 （选填“正比”或“反比”）。
（5）根据表格数据判断，实验中选用的滑动变阻器可能是 （选填“A”或“B”），
A．“10Ω 1A” B．“20Ω 0.5A”
（6）小亭同学在完成实验后，想知道标记模糊的定值电阻的阻值Rx（老师告知其阻值大于25Ω）。此时电压表被另一组的同学借走，小亭经过思考，为减小测量误差，需要增大电源电压，于是找来一个能够使用的旧蓄电池组（其电压小于10V），巧妙的应用电流表和实验中选用的变阻器，以及其它现有的实验器材，设计了如图丁所示的电路，并计算出了该电阻的阻值。具体操作如下：
①按电路图连接电路，电流表选择合适的量程，将滑动变阻器滑片P调至A端，闭合开关S，读出电流
表的示数为0.18A。
②将滑动变阻器滑片P调至B端，读出电流表的示数为0.30A。
③则Rx＝ Ω。
【答案】（1）如上所示；（2）断路；（3）0.2；2；右；（4）反比；（5）B；（6）30。
【解析】（1）当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下所示：
（2）将滑动变阻器阻值调到最大，闭合开关后电流表无示数，电路可能断路，发现电压表有示数且接近电源电压，电压表与电源连通，故其原因可能是定值电阻断路；
（3）排除故障后，更换不同电阻进行实验，测得数据填入下面表格，第一次实验时，电流表的示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，由欧姆定律，电阻的电压为：
U＝IR＝0.2A×10Ω＝2V；
根据串联分压原理可知，将定值电阻由10Ω改接成20Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为2V；
（4）由表中数据可知，电阻增大为原来的几倍，通过的电流为原来的几分之一，即导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
（5）根据表格最后一组数据，由欧姆定律和串联电路的规律，变阻器连入电路的电阻：
R滑＝﹣R3＝﹣25Ω＝12.5Ω，实验中选用的滑动变阻器可能是B；
（6）具体操作：
①按电路图连接电路，电流表选择合适的量程，将滑动变阻器滑片P调至A端，闭合开关S，读出电流表的示数为0.18A。
②将滑动变阻器滑片P调至B端，读出电流表的示数为0.30A。
③变阻器的最大电阻为20Ω，在①中，待测电阻与变阻器的最大电阻串联，由串联电阻的规律，
R串＝20Ω+Rx，
在②中为待测电阻的简单电路，根据欧姆定律，电源电压不变时，电流与电阻成反比，故有：
＝，
解得：Rx＝30Ω。
3.（2020贵州黔西南）小明用如下图所示的实验电路探究“电流与电阻的关系”。
(1)在方框内画出此实验电路图。________
(2)连接电路时，开关应处于_______状态，连接好电路后，闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于_______端。
(3)闭合开关，移动滑动变阳器的滑片P发现：电压表始终无示数，电流表有示数。其原因可能是_______（填序号）．
A．滑动变阻器断路 B．电阻R短路 C．电阻R断路
(4)排除故障后，用5Ω的电阻替换R接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数为1.5V时，电流表指针位置如图乙所示，将电流表示数填入下表中。________
(5)将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P到合适位置时，记录电流数据。此操作中调节滑动变阻器的目的是_________________。
(6)再将电阻换成15Ω，重复上述操作
(7)进行多次实验，其目的是为了得到_________________。
(8)分析表格中的数据可得出结论：_________一定时，_____________。
【答案】 (1) (2) 断开 右 (3)B (4) 0.3 (5) 使电阻R两端的电压保持不变 (7) 普遍规律 (8)电压 通过导体的电流与导体的电阻成反比
【解析】(1)按照实物图，先将开关，电流表、滑动变阻器，电阻串联接入电路，再将电压表并联接入电路，作电路图如图所示：
(2)接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器移到阻值最大处，即置于右端，以保护电路。
(3)闭合开关，移动滑动变阳器的滑片P，电流表有示数，说明不可能是电路断路，电压表始终无示数，说明与电压表并联的电路短路，即电阻R短路。
故选B。
(4)由图乙可知，电流表此时的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，此时电流的示数为0.3A。
(5)探究电流与电阻关系实验中，要控制电压不变，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，滑动变阻器两端的电压会变大，要节滑动变阻器的滑片P到合适位置，控制电阻R两端的电压保持不变。
(7)进行多次实验，其目的是为了得到普遍规律。
(8)分析表格中的数据，电流与电阻的乘积是定值，可得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
4.（2020四川南充）用如下图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”，电源电压恒为6V，定值电阻R备有(5Ω、10Ω、20Ω、40Ω)各一个。
(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到最___________(选填“左“或“右”)端；
(2)将5Ω的定值电阻接入电路闭合开关，移动滑片P发现电流表示数始终为零，电压表示数不为零，其原因可能是___________(填选项)；
A.定值电阻R短路
B.定值电阻R断路
C.滑动变阻器短路
(3)不改变滑动变阻器滑片的位置，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，闭合开关后，为保证电压表示数与更换前相同，滑片P应向___________(选填“左”或“右”)端滑动；
(4)实验中依次接入定值电阻，调节滑片使定值电阻两端电压相同，记下电流表读数，绘出电流I与电阻倒数变化的图像乙，由图乙可知：电压一定时电流与电阻成___________比；
(5)为完成整个实验，应该选择___________(填选项)种规格的滑动变阻器。
A.50Ω、1.0A
B.100Ω、1.2A
C.200Ω、0.6A
【答案】(1)左 (2)B (3) 左 (4)反 (5) B
【解析】(1)由电路图知道，在连接电路时，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑至阻值最大处的左端。
(2)闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片P时，发现电流表示数始终为零，说明电路可能断路，而电压表有示数，说明与电压表并联部分断路，即此时电路可能的故障是定值电阻R断路。
故选B。
(3)由串联分压原理知道，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；由于探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变，所以，此时应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动。
(4)由于电流I与电阻倒数变化的图像乙，说明电压一定时电流与电阻的倒数成正比，即说明导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(5)由图像知道，电阻两端的电压始终保持U=IR =2V，由串联电路电压的规律知道，变阻器分得的电压
U滑 =6V-2V=4V
即变阻器分得的电压为电压表示数的2倍，由分压原理知道，当接入40Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为R滑 =2×40Ω=80Ω
故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少80Ω的滑动变阻器。
故选B。
5.（2020黑龙江龙东农垦森工）探究电流与电压的关系实验中，小伟设计了如图所示的电路。
（1）请你帮助他们用笔画线代替导线将图乙实物图连接完整；
（2）小伟首先把5Ω的电阻接入电路，闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片缓缓向 （左或右）端移动，直到电压表示数恰为1V，电流表示数如图所示。此时电流的大小为 A；
（3）小伟不断调节滑动变阻器的滑片，多次改变电阻两端的电压并记录对应的电流值如表，由此可以归纳出结论是 。
次数
1
2
3
R＝5Ω
U/V
1
2
3
I/A
0.4
0.6
（4）小伟接着测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，把5Ω的电阻换成了额定电压为2.5V的小灯泡，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为 V，读出电流表的示数，根据公式 求出额定功率。但是在实际实验时闭合开关后，发现电压表指针向左偏转，这可能是 。
【答案】（1）如解析所示；（2）右；0.2；（3）电阻不变时，电流与电压成正比；（4）2.5；P＝UI；电压表正负接线柱接反了。
【解析】（1）电源电压为3V，故电压表选用小量程与电阻并联，如下所示：
（2）为保护电路，闭合开关前，变阻器连入电路的电阻最大，小伟首先把5Ω的电阻接入电路，闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片缓缓向右端移动，直到电压表示数恰为1V，电流表示数如图所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，此时电流的大小为0.2A；
（3）根据表中数据，电压增大为原来的几倍，电流也增大为原来的几倍，即电阻不变时，电流与电压成正比；
（4）灯在额定电压下正常发光，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2.5V，读出电流表的示数，根据公式P＝UI求出额定功率。但是在实际实验时闭合开关后，发现电压表指针向左偏转，这可能是电压表正负接线柱接反了。
6.（2020湖北武汉）在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，小强和小红设计的电路如图甲所示，电源电压3V保持不变。
(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应该置于_________（填“a”或“b”）端。
(2)小强同学按图甲正确连接电路，闭合开关S，调节滑片P，得到的实验数据如下表:
实验序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
电流I/A
0.15
0.32
0.30
0.38
0.45
分析数据可知，应将实验序号_________的一组数据剔除，进而得出结论：电阻一定时，______________，
为了能够顺利完成上述实验，所用滑动变阻器的最大阻值不小于__________Ω。
(3)小红同学连接的电路如图乙所示小强同学发现接错了一根导线，请在这根导线上打“x”，并补画出正确的那根导线。（ ）
【答案】 (1) a (2) 2 电流跟电压成正比 16 (3)
【解析】(1)为了保护电路，闭合开关之前应将滑动变阻器调到阻值最大的地方，即滑片P应该置于a端。
(2)分析数据得知，第2组数据电压与电流比值，明显不同其他组的比值，故第2组数据错误，应剔掉，实验结论电阻一定时，电流跟电压成正比。
由第一组数据分析得知，定值电阻电压为0.6V，则滑动变阻器至少要分得2.4V电压，即滑动变阻器分得的电压是定值电阻的4倍，因此滑动变阻器的阻值为定值电阻阻值的4倍，根据公式可算出定值电阻的阻值为
因此滑动变阻器最大阻值为16Ω。
(3)如图乙所示的电路连接，此时滑动变阻器没有接入电路，正确画法，如图所示。
7．（2020苏州）小明用如图甲所示电路探究电流与电阻的关系，电源电压3V，电阻R有4个阻值（5Ω、10Ω、15Ω、25Ω）供选用，滑动变阻器Rp规格为“10Ω 2A”。
（1）开关闭合前，应将滑动变阻器滑片P移到最 （左/右）端；闭合开关后，小明发现电流表、电压表示数均为0，他将一根导线的一端接电源正极，另一端依次试触a、b、c、d各接线柱，当接触到d时，电压表开始有示数且为3V，电流表示数仍为0，经进一步检查，电流表及各接线处均完好，则电路中所有可确定的故障是 。
（2）排除故障并将问题元件进行同规格更换，此时R的阻值为5Ω．闭合开关，调节滑片P，使电压表示数到达某一数值，此时电流表示数如图乙所示，该示数为 A．接着将R阻值换成10Ω，向 （左/右）端移动滑动变阻器滑片，以保持电压表的示数不变。
（3）将R阻值换成15Ω重复上述操作。三组数据如表所示，由此可得：电压一定时，电流与电阻成 。为提高结论的可靠性，换用阻值为25Ω的电阻继续上述实验，是否可行？ （可行/不可行）
（4）下列图象中，能大致反映本实验中各物理量之间关系的是
【答案】（1）右；滑动变阻器RP（cd间）断路；电阻R断路；（2）0.4；右；（3）反比；不可行；（4）C。
【解析】（1）开关闭合前，应将滑动变阻器滑片P移到阻值最大处的右端；
由题意，闭合开关后，他将一根导线的一端接电源正极，另一端依次试触a、b、c各接线柱，电流表、电压表示数均为0，说明电源正极和c之外的电路有断路；
当接触到d时，电流表示数仍为0，电路可能断路，电压表开始有示数且为3V，说明电压表与电源连通，则可能是与电压表并联的电路断路了，因电流表及各接线处均完好，故原因是R断路，导致电压表串联在电路中，综上，电路中所有可确定的故障是：滑动变阻器RP（cd间）断路；电阻R断路；
（2）排除故障并将问题元件进行同规格更换，此时R的阻值为5Ω．闭合开关，调节滑片P，使电压表示数到达某一数值，此时电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，该示数为0.4A；
根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，以保持电压表的示数不变；
（3）将R阻值换成15Ω重复上述操作，根据表中数据，考虑到误差因素，电流与电阻之积为：
UV＝IR＝0.4A×5Ω＝0.20A×10Ω＝0.13A×15Ω≈2V为一定值，由此可得：电压一定时，电流与电阻成反比；
电阻两端的电压始终保持UV＝2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝3V﹣2V＝1V，定值电阻分得的电压为电压表示数的2倍，根据分压原理，当变阻器的最大电阻10Ω连入电路中时，对应的定值电阻最大值为：
R滑＝2×10Ω＝20Ω＜25Ω，换用阻值为25Ω的电阻继续上述实验不可行。
（4）A、因电压表示数不变，即电流与R之积为一定值，故电流随R的变化关系为反比例函数，A错误；
B、换用不同的电阻时，电压表示数不变，B错误；
C、定值电阻的电压为2V，变阻器的电压为1V，由分压原理，变阻器与R的比值为1：2，故变阻器连入电路的电阻与R的关系为一过原点的直线C，C正确；
D、根据P＝，定值电阻的功率：
PR＝，即电阻的电功率与R之积为一定值，电阻的电功率随R变化关系为反比例函数，D错误。
故选C。
8.（2020广东省）做“探究电流与电阻的关系”实验时，可供选择的器材有：电压为6V 的电源，电流表（0~0.6A），电压表（0~3V），开关，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω 和20Ω的定值电阻各1个，最大阻值分别为10Ω和50Ω的滑动变阻器各1个，导线若干。
(1)如图所示的实验电路中，正确的是______，应选用最大阻值为______Ω的滑动变阻器；
(2)若按图乙所示电路图连接好电路后，闭合开关，可观察到电流表的指针______（选填“向右”“反向”或“几乎不”偏转；
(3)按正确电路图连接电路，闭合开关，电流表和电压表均有示数，但移动滑动变阻器的滑片时，两表的示数均保持不变，经判断是接线有误，错误可能是______；
(4)纠正错误后，依次更换定值电阻，并控制定值电阻两端电压为2.5V进行实验。请将记录实验数据的表格补充完整。
①______V。
实验序号
1
2
3
4
②______
20
15
10
5
③______
【答案】 (1) 甲 50 (2)几乎不 (3)滑动变阻器下面的两个接线柱接入电路 (4)2.5
【解析】(1)探究电流与电阻的关系，电阻、滑动变阻器、电流表串联于电路，电流表测整个电路的电流，电压表测电阻两端的电压；再根据电流表、电压表的接线方法知，实验电路中，正确的是甲。
当接入阻值为20Ω的定值电阻时，其两端的电压不能超过3V，根据串联电路分压的特点可得
则变阻器接入电路的最小阻值为
故选应选用最大阻值为50Ω的滑动变阻器。
(2)由图乙知，电压表串联接入了电路，因电压表的内阻很大，接入电路时，相当于电路断路，故电流表的指针几乎不动。
(3)按正确电路图连接电路，闭合开关，电流表和电压表均有示数，说明电路是通路，两表连接没有问题，但移动滑动变阻器的滑片时，两表的示数均保持不变，说明滑动变阻器以最大值接入了电路，即滑动变阻器下面的两个接线柱接入电路。
(4)探究电流与电阻的关系时，应保持电阻的两端的电压不变，本实验，电阻两端的电压控制在2.5V，故
②由表格数据知，此格内容应为：。
③因探究的是电流与电阻的关系，为了获得电流与电阻的关系，还应记录每次通过定值电阻的电流值，故表格内容为：。
9.（2020贵州黔东南）某学习小组在“探究通电导体中的电流与电阻的关系”实验中，连接了如图甲所示的电路（电源电压保持4.5V不变）。
(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整；（要求：滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中电流变大；导线不得交叉）
(2)连接好电路，闭合开关，发现电压表示数等于电源电压，电流表有示数，移动滑片，电表示数不变，则故障为滑动变阻_________；
(3)探究通电导体中的电流与电阻的关系实验要在电压一定时进行，图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像。由图像可知R两端的电压为________V；当R的电阻由5Ω更换为10Ω时，闭合开关后，为使R两端的电压________ （选填“改变”或“不变”），滑动变阻器的滑片应向____（选填“左”或“右”）端滑动；若实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω，为了保证完成实验，则滑动变阻器的阻值至少是________Ω。
【答案】 (1) (2) 被短路 (3)3 不变 右 12.5
【解析】(1)滑动变阻器的滑片P向左移动，电路中电流变大，即电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联，如下所示
(2)连接好电路，闭合开关，电流表有示数，即电路中有电流通过，则故障类型为短路，电压表示数等于电源电压，只能滑动变阻被短路。
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象，由图象可知R两端的电压为
U=IR=0.6A×5Ω=3V
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即保持电阻两端的电压不变。
根据串联电路电压的规律可知，应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应右端移动，使电压表的示数仍为3V。
电压表控制的电压为3V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压
U滑=4.5V-3V=1.5V
变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为R滑=0.5×25Ω=12.5Ω
故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少为12.5Ω的滑动变阻器。
10.（2020湖北宜昌）小明利用如下图所示实验装置探究“电流与电阻的关系”，相关器材规格已在图中标明｡其中电阻箱是一个可调电阻，可以实现电阻从0Ω到9999Ω整数调节并显示阻值｡
(1)小明认为，要研究电流与电阻的关系，应该改变电阻的大小，再观察电流的变化｡小明的想法里“改变电阻的大小”是指（ ）
A.拨动电阻箱到不同的电阻值 B.调节滑动变阻器
(2)小明未将电压表连入电路，你认为电压表应该并联在____两端｡（填“电阻箱”“滑动变阻器”或“电源”）
(3)下表是小明设计用于记录数据的表格，请在表格第二､三排的最左侧格子里写出要记录的物理量名称｡
实验次数
1
2
3
4
物理量名称____
物理量名称_____
【答案】 (1)A (2)电阻箱 (3) 电阻 电流
【解析】(1)改变电阻的大小指的是拨动电阻箱到不同的电阻值，而调节滑动变阻器是为了保证电阻箱两端的电压不变。
(2)电压表应该并联在电阻箱两端，这样可以显示电阻箱的电压，电阻箱的电阻在变化，通过调节滑动变阻器的电阻，保证电阻箱两端的电压不变。
(3)探究“电流与电阻的关系”，则要保证电压不变，观察变化的电流与变化的电阻关系，所以物理量的名称是电阻与电流。
11.为了探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系，小明设计了图甲所示的电路．电源电压恒为6V，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器．
（1）闭合开关后，移动滑片P，发现两电表示数始终如图乙所示，出现这种情况的原因
是将滑动变阻器接入电路的电阻的大小为0Ω，说明滑动变阻器处于________状态。
（2）改正错误后，小明继续实验，将有关实验数据标记在图丙所示的反映通过定值电阻R1的电流与其两端电压的关系图像上．分析图丙可知，当滑动变阻器电阻全部接入电路中，滑动变阻器两端电压是_______v．
（3）分析图丙数据可以得出的结论是电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。本实验应用到的主要物理方法称为______。
A．等效法。 B．控制变量法。 C．理想实验法。 D．比值定义法。
【答案】（1）短路。（2）5（3）B。
【解析】（1）移动滑动变阻器的滑片，电流表示数不变，电压表示数为电源电压，说明滑动变阻器接入电路的电阻为0.这时可以判断滑动变阻器的接线柱CD接入了电路。滑动变阻器处于短路状态。
（2）通过定值电阻R1的电流与其两端电压的关系图像可知，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中最小电流为0.2A, 定值电阻R1是的两端电压为1V。定值电阻与滑动变阻器串联，所以滑动变阻器两端电压为U2=U-U1=6V-1V=5V
（3）电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；探究三个物理量之间的某两个量的关系时，需要控制一个物理量保持不变，研究另外两个量的关系，这个科学方法称为控制变量法。填B。
12.在探究电流与电压关系的实验中，同学们设计了如下三种电路：
(1)甲同学认为图2电路比图1电路好，理由是：________。乙同学认为图3电路比图2电路更好，理由是图3电路便于多次实验。
(2)乙同学利用图3电路（其中电阻R=5Ω） 完成了本实验，测得数据如下：
实验次数
电压 U（伏）
电流I（安）
电压/电流
1
1
0.2
2
2
0.4
3
4
0.8
分析表格数据，可得出的结论是________。
(3)实验操作过程中，丙同学发现滑动变阻器损坏，但经过思考后利用图2电路最终也完成了多次实验，该同学的做法是________。
【答案】（1）定值电阻能更好地保持电阻不变；（2）当电阻不变时，电流与电压成正比关系；（3）改变电源电压，进行多次实验。
【解析】（1）定值电阻阻值稳定，对于测量电流电压关系有利，所以图2电路好。
（2）观察表格数据分析知道电流与电压成正比。
（3）通过改变电源电压，多次测量，对于得出的结论有说服力。
13.在探究“电流与电阻关系”的实验中，设计的实物电路如图，
（1）用笔画线代替导线，将实物连接完整（要求：①滑片向右移动，电流表示数变大；②连线不允许交又）。
（2）某同学连好最后一根导线发现两表均有示数，造成这一现象的原因可能是：
（3）实验时，首先接入的是5Ω电阻，当滑片移动到某一位置时，电流表示数为0.5A，记下两表读数；接下来换用10Ω电阻继续实验，须向 （选填填“左”或“右”）移动滑片，同时眼睛注视 （选填“电压表”或“电流表”），直到其示数为 时，记下电流表示数。
（4）换用其他电阻进行多次实验，得得到多组数据，通过分析数据，能得到的实验结论是：当电压一定时，通过电阻的电流与电阻成 比。
【答案】（1）见解析；（2）闭合开关前，开关没有断开；（3）左；电压表；2.5V；（4）反。
【解析】（1）滑片向右移动，电流表示数变大，即电阻变小，故P以右电阻丝连入电路中，电压表与R并联，如下所示：
（2）某同学连好最后一根导线发现两表均有示数，造成这一现象原因可能是：闭合开关前，开关没有断开；
（3）接入的是5Ω电阻，当滑片移动到某一位置时，电流表示数为0.5A，根据欧姆定律，电压表示数：
U=IR=0.5A×5Ω=2.5V；
根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右左端移动，同时眼睛注视电压表直到其示数为2.5V时，记下电流表示数；
（4）换用其他电阻进行多次实验，得得到多组数据，通过分析数据，能得到的实验结论是：当电压一定时，通过电阻的电流与电阻成反比。
专题27 探究导体的电阻与电流、电压关系的实验题
抓住考点学
探究电流与电压、电阻的关系实验需要学通的基础知识
（一）探究电流与电压的关系
1.实验中提出的问题以及方法和结论
①提出问题：电流与电压有什么定量关系？
②采用的研究方法是：控制变量法。即：保持电阻不变，改变电压研究电流随电压的变化关系；
③得出结论：在电阻一定的情况下，导体中的电流与导体两端的电压成正比；（说法固定，不能更改）
2.电路连接注意事项：开关断开，滑动变阻器滑片移至阻值最大处
3.电表异常偏转原因：
①指针反向偏转，原因是正负接线柱接反；
②正向偏转幅度过小，原因是量程选择过大；
③正向偏转幅度过大超过最大刻度，原因是量程选择过小；
4.滑动变阻器的作用：
①保护电路；
②改变电阻两端电压。
5.调节滑动变阻器不能使电压达到指定示数的原因是：滑动变阻器的最大阻值过小
6.换不同规格的电阻多次测量的目的是：得出普遍规律，避免偶然性。
7.此实验不能用灯泡代替电阻进行探究的原因：灯丝的电阻随温度的升高而增大。
（二）探究电流与电阻的关系
V
A
Rx
R′
1.滑动变阻器的作用：
①保护电路；
②使电阻两端电压保持不变。
2.更换大电阻后如何滑动滑动变阻器的阻值：应使滑动变阻器的阻值变大，滑动变阻器分的的电压变大，保证定值电阻上分的的电压不变。
3.电路中滑动变阻器阻最大值Rx的确定方法：UR/R=(U-UR)/RX
4.实验方法：控制变量法：保持电压不变，改变电阻研究电流随电阻的变化关系。
5.结论：在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
根据考点考
【例题1】（2020浙江温州）在研究“电流与电压的关系”时，小明连接了如图甲的电路，电源电压U为3伏。
(1)闭合开关后，小明发现电流表指针如图乙，出现这种现象的原因是______；
(2)改正错误操作后，小明分别将电阻R0为5欧、10欧和20欧的定值电阻接入电路，测得电阻R0的电压U0和电流I0数据，如表一所示。小明想进一步研究“电阻R0的电流变化量大小ΔI0与电压变化量大小ΔU0的关系”，根据数据计算出部分电压变化量大小ΔU0和相应的电流变化量大小ΔI0，如表二所示，则表二中的a为______；
表一
组别
第1组
第2组
第3组
R0(欧)
5
10
20
U0(伏)
1.0
2.2
2.5
1.2
18
2.4
1.6
2.4
2.8
I0(安)
0.20
0.44
0.50
0.12
0.18
0.24
0.08
0.12
0.14
表二
组别
ΔU0(伏)
ΔI0(安)
第1组
1.5
a
第2组
0.6
0.06
第3组
0.8
0.04
(3)小明发现，滑动变阻器电压变化量大小ΔUR与电流变化量大小ΔIR的比值，总是等于定值电阻R0的阻值，请结合上表数据和所学电学知识解释此规律______。
【答案】 (1)正负接线柱接反了 (2) 0.30 (3)根据串联电路电压特点U＝U0+UR，得：ΔUR＝ΔU0根据串联电路电流特点IR＝I0，得：ΔIR＝ΔI0，所以ΔUR与ΔIR的比值等于ΔU0与ΔI0的比值，据表二数据可知，ΔU0与ΔI0的比值等于R0，则ΔUR与ΔIR的比值等于R0。
【解析】(1)电流表使用时，电流必须从电流表的“+”接线柱流入，从“﹣”接线柱流出，反之指针会发生反偏；闭合开关后，小明发现电流表指针向零刻度线左侧偏转，原因是电流表正负接线柱接反了。
(2)分析第2组和第3组数据得出电压变化量大小ΔU0和电阻R0的电流变化量大小ΔI0的比值与R0的关系，由表二的第2组数据可得
第3组数据可得
则第1组数据中
(3)根据串联电路电压特点U＝U0+UR，得；ΔUR＝ΔU0根据串联电路电流特点IR＝I0，得ΔIR＝ΔI0，所以ΔUR与ΔIR的比值等于ΔU0与ΔI0的比值，据表二数据可知，ΔU0与ΔI0的比值等于R0，则ΔUR与ΔIR的比值等于R0。
【例题2】（2020甘肃天水）在“探究电流与电阻的关系”实验中：
（1）如图甲所示，请你用笔画线代替导线，将图中电路连接完整（请勿更改原有导线，导线不得交叉），
要求：当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中的电流变大。连接电路时，开关必须 。
（2）闭合开关后，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，其原因是 。
（3）实验过程中，将5Ω的电阻接入电路中，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P至适当位置，此时电流表示数如图乙所示，则电流表示数为 A．将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片P向 （选填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为 V。
【答案】（1）见解答；断开；（2）电阻R断路；（3）0.3；右；1.5。
【分析】（1）根据滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中的电流变大确定变阻器左下接线柱连入电路中；连接电路时，开关必须断开；
（2）若电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了；
（3）根据电流选用的量程确定分度值读数，由定律定律求出电压表示数；
根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向。
【解答】（1）当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中的电流变大，即电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下所示：
连接电路时，开关必须断开；
（2）闭合开关后，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，其原因是电阻R断路。
（3）实验过程中，将5Ω的电阻接入电路中，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P至适当位置，此时电流表示数如图乙所示，则电流表示数为0.3A；
由定律定律，电压表示数：U＝IR＝0.3A×5Ω＝1.5V；
根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为1.5V。
【点评】本题探究电流与电阻的关系，考查电路连接、注意事项、故障分析、电流表读数和操作过程及控制变量法的运用。
结合考点练
1.（2020贵州毕节）在探究电流与电压的关系实验中，电源是2节新干电池，电阻的阻值为5Ω。
(1)图甲是没有连接完整的实验电路，若滑动变阻器的滑片向右移动时电压表的示数变大，用笔画线代替导线，将电路连接完整；______
(2)电路连接完毕后，闭合开关，发现两只电表示数如图乙所示，则电路中的故障可能是_____；
(3)实验数据记录见表，其中一个电流数据记录错误，这个数据是_____；
实验序号
1
2
3
4
电压U/V
0.6
1.2
1.8
2.4
电流I/A
0.12
0.24
0.30
0.48
(4)分析实验数据可以得出：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压_____。
【答案】 (1) (2) R断路 (3) 0.30 (4) 成正比
【解析】(1)电压表测电阻的电压，滑动变阻器的滑片向右移动时电压表的示数变大，由欧姆定律，电路的电流变大，故电路的电阻变小，变阻器右下接线柱连入电路中，如下所示
。
(2)电路连接完毕后，闭合开关，发现两只电表示数如图乙所示，即电流表没有示数，电路可能断路，电压表示数为电源电压，则电压表与电源连通，电路中的故障可能是R断路。
(3)由表中实验数据，除第3组数据外，各组的电压与电流之比为5Ω，故电流数据错误是 0.30。
(4)由表中数据知，电压与电流之比为一定值，可以得出：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
2．（2020齐齐哈尔）在“探究电流与电阻的关系”实验中，老师提供了两节新干电池、电流表、电压表、开关、两个滑动变阻器（规格为“10Ω 1A”和“20Ω 0.5A”），阻值为10Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个，一个标记模糊、阻值未知的定值电阻，以及导线若干。
（1）请根据图甲，用笔画线代替导线将实物图（图乙）连接完整。（要求导线不交叉；当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大）
（2）将滑动变阻器阻值调到最大，闭合开关后，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，其原因可能是定值电阻 （选填“断路”或“短路”）。
（3）排除故障后，更换不同电阻进行实验，测得数据填入下面表格，第一次实验时，电流表的示数如图丙所示，为 A．当取下10Ω的定值电阻，换接上20Ω的定值电阻时，为控制定值电阻两端电压为
V不变，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）移动。
实验序号
1
2
3
电阻R/Ω
10
20
25
电流I/A
0.10
0.08
（4）由表中数据可知，导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 （选填“正比”或“反比”）。
（5）根据表格数据判断，实验中选用的滑动变阻器可能是 （选填“A”或“B”），
A．“10Ω 1A” B．“20Ω 0.5A”
（6）小亭同学在完成实验后，想知道标记模糊的定值电阻的阻值Rx（老师告知其阻值大于25Ω）。此时电压表被另一组的同学借走，小亭经过思考，为减小测量误差，需要增大电源电压，于是找来一个能够使用的旧蓄电池组（其电压小于10V），巧妙的应用电流表和实验中选用的变阻器，以及其它现有的实验器材，设计了如图丁所示的电路，并计算出了该电阻的阻值。具体操作如下：
①按电路图连接电路，电流表选择合适的量程，将滑动变阻器滑片P调至A端，闭合开关S，读出电流
表的示数为0.18A。
②将滑动变阻器滑片P调至B端，读出电流表的示数为0.30A。
③则Rx＝ Ω。
【答案】（1）如上所示；（2）断路；（3）0.2；2；右；（4）反比；（5）B；（6）30。
【解析】（1）当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下所示：
（2）将滑动变阻器阻值调到最大，闭合开关后电流表无示数，电路可能断路，发现电压表有示数且接近电源电压，电压表与电源连通，故其原因可能是定值电阻断路；
（3）排除故障后，更换不同电阻进行实验，测得数据填入下面表格，第一次实验时，电流表的示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，由欧姆定律，电阻的电压为：
U＝IR＝0.2A×10Ω＝2V；
根据串联分压原理可知，将定值电阻由10Ω改接成20Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为2V；
（4）由表中数据可知，电阻增大为原来的几倍，通过的电流为原来的几分之一，即导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
（5）根据表格最后一组数据，由欧姆定律和串联电路的规律，变阻器连入电路的电阻：
R滑＝﹣R3＝﹣25Ω＝12.5Ω，实验中选用的滑动变阻器可能是B；
（6）具体操作：
①按电路图连接电路，电流表选择合适的量程，将滑动变阻器滑片P调至A端，闭合开关S，读出电流表的示数为0.18A。
②将滑动变阻器滑片P调至B端，读出电流表的示数为0.30A。
③变阻器的最大电阻为20Ω，在①中，待测电阻与变阻器的最大电阻串联，由串联电阻的规律，
R串＝20Ω+Rx，
在②中为待测电阻的简单电路，根据欧姆定律，电源电压不变时，电流与电阻成反比，故有：
＝，
解得：Rx＝30Ω。
3.（2020贵州黔西南）小明用如下图所示的实验电路探究“电流与电阻的关系”。
(1)在方框内画出此实验电路图。________
(2)连接电路时，开关应处于_______状态，连接好电路后，闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于_______端。
(3)闭合开关，移动滑动变阳器的滑片P发现：电压表始终无示数，电流表有示数。其原因可能是_______（填序号）．
A．滑动变阻器断路 B．电阻R短路 C．电阻R断路
(4)排除故障后，用5Ω的电阻替换R接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数为1.5V时，电流表指针位置如图乙所示，将电流表示数填入下表中。________
(5)将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P到合适位置时，记录电流数据。此操作中调节滑动变阻器的目的是_________________。
(6)再将电阻换成15Ω，重复上述操作
(7)进行多次实验，其目的是为了得到_________________。
(8)分析表格中的数据可得出结论：_________一定时，_____________。
【答案】 (1) (2) 断开 右 (3)B (4) 0.3 (5) 使电阻R两端的电压保持不变 (7) 普遍规律 (8)电压 通过导体的电流与导体的电阻成反比
【解析】(1)按照实物图，先将开关，电流表、滑动变阻器，电阻串联接入电路，再将电压表并联接入电路，作电路图如图所示：
(2)接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器移到阻值最大处，即置于右端，以保护电路。
(3)闭合开关，移动滑动变阳器的滑片P，电流表有示数，说明不可能是电路断路，电压表始终无示数，说明与电压表并联的电路短路，即电阻R短路。
故选B。
(4)由图乙可知，电流表此时的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，此时电流的示数为0.3A。
(5)探究电流与电阻关系实验中，要控制电压不变，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，滑动变阻器两端的电压会变大，要节滑动变阻器的滑片P到合适位置，控制电阻R两端的电压保持不变。
(7)进行多次实验，其目的是为了得到普遍规律。
(8)分析表格中的数据，电流与电阻的乘积是定值，可得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
4.（2020四川南充）用如下图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”，电源电压恒为6V，定值电阻R备有(5Ω、10Ω、20Ω、40Ω)各一个。
(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到最___________(选填“左“或“右”)端；
(2)将5Ω的定值电阻接入电路闭合开关，移动滑片P发现电流表示数始终为零，电压表示数不为零，其原因可能是___________(填选项)；
A.定值电阻R短路
B.定值电阻R断路
C.滑动变阻器短路
(3)不改变滑动变阻器滑片的位置，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，闭合开关后，为保证电压表示数与更换前相同，滑片P应向___________(选填“左”或“右”)端滑动；
(4)实验中依次接入定值电阻，调节滑片使定值电阻两端电压相同，记下电流表读数，绘出电流I与电阻倒数变化的图像乙，由图乙可知：电压一定时电流与电阻成___________比；
(5)为完成整个实验，应该选择___________(填选项)种规格的滑动变阻器。
A.50Ω、1.0A
B.100Ω、1.2A
C.200Ω、0.6A
【答案】(1)左 (2)B (3) 左 (4)反 (5) B
【解析】(1)由电路图知道，在连接电路时，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑至阻值最大处的左端。
(2)闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片P时，发现电流表示数始终为零，说明电路可能断路，而电压表有示数，说明与电压表并联部分断路，即此时电路可能的故障是定值电阻R断路。
故选B。
(3)由串联分压原理知道，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；由于探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变，所以，此时应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动。
(4)由于电流I与电阻倒数变化的图像乙，说明电压一定时电流与电阻的倒数成正比，即说明导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(5)由图像知道，电阻两端的电压始终保持U=IR =2V，由串联电路电压的规律知道，变阻器分得的电压
U滑 =6V-2V=4V
即变阻器分得的电压为电压表示数的2倍，由分压原理知道，当接入40Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为R滑 =2×40Ω=80Ω
故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少80Ω的滑动变阻器。
故选B。
5.（2020黑龙江龙东农垦森工）探究电流与电压的关系实验中，小伟设计了如图所示的电路。
（1）请你帮助他们用笔画线代替导线将图乙实物图连接完整；
（2）小伟首先把5Ω的电阻接入电路，闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片缓缓向 （左或右）端移动，直到电压表示数恰为1V，电流表示数如图所示。此时电流的大小为 A；
（3）小伟不断调节滑动变阻器的滑片，多次改变电阻两端的电压并记录对应的电流值如表，由此可以归纳出结论是 。
次数
1
2
3
R＝5Ω
U/V
1
2
3
I/A
0.4
0.6
（4）小伟接着测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，把5Ω的电阻换成了额定电压为2.5V的小灯泡，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为 V，读出电流表的示数，根据公式 求出额定功率。但是在实际实验时闭合开关后，发现电压表指针向左偏转，这可能是 。
【答案】（1）如解析所示；（2）右；0.2；（3）电阻不变时，电流与电压成正比；（4）2.5；P＝UI；电压表正负接线柱接反了。
【解析】（1）电源电压为3V，故电压表选用小量程与电阻并联，如下所示：
（2）为保护电路，闭合开关前，变阻器连入电路的电阻最大，小伟首先把5Ω的电阻接入电路，闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片缓缓向右端移动，直到电压表示数恰为1V，电流表示数如图所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，此时电流的大小为0.2A；
（3）根据表中数据，电压增大为原来的几倍，电流也增大为原来的几倍，即电阻不变时，电流与电压成正比；
（4）灯在额定电压下正常发光，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2.5V，读出电流表的示数，根据公式P＝UI求出额定功率。但是在实际实验时闭合开关后，发现电压表指针向左偏转，这可能是电压表正负接线柱接反了。
6.（2020湖北武汉）在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，小强和小红设计的电路如图甲所示，电源电压3V保持不变。
(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应该置于_________（填“a”或“b”）端。
(2)小强同学按图甲正确连接电路，闭合开关S，调节滑片P，得到的实验数据如下表:
实验序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
电流I/A
0.15
0.32
0.30
0.38
0.45
分析数据可知，应将实验序号_________的一组数据剔除，进而得出结论：电阻一定时，______________，
为了能够顺利完成上述实验，所用滑动变阻器的最大阻值不小于__________Ω。
(3)小红同学连接的电路如图乙所示小强同学发现接错了一根导线，请在这根导线上打“x”，并补画出正确的那根导线。（ ）
【答案】 (1) a (2) 2 电流跟电压成正比 16 (3)
【解析】(1)为了保护电路，闭合开关之前应将滑动变阻器调到阻值最大的地方，即滑片P应该置于a端。
(2)分析数据得知，第2组数据电压与电流比值，明显不同其他组的比值，故第2组数据错误，应剔掉，实验结论电阻一定时，电流跟电压成正比。
由第一组数据分析得知，定值电阻电压为0.6V，则滑动变阻器至少要分得2.4V电压，即滑动变阻器分得的电压是定值电阻的4倍，因此滑动变阻器的阻值为定值电阻阻值的4倍，根据公式可算出定值电阻的阻值为
因此滑动变阻器最大阻值为16Ω。
(3)如图乙所示的电路连接，此时滑动变阻器没有接入电路，正确画法，如图所示。
7．（2020苏州）小明用如图甲所示电路探究电流与电阻的关系，电源电压3V，电阻R有4个阻值（5Ω、10Ω、15Ω、25Ω）供选用，滑动变阻器Rp规格为“10Ω 2A”。
（1）开关闭合前，应将滑动变阻器滑片P移到最 （左/右）端；闭合开关后，小明发现电流表、电压表示数均为0，他将一根导线的一端接电源正极，另一端依次试触a、b、c、d各接线柱，当接触到d时，电压表开始有示数且为3V，电流表示数仍为0，经进一步检查，电流表及各接线处均完好，则电路中所有可确定的故障是 。
（2）排除故障并将问题元件进行同规格更换，此时R的阻值为5Ω．闭合开关，调节滑片P，使电压表示数到达某一数值，此时电流表示数如图乙所示，该示数为 A．接着将R阻值换成10Ω，向 （左/右）端移动滑动变阻器滑片，以保持电压表的示数不变。
（3）将R阻值换成15Ω重复上述操作。三组数据如表所示，由此可得：电压一定时，电流与电阻成 。为提高结论的可靠性，换用阻值为25Ω的电阻继续上述实验，是否可行？ （可行/不可行）
（4）下列图象中，能大致反映本实验中各物理量之间关系的是
【答案】（1）右；滑动变阻器RP（cd间）断路；电阻R断路；（2）0.4；右；（3）反比；不可行；（4）C。
【解析】（1）开关闭合前，应将滑动变阻器滑片P移到阻值最大处的右端；
由题意，闭合开关后，他将一根导线的一端接电源正极，另一端依次试触a、b、c各接线柱，电流表、电压表示数均为0，说明电源正极和c之外的电路有断路；
当接触到d时，电流表示数仍为0，电路可能断路，电压表开始有示数且为3V，说明电压表与电源连通，则可能是与电压表并联的电路断路了，因电流表及各接线处均完好，故原因是R断路，导致电压表串联在电路中，综上，电路中所有可确定的故障是：滑动变阻器RP（cd间）断路；电阻R断路；
（2）排除故障并将问题元件进行同规格更换，此时R的阻值为5Ω．闭合开关，调节滑片P，使电压表示数到达某一数值，此时电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，该示数为0.4A；
根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，以保持电压表的示数不变；
（3）将R阻值换成15Ω重复上述操作，根据表中数据，考虑到误差因素，电流与电阻之积为：
UV＝IR＝0.4A×5Ω＝0.20A×10Ω＝0.13A×15Ω≈2V为一定值，由此可得：电压一定时，电流与电阻成反比；
电阻两端的电压始终保持UV＝2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝3V﹣2V＝1V，定值电阻分得的电压为电压表示数的2倍，根据分压原理，当变阻器的最大电阻10Ω连入电路中时，对应的定值电阻最大值为：
R滑＝2×10Ω＝20Ω＜25Ω，换用阻值为25Ω的电阻继续上述实验不可行。
（4）A、因电压表示数不变，即电流与R之积为一定值，故电流随R的变化关系为反比例函数，A错误；
B、换用不同的电阻时，电压表示数不变，B错误；
C、定值电阻的电压为2V，变阻器的电压为1V，由分压原理，变阻器与R的比值为1：2，故变阻器连入电路的电阻与R的关系为一过原点的直线C，C正确；
D、根据P＝，定值电阻的功率：
PR＝，即电阻的电功率与R之积为一定值，电阻的电功率随R变化关系为反比例函数，D错误。
故选C。
8.（2020广东省）做“探究电流与电阻的关系”实验时，可供选择的器材有：电压为6V 的电源，电流表（0~0.6A），电压表（0~3V），开关，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω 和20Ω的定值电阻各1个，最大阻值分别为10Ω和50Ω的滑动变阻器各1个，导线若干。
(1)如图所示的实验电路中，正确的是______，应选用最大阻值为______Ω的滑动变阻器；
(2)若按图乙所示电路图连接好电路后，闭合开关，可观察到电流表的指针______（选填“向右”“反向”或“几乎不”偏转；
(3)按正确电路图连接电路，闭合开关，电流表和电压表均有示数，但移动滑动变阻器的滑片时，两表的示数均保持不变，经判断是接线有误，错误可能是______；
(4)纠正错误后，依次更换定值电阻，并控制定值电阻两端电压为2.5V进行实验。请将记录实验数据的表格补充完整。
①______V。
实验序号
1
2
3
4
②______
20
15
10
5
③______
【答案】 (1) 甲 50 (2)几乎不 (3)滑动变阻器下面的两个接线柱接入电路 (4)2.5
【解析】(1)探究电流与电阻的关系，电阻、滑动变阻器、电流表串联于电路，电流表测整个电路的电流，电压表测电阻两端的电压；再根据电流表、电压表的接线方法知，实验电路中，正确的是甲。
当接入阻值为20Ω的定值电阻时，其两端的电压不能超过3V，根据串联电路分压的特点可得
则变阻器接入电路的最小阻值为
故选应选用最大阻值为50Ω的滑动变阻器。
(2)由图乙知，电压表串联接入了电路，因电压表的内阻很大，接入电路时，相当于电路断路，故电流表的指针几乎不动。
(3)按正确电路图连接电路，闭合开关，电流表和电压表均有示数，说明电路是通路，两表连接没有问题，但移动滑动变阻器的滑片时，两表的示数均保持不变，说明滑动变阻器以最大值接入了电路，即滑动变阻器下面的两个接线柱接入电路。
(4)探究电流与电阻的关系时，应保持电阻的两端的电压不变，本实验，电阻两端的电压控制在2.5V，故
②由表格数据知，此格内容应为：。
③因探究的是电流与电阻的关系，为了获得电流与电阻的关系，还应记录每次通过定值电阻的电流值，故表格内容为：。
9.（2020贵州黔东南）某学习小组在“探究通电导体中的电流与电阻的关系”实验中，连接了如图甲所示的电路（电源电压保持4.5V不变）。
(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整；（要求：滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中电流变大；导线不得交叉）
(2)连接好电路，闭合开关，发现电压表示数等于电源电压，电流表有示数，移动滑片，电表示数不变，则故障为滑动变阻_________；
(3)探究通电导体中的电流与电阻的关系实验要在电压一定时进行，图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像。由图像可知R两端的电压为________V；当R的电阻由5Ω更换为10Ω时，闭合开关后，为使R两端的电压________ （选填“改变”或“不变”），滑动变阻器的滑片应向____（选填“左”或“右”）端滑动；若实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω，为了保证完成实验，则滑动变阻器的阻值至少是________Ω。
【答案】 (1) (2) 被短路 (3)3 不变 右 12.5
【解析】(1)滑动变阻器的滑片P向左移动，电路中电流变大，即电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联，如下所示
(2)连接好电路，闭合开关，电流表有示数，即电路中有电流通过，则故障类型为短路，电压表示数等于电源电压，只能滑动变阻被短路。
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象，由图象可知R两端的电压为
U=IR=0.6A×5Ω=3V
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即保持电阻两端的电压不变。
根据串联电路电压的规律可知，应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应右端移动，使电压表的示数仍为3V。
电压表控制的电压为3V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压
U滑=4.5V-3V=1.5V
变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为R滑=0.5×25Ω=12.5Ω
故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少为12.5Ω的滑动变阻器。
10.（2020湖北宜昌）小明利用如下图所示实验装置探究“电流与电阻的关系”，相关器材规格已在图中标明｡其中电阻箱是一个可调电阻，可以实现电阻从0Ω到9999Ω整数调节并显示阻值｡
(1)小明认为，要研究电流与电阻的关系，应该改变电阻的大小，再观察电流的变化｡小明的想法里“改变电阻的大小”是指（ ）
A.拨动电阻箱到不同的电阻值 B.调节滑动变阻器
(2)小明未将电压表连入电路，你认为电压表应该并联在____两端｡（填“电阻箱”“滑动变阻器”或“电源”）
(3)下表是小明设计用于记录数据的表格，请在表格第二､三排的最左侧格子里写出要记录的物理量名称｡
实验次数
1
2
3
4
物理量名称____
物理量名称_____
【答案】 (1)A (2)电阻箱 (3) 电阻 电流
【解析】(1)改变电阻的大小指的是拨动电阻箱到不同的电阻值，而调节滑动变阻器是为了保证电阻箱两端的电压不变。
(2)电压表应该并联在电阻箱两端，这样可以显示电阻箱的电压，电阻箱的电阻在变化，通过调节滑动变阻器的电阻，保证电阻箱两端的电压不变。
(3)探究“电流与电阻的关系”，则要保证电压不变，观察变化的电流与变化的电阻关系，所以物理量的名称是电阻与电流。
11.为了探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系，小明设计了图甲所示的电路．电源电压恒为6V，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器．
（1）闭合开关后，移动滑片P，发现两电表示数始终如图乙所示，出现这种情况的原因
是将滑动变阻器接入电路的电阻的大小为0Ω，说明滑动变阻器处于________状态。
（2）改正错误后，小明继续实验，将有关实验数据标记在图丙所示的反映通过定值电阻R1的电流与其两端电压的关系图像上．分析图丙可知，当滑动变阻器电阻全部接入电路中，滑动变阻器两端电压是_______v．
（3）分析图丙数据可以得出的结论是电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。本实验应用到的主要物理方法称为______。
A．等效法。 B．控制变量法。 C．理想实验法。 D．比值定义法。
【答案】（1）短路。（2）5（3）B。
【解析】（1）移动滑动变阻器的滑片，电流表示数不变，电压表示数为电源电压，说明滑动变阻器接入电路的电阻为0.这时可以判断滑动变阻器的接线柱CD接入了电路。滑动变阻器处于短路状态。
（2）通过定值电阻R1的电流与其两端电压的关系图像可知，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中最小电流为0.2A, 定值电阻R1是的两端电压为1V。定值电阻与滑动变阻器串联，所以滑动变阻器两端电压为U2=U-U1=6V-1V=5V
（3）电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；探究三个物理量之间的某两个量的关系时，需要控制一个物理量保持不变，研究另外两个量的关系，这个科学方法称为控制变量法。填B。
12.在探究电流与电压关系的实验中，同学们设计了如下三种电路：
(1)甲同学认为图2电路比图1电路好，理由是：________。乙同学认为图3电路比图2电路更好，理由是图3电路便于多次实验。
(2)乙同学利用图3电路（其中电阻R=5Ω） 完成了本实验，测得数据如下：
实验次数
电压 U（伏）
电流I（安）
电压/电流
1
1
0.2
2
2
0.4
3
4
0.8
分析表格数据，可得出的结论是________。
(3)实验操作过程中，丙同学发现滑动变阻器损坏，但经过思考后利用图2电路最终也完成了多次实验，该同学的做法是________。
【答案】（1）定值电阻能更好地保持电阻不变；（2）当电阻不变时，电流与电压成正比关系；（3）改变电源电压，进行多次实验。
【解析】（1）定值电阻阻值稳定，对于测量电流电压关系有利，所以图2电路好。
（2）观察表格数据分析知道电流与电压成正比。
（3）通过改变电源电压，多次测量，对于得出的结论有说服力。
13.在探究“电流与电阻关系”的实验中，设计的实物电路如图，
（1）用笔画线代替导线，将实物连接完整（要求：①滑片向右移动，电流表示数变大；②连线不允许交又）。
（2）某同学连好最后一根导线发现两表均有示数，造成这一现象的原因可能是：
（3）实验时，首先接入的是5Ω电阻，当滑片移动到某一位置时，电流表示数为0.5A，记下两表读数；接下来换用10Ω电阻继续实验，须向 （选填填“左”或“右”）移动滑片，同时眼睛注视 （选填“电压表”或“电流表”），直到其示数为 时，记下电流表示数。
（4）换用其他电阻进行多次实验，得得到多组数据，通过分析数据，能得到的实验结论是：当电压一定时，通过电阻的电流与电阻成 比。
【答案】（1）见解析；（2）闭合开关前，开关没有断开；（3）左；电压表；2.5V；（4）反。
【解析】（1）滑片向右移动，电流表示数变大，即电阻变小，故P以右电阻丝连入电路中，电压表与R并联，如下所示：
（2）某同学连好最后一根导线发现两表均有示数，造成这一现象原因可能是：闭合开关前，开关没有断开；
（3）接入的是5Ω电阻，当滑片移动到某一位置时，电流表示数为0.5A，根据欧姆定律，电压表示数：
U=IR=0.5A×5Ω=2.5V；
根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右左端移动，同时眼睛注视电压表直到其示数为2.5V时，记下电流表示数；
（4）换用其他电阻进行多次实验，得得到多组数据，通过分析数据，能得到的实验结论是：当电压一定时，通过电阻的电流与电阻成反比。
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