专题35 探究IUR关系（难）2023-2024学年初中物理中考专项复习

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1、探究电流与电压关系
（1）控制不变的量：电阻。怎样控制：采用同一个定值电阻实验。
（2）改变的量：电压。怎样改变：改变电池节数；调节学生电源的旋钮；串联滑动变阻器，调节滑片。
（3）滑动变阻器在实验中的作用：保护电路；改变定值电阻两端的电压。
（4）结论：当导体的电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。
2、探究电流与电阻的关系
（1）控制不变的量：电压。怎样控制：串联滑动变阻器，调节滑片。
（2）改变的量：电阻。怎样改变：更换定值电阻．（不能用滑变阻器来代替定值电阻）
（3）滑动变阻在实验中的作用：保护电路；使定值电阻两端的电压保持不变。
（4）结论：当导体两端的电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
1.绮妍同学为了探究“电流与电压、电阻的关系”，设计了如图甲的实验电路，她在学校实验室找来了如下一些实验器材：电压恒为3V的电源，电流表、电压表各一只，一个开关，阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个，滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样，导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线，将图乙中的实物连接完整。
(2)闭合开关前，应将滑动变阻器滑片滑到最______端(选填“左”或“右”)。
(3)闭合开关，绮妍同学发现电流表无示数，电压表指针有明显偏转，原因可能是______。
(4)故障排除后，绮妍同学先把10Ω的电阻接入电路，移动滑变阻器滑片，使电压表示数为2V，读出电流表示数后，断开开关，她拆下10Ω的电阻，改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验，闭合开关，电压表示数如图12−丙所示，其示数是______V，要完成这次实验，接下来她应将变阻器滑片向______端(选填“左”或“右”)移动，使电压表的示数为______ V。
(5)绮妍同学还把5Ω的电阻接入电路中，来探究“电流与电压的关系”。她通过调节滑动变阻器的滑片P，测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值，并记录在下表中。老师看了表中的实验数据后，却说其中有一次是错误的数据。请你帮她分析一下，出错的是第______次，原因是______。
(6)实验结束后，绮妍同学向老师提出可以用小灯泡来代替定值电阻，进行“电流与电压关系”的实验探究，老师指出这个实验操作是不可行的，原因是______。
2.小明利用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”，电源电压为4.5 V，五个定值电阻的阻值分别是5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω和25 Ω。滑动变阻器的规格为“50 Ω 2 A”。
(1)请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线将图乙的实物电路连接完整(导线不能交叉)。
(2)小明将5 Ω的定值电阻接入电路进行实验，连接完实验电路，检查无误后，闭合开关，电路正常工作。过一段时间后，突然发现一个电表的示数变为零，而另一个电表的示数变大。若此时实验电路中只有一处出现故障，则可能的情况是________。
A. 变阻器短路，电压表示数为零
B. 变阻器开路，电流表示数为零
C. 定值电阻开路，电流表示数为零
(3)排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数达到某一数值，此时电流表的示数如图丙所示，则其读数为________A。
(4)接下来小明打算更换电阻进行实验，下一步应该进行的操作是______________________；然后将5 Ω电阻换成10 Ω继续进行实验，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为________V，记录电流表示数。
(5)小明将剩余的三个电阻分别接入电路，记下每次对应的电流表的示数，根据实验数据画出如图丁所示的图像。分析图像可以得出导体两端电压不变时，________________________。
【拓展】若实验器材中有多组电源可以选择，小明用这五个定值电阻，控制定值电阻两端的电压与上述实验中一样，为了能够顺利完成这五次实验，那么小明应选择电压值不超过________V的电源。
3.小明在实验室选择了符合实验要求的器材探究“通过电阻的电流与电阻两端电压的关系”，并画出了如图所示实验电路图。他的实验步骤如下：
①按照电路图连接电路，滑动变阻器阻值调至最大；
②调节电阻箱的阻值为R，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，用电压表测量R两端的电压U，用电流表测量通过R的电流I，将U、R、I记录在表格中；
③断开开关S，改变电阻箱的阻值，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片到另一位置，读出此时的U、R、I，并记录在表格中；
④仿照步骤③重复4次，将每次的U、R、I记录在表格中。
根据以上叙述，回答下列问题：
(1)小明计划探究的问题中自变量是：______。
(2)根据小明的实验步骤，他实际操作中的自变量是：______。
(3)要实现小明计划探究的目的，步骤③应改为：______。
(4)请帮助小明设计实验的数据表格。
4.小明用如图甲的实验器材探究“电流与电阻的关系”。其中电源为可调节电压的学生电源，滑动变阻器的规格为“10Ω、1A”字样，还配有阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个。
(1)请你用笔画线代替导线，把图甲所示的实验电路补充完整。
(2)小明将5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表有示数而电压表无示数，则电路中的故障可能是______。
(3)排除故障后，小明依次完成实验，记录部分数据如表。
①由1、2、3次实验数据可得出的初步结论是______。
②第4次实验时，小明用15Ω定值电阻代替20Ω后，直接读出电流表示数如图乙所示。由此可知：实验中电源电压为______V。为得到正确数据，小明应将滑动变阻器的滑片调至第3次实验时滑片位置的______侧。
③继续完成第5次实验，小明将图甲滑动变阻器的滑片移至最右端时，依然无法达到实验要求。仔细分析后，小明发现只需将电源电压减小______V即可。
5.实验小组做探究“电流与电阻关系”的实验，提供的器材有：电源(电压3V)、电流表、电压表、电阻箱R(0−999.9Ω)、滑动变阻器R1，开关及导线若干。
(1)请用笔画线代替导线把图甲电路连接完整。

(2)闭合开关，发现电流表、电压表均无示数，将电压表改接在R1两端，发现电压表的示数为3V，由此判断电路的故障是________________。
(3)排除故障后，调节R的阻值，并移动R1的滑片，使电压表的示数为某一值，记录R的阻值和电流表示数继续实验，当R的阻值变大时，R1的滑片应向__________移动，以使_______示数不变，将多次实验测得的数据描绘成图乙所示的I−1R图线。
①在图丙中画出当R的阻值为10Ω时，电流表指针所在位置。
②处理数据描绘的是I−1R图线，而不是I−R图线，这样做的优点是：_________。
(4)实验小组要用已有器材继续测量一个阻值为数百欧的电阻Rx，他们设计了的图丁中A、B两个实验方案，其中能准确测量Rx阻值的是____________。
6.如图甲所示是小明“探究电流与电压、电阻的关系”的实验电路图。选用的实验器材是：电源(3V)、电流表(0～0.6A)、电压表(0～3V)，定值电阻R1=5Ω、R2=10Ω、R3=20Ω，滑动变阻器(40Ω 2A)、开关、导线若干。
(1)探究电流与电压关系：
①探究电流与电压的关系时，要保持______不变，采用的科学方法是______。
②小明在实验中进行多组数据测量的目的是什么？______
③小明选用5Ω和10Ω的两只电阻分别进行实验后，由实验数据画出的图象如图乙所示，其中M图象对应的是哪只电阻？______由M图象得到的实验结论是什么？______
(2)探究电流与电阻的关系：
①小明在实验中，首先确定一个保持不变的电压值U，当AB间的电阻R由5Ω换成10Ω时，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向______(选填“a”或“b”)移动，才能使电压表示数变为U。
②当AB间换接20Ω的电阻时，小明无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数都无法达到U.请你告诉他，为完成实验，U的取值范围是______。
7.在“测量小灯泡额定功率”的实验中，实验器材有：两节新干电池、电流表、电压表、额定电压为2.5V的小灯泡，滑动变阻器、开关，导线若干，实物电路如图甲所示。

(1)如图甲中有一根导线连接错误，请在导线上画“×”并在图上改正(导线不能交叉)。
(2)改正错误后进行实验，当小灯泡两端电压达到2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡L1的额定功率为______ W。
(3)完成上面实验后，小明又设计了如图丙所示的电路，测出了额定电流为I额小灯泡L2的额定功率。实验方案如下：(电源电压不变，滑动变阻器R1的最大阻值为R1，滑动变阻器R2的最大阻值为R2)
①只闭合开关S和S2，移动R1滑片，使电流表示数为I额。
②只闭合开关S和S1，保持R1滑片位置不动，移动R2滑片，使电流表的示数为I额。保持滑动变阻器R2的滑片位置不动，将另一个滑动变阻器滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将此滑动变阻器的滑片移到最右端，电流表的示数为I2，则小灯泡额定功率的表达式P额= ______ 。(用I额、I1、I2、R1、R2中的字母表示)
(4)如图丁所示，是探究“电流与电阻的关系”时设计的电路图。R1、R2、R3三个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω，电源电压为4.5V恒定不变，S1为单刀三掷开关。
①闭合开关S，S1接1时，此时电流表示数如图戊所示为______ A。当开关S1接2时，需要将滑动变阻器的滑片P
向______ (填“左”或“右“)移动，直到电压表的示数为______ V时，再记录电流表的示数。
②实验时，如果选择了一个标有“30Ω 0.5A”字样的滑动变阻器。那他在设计实验时。在保证电路安全的前提下，定值电阻两端的电压取值范围为______ V到______ V。
8.在探究“通过导体的电流跟电阻的关系”实验中，已经备有的实验器材有：学生电源、已调零的电流表和电压表、滑动变阻器、定值电阻若干、开关和导线若干。小刚利用上述部分器材按照电路图连接成了如图所示的电路。闭合开关S前，同组的小兰指出电路连接有错误：
(1)小兰只改接了电路中的一根导线，电路便连接正确了；请你在图中画出她的改法。(在错接的导线上画×，只修改这根错接的导线，然后画出正确的接线)______
(2)连接无误后，闭合开关，发现移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数，接近电源电压，但电流表无示数，则故障原因可能是______(选填选项字母)。
A.滑动变阻器断路B.定值电阻R断路
C.定值电阻R短路D.滑动变阻器短路
(3)以下是他们的部分实验步骤，请你帮他们补充完整：
①闭合开关S，并移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为U，读取电流表示数I，并将相关数据记录在表格中；
②断开开关S，______，闭合开关S，______，将相关数据记录在表格中；
③仿照步骤②再做四次实验，将相应的数据记录在表格中。
(4)请你画出实验数据记录表格。______
9.在探究“通过导体的电流I跟导体两端电压U的关系”实验中，已经准备好的实验器材有：学生电源、已调零的电流表和电压表、滑动变阻器、定值电阻若干、开关和导线若干。图1是部分连接的实验电路。
(1)在图1中补画两根导线，完成实验电路的连接，图中学生电源的电压被调整为3V ______ ；
(2)在答题纸上画出正确的实验电路图______ ；
(3)在闭合开关S前，应使滑动变阻器的滑片P置于_________ 端；(选填“A”或“B”)
(4)试触时，如果电流表的指针偏向零刻度线左侧，如图2所示，这是因为_________ ；
(5)请你将以下实验步骤补充完整：(电路连接的错误已经改正)
①断开开关S，按照电路图连接电路，将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处，检查无误后，试触；
②闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，用调好的电压表测出R两端的电压U，用调好的电流表测出通过R的电流I，将U和I的数据记录在表格中；
③ ________ ，将_______ 记录在表格中；
④仿照步骤②进行5次实验，将相应的数据记录在表格中；
(6)小兰的实验数据记录表格如下，可以得到结论：通过导体的电流I跟导体两端电压U成_________ 比；
(7)请你根据第(6)题表格中的数据，在图3的坐标纸上描点“·”，并绘制出本次实验中电流随电压变化的图线_____ 。
10.在探究“电流与电阻的关系”的实验中，小明设计了如图所示的电路。已知电源电压为3V，且保持不变，滑动变阻器R标有“20Ω 0.5A”字样，所给的定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。
(1)连接电路的过程中，开关应处于______ 状态。滑动变阻器除保护电路外，本实验中的作用是______ 。
(2)连接好电路后，闭合开关，发现电流表几乎无示数，电压表示数接近电源电压，则电路的故障可能为______ 。
(3)实验中，将5Ω的定值电阻换为10Ω的定值电阻后，应将滑动变阻器的滑片向______ (填“A”或“B”)端移动，使电压表示数不变。
(4)为了使所给的4个定值电阻都进行实验，定值电阻两端的电压应控制在______ V和______ V之间。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
实验序号
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
10
20
15
25
电流I/A
0.4
0.2
0.1
U/V
0.5
1
1.5
2
2.5
2.8
3
I/A
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.28
0.3