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人教版九年级物理全一册同步考点专题训练17.1电流与电压和电阻的关系(原卷版+解析)
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这是一份人教版九年级物理全一册同步考点专题训练17.1电流与电压和电阻的关系(原卷版+解析)，共52页。试卷主要包含了探究电流与电压关系等内容，欢迎下载使用。
典例分析＋变式训练
考点1 电流与电压的关系
1、由于电压是形成电流的原因，说明电流的大小与导体两端的 电压 有关；由于导体的电阻对电流有阻碍作用，所以，电流的大小与导体 电阻有关。
2、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电路图：
⑤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。
【典例1】（2022•武汉模拟）在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，某同学连接的电路如图所示，电源电压保持3V不变。闭合开关，调节滑动变阻器，得到的实验数据如下表。下列说法正确的是（ ）
A．多次实验的目的是减小误差
B．第4次实验数据是错误的
C．选用的滑动变阻器的规格可能是“20Ω 2A”
D．该实验得出的结论是：电阻一定时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比
【典例2】（2021秋•静安区校级期中）经历了“探究导体中电流与电压的关系”的实验，你认为下列说法中正确的是（ ）
A．可得出初步结论：某导体两端的电压与通过导体的电流成正比
B．导体中的电流与该导体两端的电压及导体种类无关
C．在设计实验数据记录表时，项目栏应有电阻一项
D．该实验需要更换不同导体种类进行多次实验
【典例3】（2022•新都区模拟）如图甲所示是探究“电流与电压关系”的实验电路图，电源电压恒定不变，移动滑动变阻器滑片，测出多组数据，在图乙中画出了R1的电流与电压关系的I﹣U图像，由图可得到的实验结论是
。小组又利用该电路来探究“电流与电阻的关系”，根据实验数据在丙图中作出电流与电阻关系的I﹣R图像，则实验中定值电阻两端保持不变的电压是 V。
【典例4】（2022•南京一模）在“探究电流与电压的关系”的实验中，实验电路如图所示，三个小组的同学分别用5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻进行探究。
（1）图中有一根线连接错误，请在这根线上打“×”，并在图中改正。
（2）闭合开关前，滑片P应位于 （选填“A”或“B”）端。
（3）改正电路后，三组同学正确操作得到以下数据：
（4）A组同学根据自己的数据，可得出结论 。
（5）某同学发现，综合分析 三列数据，可分析得出“电流与电阻的关系”。
【变式训练1】（2021秋•鼓楼区期末）在探究“导体中的电流与电压关系”的实验中，得到了甲、乙两个元件电流与电压的数据，通过整理绘制出了如图所示的图像，据图像分析，下列判断正确的是（ ）
A．甲、乙两元件中的电流与电压都成正比
B．乙元件是一个定值电阻且阻值大小为10Ω
C．若将甲、乙两元件串联起来接到电路中，当通过甲元件的电流为0.2A时，甲、乙两元件总电压是2.5V
D．若甲、乙元件并联后，接到2V的电压下，甲、乙电阻之比为1：2
【变式训练2】（2021秋•江油市期末）同学在探究通过导体的电流与其电压的关系时，将记录的数据作出了如图所示的图像，根据图像，下列说法正确的是（ ）
A．导体甲、乙的电阻都随两端电压的增大而增大
B．导体甲的电阻大于乙的电阻
C．将导体甲与乙串联后接入电路，甲的电压大
D．将导体甲与乙并联后接入电路，甲的电流大
【变式训练3】（2021秋•岚皋县期末）如图，这是在“探究电流与电压的关系”实验中，根据实验数据绘制的I﹣U图像，由此可知，实验中所用定值电阻的阻值为 Ω，在电阻一定时，电流与电压成 。
【变式训练4】（2022•龙沙区一模）小佳和小宁两位同学在“探究电流与电压的关系”的实验中，电源使用两节新干电池，滑动变阻器的规格是“20Ω 1A”。
（1）如图甲所示是小佳画出的电路图，小宁进行实物连接如图乙所示，请你在虚线框内把电路图补画完整（要求所补画的元件与实物电路对应）。
（2）小宁刚接上最后一根导线，就发现电流表立即有示数，其操作不当之： 。
（3）确认电路无误后，闭合开关进行实验，第4次实验时电流表示数为0.5A，电压表示数如图丙所示，记为 V；他们记录的数据如表所示，老师指出其中一组数据有拼凑的嫌疑，你认为是第 组（填写实验序号），理由是 。
（4）排除有拼凑嫌疑的数据后，分析数据可以得到的结论是：在 不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
（5）小佳利用实验数据计算出定值电阻R的阻值为 Ω。
（6）以下实验与“探究电流与电压的关系”进行多次测量目的相同的是 。
A.探究重力与质量的关系 B.测量定值电阻的阻值 C.用刻度尺测物体的长度
考点2 电流与电阻的关系
1、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。
【典例5】（2022春•江阴市期中）在探究“导体电流与电阻关系”时，选择了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个电阻进行实验，实验电路图如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最左端
B．用10Ω电阻实验，读数时的滑片位置比5Ω电阻读数时更靠左
C．实验过程中移动滑片的作用是控制电阻两端的电压一定
D．实验获得多组数据是为了减小实验误差
【典例6】（2021秋•鹿邑县期末）如图所示，在探究“通过导体的电流与电阻之间的关系”的实验中，当我们将电阻由5Ω换成10Ω后，接下来的操作正确的是（ ）
A．保持滑动变阻器滑片不动
B．将电池个数增加
C．移动滑动变阻器滑片，保持电压表示数不变
D．移动滑动变阻器滑片，保持电流表示数不变
【典例7】（2021秋•正定县期末）探究“电流与电阻的关系”。器材有：滑动变阻器、开关、电源（电压恒为6V）各一个，电流表、电压表各一块，三个定值电阻（10Ω、15Ω、20Ω），导线若干。
（1）图1是小明连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。
（2）电路连接正确后，闭合开关前，滑片应置于 端（选填“A”或“B”）。
（3）闭合开关后，移到滑片，使与电阻（20Ω）并联的电压表示数为4V，读出电流表示数，再分别改接15Ω、10Ω的电阻，重复上述实验，收集的实验数据如表1所示。老师告诉小明有一组数据误差较大，便找来一个5Ω的电阻让他再测一组数据。当他把5Ω的电阻接入电路时，要使电压表示数仍为4V，实验不能继续进行，其原因是 。改变连接后，当电压表示数仍为4V时，电流表示数为 A（如图2所示）。
综合分析数据可得：电压一定时， 。
表1
表2
【拓展】小明又利用上述实验器材探究“电流与电压的关系”，将滑片从一端移到另一端的过程中，收集的实验数据填入了表2中。
（1）分析表2中数据可得：电阻一定时， 。
（2）分析可知，小明使用的变阻器的最大阻值为 Ω。
【典例8】（2022•西安二模）在探究“通过导体的电流与电阻的关系”的实验中。
（1）小明连接的部分实验电路如图﹣1所示，请用笔画线代替导线将图﹣1中的实验电路连接完整，要求滑片向左移动时电流表示数增大。
（2）连接电路过程中，开关必须 。
（3）检查电路并将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处，闭合开关，发现电流表无示数，电压表有示数，则电路故障可能是定值电阻 （选填“短路”或“断路”）。
（4）排除故障后闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为1.5V，此时电流表示数如图﹣2所示，则此时电路中的电流为 A，接着小明将原电路中的定值电阻换成阻值为15Ω的定值电阻，闭合开关后发现电压表示数如图﹣3所示，接下来他应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）移动，当观察到电压表示数为 V时，再次记录电流表示数，此时电流表示数为0.1A。
（5）小明分析两次实验得到的数据，得出初步结论：在其他条件一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 。
【变式训练1】（2021秋•南昌县期末）在探究“导体电流与电阻关系”时，选择了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个电阻进行实验，实验电路图如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最左端
B．将5Ω的电阻换成10Ω，应将滑片向左移
C．实验过程中移动滑片的作用是控制电阻两端的电压一定
D．实验获得多组数据是为了减小实验误差
【变式训练2】（2021•惠山区模拟）一位同学用如下图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。电源电压不变，下表是实验数据，若第四次实验时将定值电阻的阻值由40Ω调为50Ω后就直接读出电流表的示数，这个示数可能是（ ）
A．0.15B．0.10C．0.12D．0.13
【变式训练3】（2022春•江阴市期中）如图所示，在探究通过导体的电流与电阻的关系实验中，有以下器材：电源电压为6V、滑动变阻器（30Ω 1A）、电流表（0～0.6A量程）、电压表、三个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω）、开关和导线若干。要完成实验，控制定值电阻两端电压的范围 V≤U≤ V；若控制定值电阻两端电压值为1.5V，完成实验需更换最大阻值为 Ω的滑动变阻器。
【变式训练4】（2021秋•成都期末）如图所示，这是“探究通过导体的电流与电阻关系”的实验电路和依据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像，实验中控制定值电阻R两端的电压为 V。由实验数据可知：当电压一定时，电流与电阻成 。
【变式训练5】（2022•崂山区一模）探究电流与电阻的关系：
用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”，电源电压为6V，滑动变阻器规格为“20Ω，1A”，有5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻各一个。
（1）请你将实验电路连接完整。连接电路时，开关应 。
（2）将5Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片P发现电压表有示数，电流表始终无示数，其原因可能是定值电阻 （选填“断路”或“短路”）；
（3）排除故障后，使电压表示数为U1，电流表示数如图乙，此时电流为 A，电压表示数为 V。
（4）将5Ω的电阻分别换成10Ω、15Ω的电阻，继续实验。发现当定值电阻为15Ω时，无法完成实验。为了让15Ω的电阻也能完成实验，请你提出一个可行的实验方案：
。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2021秋•勃利县期末）如图是研究电流与电压、电阻关系的电路图，实验分“保持电阻不变”和“保持电压不变”两步进行。在“保持电压不变”这一步实验时应（ ）
A．保持R2滑片的位置不动
B．保持R1不变
C．更换R1，并调节R2滑片到适当位置，保持电压表示数不变
D．保持电路中电流不变
2．（2022•罗湖区校级开学）如图是运用控制变量法探究电流、电压与电阻三个物理量变化关系的实验电路图。在实验中有一步骤如下：几次改变电阻箱阻值R．那么这一过程是为了探究以下关系中的（ ）
A．保持电阻不变，探究电流与电压的关系
B．保持电压不变，探究电流与电阻的关系
C．保持电流不变，探究电压与电阻的关系
D．以上说法都不正确
3．（2021秋•滕州市期末）在“探究电流跟电压、电阻关系”的实验中，同学们绘制的四条图线如图，正确的是（ ）
A． B． C． D．
4．（2022•硚口区模拟）如图所示，电源电压不变，在探究电流与电阻的关系实验中，第一次实验中电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器滑片位于中点。第二次实验中用阻值为5Ω的电阻替换R1，正确操作后，关于滑片位置的说法正确的是（ ）
A．滑片位置和第一次实验相同 B．滑片位置较第一次实验偏左
C．滑片位置较第一次实验偏右 D．滑片位置可以在任意位置
5．（2021秋•武侯区期末）小红用如图所示的电路图，探究通过导体的电流与导体电阻关系（电源电压恒定），移动滑动变阻器滑片时，应特别观察的是（ ）
A．变阻器滑片B．定值电阻RC．电流表示数D．电压表示数
6．（2021秋•吴江区期末）如图1所示，是同学在探究“电流与电阻关系”实验中设计的电路图、以及绘制的图像（图2），对此提出了以下的见解，其中说法不正确的是（ ）
A．该实验中滑动变阻器的作用：保护了电路和控制定值电阻的电压不变
B．实验中滑动变阻器最大阻值过小可能会导致部分电阻的电压达不到预设电压值
C．由图2图像中的阴影部分面积对应的物理量是电压
D．用10Ω的电阻代替5Ω电阻实验时，为达到实验目的应调节滑片向右移动
7．（2022•剑阁县模拟）某同学利用如图所示的电路“探究电流与电压、电阻的关系”，下列有关说法错误的是（ ）
A．实验开始时，滑动变阻器的滑片处于最大值端，作用是使电路中的电流最小，可以保护电路
B．探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时，可调节滑片P，使电压表的示数产生变化
C．在探究通过导体的电流与导体电阻的关系时，当将R由10Ω换成20Ω时，应将滑片向左移动，使电压表示数不变
D．实验中，多次测量是为了减小实验误差
8．（2022•揭阳一模）某同学利用如图甲所示的电路进行实验，电源电压恒为3V，更换5个定值电阻Rx得到如图乙所示的图象。以下有关叙述正确的是（ ）
A．该同学研究的是电流和电压的关系 B．实验中电压表的示数保持2V不变
C．将R从10Ω换成15Ω后，应将滑片P向左移 D．滑动变阻器阻值变化范围为1～5Ω
二、填空题。
9．（2022•镇海区一模）用如图所示的电路图研究“电流与电阻的关系”。电流表量程为“0—0.6A”，电压表量程为“0—3V”，滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”，电源电压3伏恒定不变。在AB间分别接入阻值不同的电阻R，移动滑动变阻器的滑片，读出电流表示数并记录。
（1）分析表中数据，可得出的实验结论是 ；
（2）为了使实验结论更可靠，应该 ，再多测几组数据，AB间允许接入电阻R的取值范围是 欧。
10．（2021秋•涡阳县期末）小宇探究电流与电阻关系时，设计了如图甲所示电路图，图乙是根据测量数据绘制的图像。
由测量数据可知：当他把10Ω定值电阻换成15Ω时，滑动变阻器的滑片P应向 （选填“左”或“右”）移动，使电压表示数保持不变。
11．（2021秋•和平区期末）小虎在探究通过导体的电流与电阻的关系时，根据实验的数据绘出了如图所示的图象，根据图象可知：小虎控制导体两端的电压为 V；电压一定时，导体中的电流与电阻成 。
12．（2021秋•张店区期末）在“探究电流与电压的关系”实验中，小明和小美经过讨论，将实验方案由甲图改为乙图，这样改进的好处是 ；实验结束，根据图像丙，他们得出的实验结论是 。
13．（2021秋•锦江区校级期中）如图甲所示是小燃“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（30Ω 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 的研究方法。
②闭合开关前，应将滑动变阻器滑片P移至阻值最大端，保护电路。实验中滑动变阻器的另一个作用是 （填写字母代号）
A.改变定值电阻两端的电压 B.保证定值电阻两端的电压不变
③小燃选用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图象对应的阻值为 Ω的电阻。
（2）探究电流与电阻的关系：
①小燃在实验中，首先确定一个保持不变的电压值U＝1V，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 移动（选填“a”或“b”），使电压表示数等于1V。
②当AB间换按20Ω的电阻时，小燃无论怎样移动滑动变阻器的滑片都无法使电压表示数达到1V，你认为的原因可能是 。
A.滑动变阻器的最大值太大 B.滑动变阻器的最大值太小
14．（2022•蜀山区校级一模）某小组同学用图甲的电路图探究欧姆定律，实验中他们所用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，电源电压为6V。
（1）在探究“导体中的电流跟导体电阻的关系”时，把定值电阻由5Ω换成10Ω，闭合开关后，电压表如图乙所示，下一步的操作是将变阻器的滑片P向 （选填“左”或“右”）移动，目的是 。
（2）根据多次测量数据描绘出电流随电阻变化的曲线如图丙所示，由图象可得出的结论是： 。
（3）若实验中所选电阻都参与了实验才得到丙图，则实验中的滑动变阻器的规格应选择 。
A.“25Ω 2A” B.“50Ω 2A”
三、作图题。
15．（2021•临邑县校级模拟）在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系实验中，
（1）根据实验要求，在如图所示的虚线框内画出实验所需的电路图（其中部分电路已画出）；
（2）根据所画的电路图，用笔画线代替导线将实物图连接起来，使之成为符合实验要求的电路。要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时滑动变阻器的阻值变小（其中部分导线已连好）
16．（2020秋•柘城县期末）在“探究通过定值电阻的电流与电压的关系”实验中：
（1）如图所示，用笔画线代替导线，将实验电路连接完整（要求滑片左移时，滑动变阻器接入电路的阻值变小）；
（2）在虚线框中画出实验电路图。
四、实验探究题。
17．（2022•长兴县模拟）小明用图甲所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”，电源电压15V保持不变，滑动变阻器的规格是“50Ω，2A”，阻值为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的定值电阻各1个，电流表量程0～0.6A、0～3A，电压表量程0～3V、0～15V。
（1）根据图甲，将图乙所示的实物图连接完整。
（2）小明将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片，记录对应的几组电表示数，此过程小明探究的问题是 ；
（3）为了探究电流与电阻的关系，同学们继续实验，上表为某同学提交的实验数据。
①该同学用10Ω的电阻换成20Ω的电阻时，应该将滑动变阻器的滑片向 端移动（选填“a”或“b”）。
②老师指出有一组数据不符合实际，不符合实际的实验次序是 ，理由是
。
18．（2022•沈河区校级模拟）在探究“电流与电压的关系”的实验中：
准备的器材有：滑动变阻器（30Ω 2A）、开关、电源（电压恒为6V）各一个，电流表、电压表各一个，一个5Ω的定值电阻，导线若干。
（1）如图甲是小明连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并用笔画出正确的连线；
（2）实验中调节滑动变阻器滑片P，测出通过定值电阻R的不同电压和对应的电流如表所示。老师看后说其中一次实验数据不存在，有凑数的嫌疑，请分析出凑数的实验次数是第 次；
（3）排除错误数据后，小明根据表格中其它数据可得结论：导体电阻一定，通过导体的电流与它两端电压成 ；
（4）完成上述实验之后，小明想测量一个小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定电压为U额。他又找来一个阻值为R0的定值电阻，设计了电路图如图乙所示。
①只闭合开关S和S2，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为 ，此时小灯泡正常发光；
②只闭合开关S和S1，保持滑动变阻器滑片的位置不动，记下电流表的示数I；
③小灯泡额定功率的表达式是P额＝ 。（用已知量和所测物理量符号表示）
19．（2022•安徽模拟）徽徽用图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”，电源电压恒为4.5V，滑动变阻器上标有“30Ω 2A”字样，阻值为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻各一个。
（1）连接电路之前，徽徽检查了电表，并对电表进行调零，将滑动变阻器的滑片应该位于B端，徽徽将5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，移动滑片，发现电流表有示数而电压表无示数，他及时纠正了电路中的故障，记录下此时的电流表示数。
（2）更换20Ω电阻，重复刚才的实验步骤；当徽徽换上30Ω的电阻时，发现无论怎样调节滑动变阻器，都无法使电压表示数为刚才的数值，原因可能是控制电压表的示数的太
（选填“大”或“小”）。
（3）徽徽又将定值电阻替换为灯泡，测出在不同电压下灯泡的电流值，将记录下来的数据描绘成U﹣I图像（如下），实验中发现灯泡电阻随温度升高而增大，则正确的图像为 。
（4）隔壁组的安安同学拿来一个阻值为几千欧的电阻Rx，想让徽徽帮忙测量。用刚才的器材和图甲的电路图 （选填“能”或“不能”）完成测量。查阅资料，他们发现电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻，找实验室老师要了一个2000Ω的定值电阻R0，设计了图丙的电路图，电源电压恒为4.5V。当S1闭合，S2接1时，电压表示数为3V；当S1闭合，S2接2时，电压表示数为2.5V，则Rx＝ Ω。
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
0.28
0.30
0.38
0.45
A组
B组
C组
R1
5Ω
R2
10Ω
R3
15Ω
U/V
0.8
1.5
1.8
2.0
U/V
1.6
1.8
2.2
2.6
U/V
1.5
1.8
2.1
2.4
I/A
0.16
0.30
0.36
0.40
I/A
0.16
0.18
0.22
0.26
I/A
0.10
0.12
0.14
0.16
列数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
实验序号
①
②
③
④
电压/V
0.5
1.2
1.8
电流/A
0.10
0.24
0.34
0.5
电压U/V
4
电阻R/Ω
20
15
10
电流I/A
0.20
0.28
0.40
电阻R/Ω
10
电压U/V
2
3
4
5
6
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
R/Ω
10
20
30
40
50
I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
实验组次
1
2
3
电阻R/欧
5
10
20
电流I/安
0.4
0.2
0.1
实验次序
R/Ω
I/A
1
10
0.59
2
20
0.30
3
30
0.20
4
40
0.15
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
17.1 电流与电压和电阻的关系（解析版）
考点直击
典例分析＋变式训练
考点1 电流与电压的关系
1、由于电压是形成电流的原因，说明电流的大小与导体两端的 电压 有关；由于导体的电阻对电流有阻碍作用，所以，电流的大小与导体 电阻有关。
2、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电路图：
⑤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。
【典例1】（2022•武汉模拟）在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，某同学连接的电路如图所示，电源电压保持3V不变。闭合开关，调节滑动变阻器，得到的实验数据如下表。下列说法正确的是（ ）
A．多次实验的目的是减小误差
B．第4次实验数据是错误的
C．选用的滑动变阻器的规格可能是“20Ω 2A”
D．该实验得出的结论是：电阻一定时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比
【答案】C。
【解答】解：A、在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，为得出普遍性的规律要多次测量，故A错误；
B、在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，需控制电阻不变，由R＝可知，当U1＝0.6V，I1＝0.15A时，R1＝＝＝4Ω；当U4＝1.5V，I1＝0.38A时，R4＝＝≈3.9Ω，在误差允许的范围内，第4次实验数据是正确的，故B错误；
C、由表中第1组数据，根据串联电路电压规律和欧姆定律，变阻器连入电路中的电阻：
R滑＝＝＝16Ω＜20Ω．故选用的滑动变阻器的规格可能是“20Ω 2A”，故C正确；
D、由图像可知，电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比，而电压由电源提供，与电流无关，不能说电压与电流成正比，故D错误。
故选：C。
【典例2】（2021秋•静安区校级期中）经历了“探究导体中电流与电压的关系”的实验，你认为下列说法中正确的是（ ）
A．可得出初步结论：某导体两端的电压与通过导体的电流成正比
B．导体中的电流与该导体两端的电压及导体种类无关
C．在设计实验数据记录表时，项目栏应有电阻一项
D．该实验需要更换不同导体种类进行多次实验
【答案】D。
【解答】解：AB、“探究导体中电流与电压的关系”的实验可得结论：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，故AB错误；
CD、“探究导体中电流与电压的关系”实验时，我们把不同规格的导体放在电路中进行多次测量，并记录每次的电流和电压，通过数据分析得到电流与电压的关系，所以记录表的项目栏中有导体、电压和电流，没有电阻，故C错误，D正确。
故选：D。
【典例3】（2022•新都区模拟）如图甲所示是探究“电流与电压关系”的实验电路图，电源电压恒定不变，移动滑动变阻器滑片，测出多组数据，在图乙中画出了R1的电流与电压关系的I﹣U图像，由图可得到的实验结论是 导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 。小组又利用该电路来探究“电流与电阻的关系”，根据实验数据在丙图中作出电流与电阻关系的I﹣R图像，则实验中定值电阻两端保持不变的电压是 2.5 V。
【答案】导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；2.5。
【解答】解：（1）由图乙可知，绘制出电阻R1的I﹣U图像为过原点的直线，据此可得结论：导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（2）根据绘制的电流随电阻变化的图像，定值电阻两端的电压为：
UV＝IR＝0.5A×5Ω＝……＝0.1A×25Ω＝2.5V，即定值电阻两端的电压始终保持2.5V。
故答案为：导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；2.5。
【典例4】（2022•南京一模）在“探究电流与电压的关系”的实验中，实验电路如图所示，三个小组的同学分别用5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻进行探究。
（1）图中有一根线连接错误，请在这根线上打“×”，并在图中改正。
（2）闭合开关前，滑片P应位于 B （选填“A”或“B”）端。
（3）改正电路后，三组同学正确操作得到以下数据：
（4）A组同学根据自己的数据，可得出结论 电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 。
（5）某同学发现，综合分析 3、6、10 三列数据，可分析得出“电流与电阻的关系”。
【答案】（1）如上图所示；（2）B；（4）电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（5）3、6、10。
【解答】解：（1）原电路图中，电压表串联在电路中，变阻器与电阻并联是错误的，滑动变阻器需串联在电路中，电压表需并联在电阻两端，如下图所示：
；
（2）为了保护电路，闭合开关前，滑片P应位于阻值最大处，即B端；
（4）由A组数据可知，R＝＝＝……＝＝5Ω，故可得结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（5）探究电流与电阻的关系时，应控制电阻两端的电压不变，分析三组数据可知，3、6、10三列数据电阻两端的电压相同，故综合分析3、6、10三列数据，可分析得出“电流与电阻的关系”。
故答案为：（1）如上图所示；（2）B；（4）电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（5）3、6、10。
【变式训练1】（2021秋•鼓楼区期末）在探究“导体中的电流与电压关系”的实验中，得到了甲、乙两个元件电流与电压的数据，通过整理绘制出了如图所示的图像，据图像分析，下列判断正确的是（ ）
A．甲、乙两元件中的电流与电压都成正比
B．乙元件是一个定值电阻且阻值大小为10Ω
C．若将甲、乙两元件串联起来接到电路中，当通过甲元件的电流为0.2A时，甲、乙两元件总电压是2.5V
D．若甲、乙元件并联后，接到2V的电压下，甲、乙电阻之比为1：2
【答案】D。
【解答】解：AB、由图像可知，乙元件中电流与两端电压图像不是过原点直线，说明乙元件的电流与电压不成正比，即乙元件不是定值电阻，故AB错误；
C、若将甲、乙两元件串联起来接到电路中，当通过甲元件的电流为0.2A时，由串联电路中各处的电流相等可知通过两元件的电流均为0.2A，
由图像可知，两元件两端的电压U甲＝1V、U乙＝2V，根据串联电路中总电压等于各分电压之和可知，甲、乙两元件总电压U＝U甲+U乙＝1V+2V＝3V，故C错误；
D．若甲、乙元件并联后，接到2V的电路中，根据并联电路中各支路两端的电压相等可知，两元件两端的电压均为2V，
由图像可知，通过两元件的电流分别为I甲＝0.4A，I乙＝0.2A，根据欧姆定律可知甲、乙电阻之比：＝＝＝＝，故D正确。
故选：D。
【变式训练2】（2021秋•江油市期末）同学在探究通过导体的电流与其电压的关系时，将记录的数据作出了如图所示的图像，根据图像，下列说法正确的是（ ）
A．导体甲、乙的电阻都随两端电压的增大而增大
B．导体甲的电阻大于乙的电阻
C．将导体甲与乙串联后接入电路，甲的电压大
D．将导体甲与乙并联后接入电路，甲的电流大
【答案】D。
【解答】解：A、由图象可知，通过甲、乙两电阻的电流与各自两端的电压成正比例函数，即通过导体甲、乙的电流与两端的电压成正比，由欧姆定律可知它们的电阻都是定值，故A错误；
B、由图象，当通过甲、乙的电流都0.2A时，乙两端电压大于甲，由欧姆定律可知乙的电阻大于甲，故B错误；
C、将导体甲与乙串联后接入电路，串联电路各处电流相等，由U＝IR可知电阻大，其两端的电压就大，所以乙的电压大，故C错误；
D、将导体甲与乙并联后接入电路，并联电路各支路两端电压相等，由I＝可知电阻小，通过电阻的电流就大，所以甲的电流大，故D正确。
故选：D。
【变式训练3】（2021秋•岚皋县期末）如图，这是在“探究电流与电压的关系”实验中，根据实验数据绘制的I﹣U图像，由此可知，实验中所用定值电阻的阻值为 5 Ω，在电阻一定时，电流与电压成 正比 。
【答案】5；正比。
【解答】解：由图象知，当R两端电压为2V时，通过的电流为0.4A，
根据I＝可得定值电阻R的阻值为：R＝＝＝5Ω；
由图可知，绘制出电阻R的I﹣U图象为过原点的直线，据此可得结论：电阻一定时，电流与电压成正比。
故答案为：5；正比。
【变式训练4】（2022•龙沙区一模）小佳和小宁两位同学在“探究电流与电压的关系”的实验中，电源使用两节新干电池，滑动变阻器的规格是“20Ω 1A”。
（1）如图甲所示是小佳画出的电路图，小宁进行实物连接如图乙所示，请你在虚线框内把电路图补画完整（要求所补画的元件与实物电路对应）。
（2）小宁刚接上最后一根导线，就发现电流表立即有示数，其操作不当之： 连接电路时开关没有断开 。
（3）确认电路无误后，闭合开关进行实验，第4次实验时电流表示数为0.5A，电压表示数如图丙所示，记为 2.5 V；他们记录的数据如表所示，老师指出其中一组数据有拼凑的嫌疑，你认为是第 ① 组（填写实验序号），理由是 电路的最小电流为0.12A 。
（4）排除有拼凑嫌疑的数据后，分析数据可以得到的结论是：在 电阻 不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成 正 比。
（5）小佳利用实验数据计算出定值电阻R的阻值为 5.1 Ω。
（6）以下实验与“探究电流与电压的关系”进行多次测量目的相同的是 A 。
A.探究重力与质量的关系
B.测量定值电阻的阻值
C.用刻度尺测物体的长度
【答案】（1）如上图所示；（2）连接电路时开关没有断开；（3）2.5；①；电路的最小电流为0.12A；（4）电阻；正；（5）5.1；（6）A。
【解答】解：（1）根据乙图可知，变阻器右下接线柱连入电路中，据此将变阻器串联接入电路中，如下图所示：
；
（2）小宁刚接上最后一根导线，就发现电流表有示数，其操作不当之处：连接电路时开关没有断开；
（3）确认电路无误后，闭合开关进行实验，第4次实验时电流表示数为0.5A，电压表示数如图丙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，记为2.5V；
根据表中数据，由R＝可知，第②次实验的电阻：
R2＝＝＝5.0Ω，
电源电压为3V，变阻器的最大电阻为20Ω，根据串联电阻的规律和欧姆定律，电路的最小电流：
I小＝＝＝0.12A＞0.1A，
故第①组数据有拼凑的嫌疑，理由是电路的最小电流为0.12A；
（4）排除有拼凑嫌疑的数据后，分析数据，考虑到误差因素，电压增大为原来的几倍，通过的电流也增大为原来的几倍，即得到的结论是：在电阻不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（5）根据R＝，③实验的电阻：R3＝5.3Ω，④实验的电阻：R4＝5.0Ω；
为减小误差，取平均值作为测量结果：
R＝＝＝5.1Ω；
（6）“探究电流与电压的关系”进行多次测量的目的是得出普遍性的规律：
A.探究重力与质量的关系，进行多次测量的目的是得出普遍性的规律；
B.测量定值电阻的阻值，进行多次测量的目的是取平均值减小误差：
C.刻度尺测物体的长度，进行多次测量的目的是取平均值减小误差；
故选A。
故答案为：（1）如上图所示；（2）连接电路时开关没有断开；（3）2.5；①；电路的最小电流为0.12A；（4）电阻；正；（5）5.1；（6）A。
考点2 电流与电阻的关系
1、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。
【典例5】（2022春•江阴市期中）在探究“导体电流与电阻关系”时，选择了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个电阻进行实验，实验电路图如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最左端
B．用10Ω电阻实验，读数时的滑片位置比5Ω电阻读数时更靠左
C．实验过程中移动滑片的作用是控制电阻两端的电压一定
D．实验获得多组数据是为了减小实验误差
【答案】C。
【解答】解：A、闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值处，由图可知该实验中P应置于右端，故A错误；
B、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，用10Ω电阻替换5Ω电阻时，由分压原理可知，电压表示数变大，要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，由图可知，此时应将滑片向右适当调节，即用10Ω电阻实验，读数时的滑片位置比5Ω电阻读数时更靠右，故B错误；
C、在探究“导体电流与电阻关系”时，更换定值电阻时，要用滑动变阻器来保持电阻两端电压不变，故C正确；
D、探究电流跟电阻的关系时，要控制电压不变，多次改变定值电阻的阻值，记录电流值，目的是使实验结论具有普遍性，故D错误。
故选：C。
【典例6】（2021秋•鹿邑县期末）如图所示，在探究“通过导体的电流与电阻之间的关系”的实验中，当我们将电阻由5Ω换成10Ω后，接下来的操作正确的是（ ）
A．保持滑动变阻器滑片不动
B．将电池个数增加
C．移动滑动变阻器滑片，保持电压表示数不变
D．移动滑动变阻器滑片，保持电流表示数不变
【答案】C。
【解答】解：在探究电流与电阻的关系的实验中，要控制导体两端的电压保持不变，改变导体的电阻，看看通过导体的电流怎么改变，从而得出电流与电阻的关系，由此可得，当将电阻从5Ω换成10Ω时，要移动滑动变阻器的滑片，使导体两端的电压保持不变，故C正确。
故选：C。
【典例7】（2021秋•正定县期末）探究“电流与电阻的关系”。器材有：滑动变阻器、开关、电源（电压恒为6V）各一个，电流表、电压表各一块，三个定值电阻（10Ω、15Ω、20Ω），导线若干。
（1）图1是小明连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。
（2）电路连接正确后，闭合开关前，滑片应置于 A 端（选填“A”或“B”）。
（3）闭合开关后，移到滑片，使与电阻（20Ω）并联的电压表示数为4V，读出电流表示数，再分别改接15Ω、10Ω的电阻，重复上述实验，收集的实验数据如表1所示。老师告诉小明有一组数据误差较大，便找来一个5Ω的电阻让他再测一组数据。当他把5Ω的电阻接入电路时，要使电压表示数仍为4V，实验不能继续进行，其原因是 超过了电流表所选的量程 。改变连接后，当电压表示数仍为4V时，电流表示数为 0.8 A（如图2所示）。
综合分析数据可得：电压一定时， 导体中的电流跟导体的电阻成反比 。
表1
表2
【拓展】小明又利用上述实验器材探究“电流与电压的关系”，将滑片从一端移到另一端的过程中，收集的实验数据填入了表2中。
（1）分析表2中数据可得：电阻一定时， 导体中的电流跟导体两端的电压成正比 。
（2）分析可知，小明使用的变阻器的最大阻值为 20 Ω。
【答案】（1）导体中的电流跟导体两端的电压成正比；（2）20。
【解答】解：
（1）由图1可知，R与电压表被导线短路了，只改动一根线，修改情况如下图所示：
；
（2）为保护电路，闭合开关前，滑片应置于最大值A端；
（3）若再接入5Ω的电阻时，实验不能正常进行，是由于超过了电流表所选的量程；
电阻两端的电压为4V，根据I＝，电流表选择0～3A量程，分度值0.1A，所以示数为0.8A；
综合数据分析可知，电流与导体电阻的乘积是定值，由此可得：电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。
拓展：
（1）综合表2中数据可知，电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比；
（2）当滑片移到最小阻值处，即接入电路中的电阻为0时，电路中电流I＝0.6A，
定值电阻的阻值R＝＝＝10Ω；
当滑片移到最大阻值处，电路中电流I＝0.2A，
电路中的总电阻R串＝＝＝30Ω，
滑动变阻器的阻值R′＝R串﹣R＝30Ω﹣10Ω＝20Ω；
故答案为：（1）如上图；（2）A； （3）超过了电流表所选的量程；0.8A；导体中的电流跟导体的电阻成反比；
拓展：（1）导体中的电流跟导体两端的电压成正比；（2）20。
【典例8】（2022•西安二模）在探究“通过导体的电流与电阻的关系”的实验中。
（1）小明连接的部分实验电路如图﹣1所示，请用笔画线代替导线将图﹣1中的实验电路连接完整，要求滑片向左移动时电流表示数增大。
（2）连接电路过程中，开关必须 断开 。
（3）检查电路并将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处，闭合开关，发现电流表无示数，电压表有示数，则电路故障可能是定值电阻 断路 （选填“短路”或“断路”）。
（4）排除故障后闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为1.5V，此时电流表示数如图﹣2所示，则此时电路中的电流为 0.3 A，接着小明将原电路中的定值电阻换成阻值为15Ω的定值电阻，闭合开关后发现电压表示数如图﹣3所示，接下来他应将滑动变阻器的滑片向 右 （选填“左”或“右”）移动，当观察到电压表示数为 1.5 V时，再次记录电流表示数，此时电流表示数为0.1A。
（5）小明分析两次实验得到的数据，得出初步结论：在其他条件一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 反比 。
【答案】（1）如上图所示；（2）断开；（3）断路；（4）0.3；右；1.5；（5）反比。
【解答】解：（1）电压表应并联在电阻和电流表两端；滑片向左移动时电流表示数增大，说明变阻器接入电路的阻值变小，故变阻器应选左下接线柱与电流表串联接入电路中，如下图所示：
；
（2）为了保护电路，连接电路过程中，开关必须断开；
（3）检查电路并将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处，闭合开关，发现电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，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，则与电压表并联的支路断路了，即电路故障可能是定值电阻断路；
（4）排除故障后闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为1.5V，此时电流表示数如图﹣2所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，接着小明将原电路中的定值电阻换成阻值为15Ω的定值电阻，闭合开关后发现电压表示数如图﹣3所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为1.8V；在探究导体的电流与电阻关系的实验中，应控制电压不变，需要减小电阻两端的电压，根据串联电路电压规律，应增大变阻器两端电压，根据分压原理，应增大变阻器接入电路的阻值，故接下来他应将滑动变阻器的滑片向右移动，当观察到电压表示数为1.5V时，再次记录电流表示数，此时电流表示数为0.1A；，
（5）当电压表的示数为1.5V，电路中的电流为0.3A，此时接入电路电阻阻值为R1＝＝＝5Ω，小明将原电路中的定值电阻换成阻值为15Ω的定值电阻，此时电流表示数为0.1A，定值电阻两端电压仍为U2＝I2R2＝0.1A×15Ω＝1.5V，故由实验得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
故答案为：（1）如上图所示；（2）断开；（3）断路；（4）0.3；右；1.5；（5）反比。
【变式训练1】（2021秋•南昌县期末）在探究“导体电流与电阻关系”时，选择了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个电阻进行实验，实验电路图如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最左端
B．将5Ω的电阻换成10Ω，应将滑片向左移
C．实验过程中移动滑片的作用是控制电阻两端的电压一定
D．实验获得多组数据是为了减小实验误差
【答案】C。
【解答】解：A、闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值处，由图可知该实验中P应置于右端，故A错误；
B、实验过程中电源电压不变，定值电阻两端的电压不变，则滑动变阻器两端的电压不变，因串联电路中导体两端的电压之比等于电阻之比，则定值电阻和滑动变阻器接入电路的阻值之比不变，所以将5Ω电阻换成10Ω电阻时，需增大滑动变阻器接入电路的阻值，所以滑动变阻器的滑片应向右移动，故B错误；
C、在探究“导体电流与电阻关系”时，更换定值电阻时，要用滑动变阻器来保持电阻两端电压不变，故C正确；
D、探究电流跟电阻的关系时，要控制电压不变，多次改变定值电阻的阻值，记录电流值，判断电流跟电阻的关系，故D错误。
故选：C。
【变式训练2】（2021•惠山区模拟）一位同学用如下图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。电源电压不变，下表是实验数据，若第四次实验时将定值电阻的阻值由40Ω调为50Ω后就直接读出电流表的示数，这个示数可能是（ ）
A．0.15B．0.10C．0.12D．0.13
【答案】D。
【解答】解：研究通过导体的电流与电阻的关系要保持导体两端的电压不变，由欧姆定律，电阻两端的电压：
UV＝I1R1＝0.6A×10Ω＝6V；
当电阻R的阻值为50Ω时，由欧姆定律，电路中的电流应该为：
I′＝＝＝0.12A，
将电阻R的阻值从40Ω调为50Ω后，要保持电阻两端电压不变，应向右移动滑动变阻器滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值变大，滑动变阻器分压变大，从而使电阻两端电压减小保持不变，因此，当未移动滑动变阻器时，电路中的电流应该大于0.12A而小于0.15A，只有D正确。
故选：D。
【变式训练3】（2022春•江阴市期中）如图所示，在探究通过导体的电流与电阻的关系实验中，有以下器材：电源电压为6V、滑动变阻器（30Ω 1A）、电流表（0～0.6A量程）、电压表、三个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω）、开关和导线若干。要完成实验，控制定值电阻两端电压的范围 2 V≤U≤ 3 V；若控制定值电阻两端电压值为1.5V，完成实验需更换最大阻值为 45 Ω的滑动变阻器。
【答案】2；3；45。
【解答】解：（1）设电压表示数为UV，根据串联电路电压的规律和分压原理有：
＝，……①，
①式左边为一定值，右边也为一定值，故当R取最大值时，变阻器对应为30Ω，
即＝，故电压表控制的最小电压为UV＝2V；
因电路中允许通过的最大电流为0.6A，此时电路中的电阻最小，由欧姆定律，U＝IR＝0.6A×5Ω＝3V，即电阻的最大电压为3V，故要完成实验，控制定值电阻两端电压的范围2V≤U≤3V；
（2）电阻两端的电压始终保持UV′＝1.5V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：
U滑＝U﹣UV′＝6V﹣1.5V＝4.5V，变阻器分得的电压为电压表示数的＝3倍，根据分压原理，当接入15Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：
R滑＝3R定大＝3×15Ω＝45Ω，故为了完成整个实验，更换最大阻值为45Ω的滑动变阻器。
故答案为：2；3；45。
【变式训练4】（2021秋•成都期末）如图所示，这是“探究通过导体的电流与电阻关系”的实验电路和依据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像，实验中控制定值电阻R两端的电压为 3 V。由实验数据可知：当电压一定时，电流与电阻成 反比 。
【答案】3；反比。
【解答】解：由图像可知，验中控制定值电阻R两端的电压：UV＝IR＝0.6A×5Ω＝﹣﹣﹣﹣﹣＝0.2A×15Ω＝3V，为一定值，故由图象可以得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比。
故答案为：3；反比。
【变式训练5】（2022•崂山区一模）探究电流与电阻的关系：
用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”，电源电压为6V，滑动变阻器规格为“20Ω，1A”，有5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻各一个。
（1）请你将实验电路连接完整。连接电路时，开关应 断开 。
（2）将5Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片P发现电压表有示数，电流表始终无示数，其原因可能是定值电阻 断路 （选填“断路”或“短路”）；
（3）排除故障后，使电压表示数为U1，电流表示数如图乙，此时电流为 0.4 A，电压表示数为 2 V。
（4）将5Ω的电阻分别换成10Ω、15Ω的电阻，继续实验。发现当定值电阻为15Ω时，无法完成实验。为了让15Ω的电阻也能完成实验，请你提出一个可行的实验方案： 可以在电路中串联一个10Ω的电阻来完成实验 。
【答案】（1）如上图所示；断开；（2）断路；（3）0.4；2；（4）可以在电路中串联一个10Ω的电阻来完成实验。
【解答】解：（1）根据（3）可知，电压表选用小量程，将电压表并联在定值电阻两端，如下图所示：
；
为了保护电路，连接电路时，开关应断开；
（2）闭合开关，移动滑片P发现电流表始终无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，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，则与电压表并联的支路断路了，即其原因可能是定值电阻断路；
（3）将5Ω的电阻接入电路，闭合开关，使电压表示数为U1，电流表示数如图乙，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.4A，定值电阻两端电压为U1＝I1R1＝0.4A×5Ω＝2V，故电压表示数为2V；
（4）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；根据（3）可知，定值电阻两端的电压为UV＝2V；15Ω的电阻接入电路时，电路中的电流为：
I'＝＝＝A；
根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为U'＝U﹣UV＝6V﹣2V＝4V，则滑动变阻器应接入电路的电阻为：
R滑＝＝＝30Ω，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，所以可以在电路中串联一个10Ω的电阻来完成实验。
故答案为：（1）如上图所示；断开；（2）断路；（3）0.4；2；（4）可以在电路中串联一个10Ω的电阻来完成实验。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2021秋•勃利县期末）如图是研究电流与电压、电阻关系的电路图，实验分“保持电阻不变”和“保持电压不变”两步进行。在“保持电压不变”这一步实验时应（ ）
A．保持R2滑片的位置不动
B．保持R1不变
C．更换R1，并调节R2滑片到适当位置，保持电压表示数不变
D．保持电路中电流不变
【答案】C。
【解答】解：研究电流跟电阻的关系时，保持电压不变，更换R1，并调节R2滑片到适当位置，保持电压表示数不变，讨论电流跟电阻的关系。
故选：C。
2．（2022•罗湖区校级开学）如图是运用控制变量法探究电流、电压与电阻三个物理量变化关系的实验电路图。在实验中有一步骤如下：几次改变电阻箱阻值R．那么这一过程是为了探究以下关系中的（ ）
A．保持电阻不变，探究电流与电压的关系
B．保持电压不变，探究电流与电阻的关系
C．保持电流不变，探究电压与电阻的关系
D．以上说法都不正确
【答案】B。
【解答】解：实验中几次改变电阻箱阻值R后，调节滑动变阻器的阻值，可以使电阻两端的电压不变，这是控制电阻两端的电压不变，探究电流与电阻之间的关系，故B正确，D错误；
几次改变电阻箱阻值R时，电阻的阻值发生变化，故A错误；
探究电流、电压与电阻三个物理量变化关系时，不能采用电流不变，探究电压、电阻关系，故C错误。
故选：B。
3．（2021秋•滕州市期末）在“探究电流跟电压、电阻关系”的实验中，同学们绘制的四条图线如图，正确的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】A。
【解答】解：A、在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比，故A正确；
B、在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比，与电阻的倒数成正比，故B错误；
C、在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比，故C错误；
D、在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比，故D错误。
故选：A。
4．（2022•硚口区模拟）如图所示，电源电压不变，在探究电流与电阻的关系实验中，第一次实验中电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器滑片位于中点。第二次实验中用阻值为5Ω的电阻替换R1，正确操作后，关于滑片位置的说法正确的是（ ）
A．滑片位置和第一次实验相同 B．滑片位置较第一次实验偏左
C．滑片位置较第一次实验偏右 D．滑片位置可以在任意位置
【答案】B。
【解答】解：研究电流与电阻的关系时，要保持电压表示数不变（即电阻R两端的电压不变），实验中将10Ω的定值电阻换成5Ω后，根据串联分压原理，电压表的示数变小，所以应使电压表示数增大为原来的电压值；
由串联电路电压的规律，应减小变阻器分得的电压，根据分压原理，应减小变阻器接入电路的阻值，由图知应将滑片向左移。
故选：B。
5．（2021秋•武侯区期末）小红用如图所示的电路图，探究通过导体的电流与导体电阻关系（电源电压恒定），移动滑动变阻器滑片时，应特别观察的是（ ）
A．变阻器滑片B．定值电阻RC．电流表示数D．电压表示数
【答案】D。
【解答】解：研究通过导体的电流与导体电阻的关系，应控制电阻两端电压不变，更换电阻后为保持电阻两端电压不变，应移动滑动变阻器滑片，移动变阻器滑片时，眼睛应注视电压表示数。
故选：D。
6．（2021秋•吴江区期末）如图1所示，是同学在探究“电流与电阻关系”实验中设计的电路图、以及绘制的图像（图2），对此提出了以下的见解，其中说法不正确的是（ ）
A．该实验中滑动变阻器的作用：保护了电路和控制定值电阻的电压不变
B．实验中滑动变阻器最大阻值过小可能会导致部分电阻的电压达不到预设电压值
C．由图2图像中的阴影部分面积对应的物理量是电压
D．用10Ω的电阻代替5Ω电阻实验时，为达到实验目的应调节滑片向右移动
【答案】D。
【解答】解：A、探究电流与电阻的关系时，要控制电阻的电压不变，该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，还有控制电阻电压不变的作用；故A正确。
B、研究电流与电阻的关系时，要控制电压表示数不变，假设电源电压一定，根据串联电路电压的规律，定值电阻与滑动变阻器分得的电压均为定值，根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻与定值电阻的比值为一定值，接入电路中的定值电阻越大，变阻器连入电路中的电阻越大，滑动变阻器的最大阻值太小可能会导致部分电阻的电压达不到预设电压值，故B正确。
C、图2图像中的阴影部分面积等于电阻R乘以电流I，即U＝IR，故C正确。
D、根据串联电路的分压原理可知，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，根据串联电路电压的规律可知，为了保持定值电阻两端电压不变，应增大滑动变阻器分得的电压，由串联分压的分压原理可知，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，使电压表的示数不变，故D错误。
故选：D。
7．（2022•剑阁县模拟）某同学利用如图所示的电路“探究电流与电压、电阻的关系”，下列有关说法错误的是（ ）
A．实验开始时，滑动变阻器的滑片处于最大值端，作用是使电路中的电流最小，可以保护电路
B．探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时，可调节滑片P，使电压表的示数产生变化
C．在探究通过导体的电流与导体电阻的关系时，当将R由10Ω换成20Ω时，应将滑片向左移动，使电压表示数不变
D．实验中，多次测量是为了减小实验误差
【答案】D。
【解答】解：A、实验开始时，滑动变阻器的滑片处于最大值端，作用是使电路中的电流最小，可以保护电路，故A正确；
BD、探究通过导体的电流与导体两端电压关系时，要控制电阻不变，为得出普遍性的结论，通过调节滑片，改变电阻的大小，记录对应的电流大小，故B正确；D错误；
C、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，将定值电阻由10Ω改接成20Ω的电阻，根据串联分压原理可知，电阻增大，其分得的电压增大；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，故应将滑片向左移动，使电压表示数不变，故C正确。
故选：D。
8．（2022•揭阳一模）某同学利用如图甲所示的电路进行实验，电源电压恒为3V，更换5个定值电阻Rx得到如图乙所示的图象。以下有关叙述正确的是（ ）
A．该同学研究的是电流和电压的关系
B．实验中电压表的示数保持2V不变
C．将R从10Ω换成15Ω后，应将滑片P向左移
D．滑动变阻器阻值变化范围为1～5Ω
【答案】D。
【解答】解：A、由图象可知，电流与电阻之积为：UV＝IR＝0.5A×5Ω＝……＝0.1A×25Ω＝2.5V，即电压不变，根据控制变量法，故研究电流与电阻的关系，故A错误；
B、由A知，实验中电压表的示数保持2.5V不变，故B错误；
C、根据串联分压原理可知，将定值电阻由10Ω改接成15Ω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，使电压表的示数不变，故C错误；
D、由图中数据，电流路的最大电流为0.5A，对应的定值电阻为5Ω，由串联电路的规律及欧姆定律，变阻器的最小电阻为：R小＝﹣R1＝﹣5Ω＝1Ω；
同理，电流的最小电流为0.1A，由串联电路的规律及欧姆定律，变阻器的最大电阻为：R大＝﹣R1＝﹣25Ω＝5Ω；滑动变阻器阻值变化范围为1Ω～5Ω，故D正确。
故选：D。
二、填空题。
9．（2022•镇海区一模）用如图所示的电路图研究“电流与电阻的关系”。电流表量程为“0—0.6A”，电压表量程为“0—3V”，滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”，电源电压3伏恒定不变。在AB间分别接入阻值不同的电阻R，移动滑动变阻器的滑片，读出电流表示数并记录。
（1）分析表中数据，可得出的实验结论是 电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比 ；
（2）为了使实验结论更可靠，应该 保持AB间电压2V不变 ，再多测几组数据，AB间允许接入电阻R的取值范围是 3.3～100 欧。
【答案】（1）电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；（2）保持AB间电压2V不变；3.3～100。
【解答】解：（1）根据表中数据知：电流与电阻的乘积都为5Ω×0.4A＝10Ω×0.2A＝20Ω×0.1A＝2V，故可以得出：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；
（2）为了使实验结论更可靠，控制AB间电压2伏不变；
因电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，
所以，为了保证电路的安全，电路中的最大电流为0.6A，此时定值电阻和滑动变阻器接入电路中的电阻都最小，
根据欧姆定律可知，此时电路中的定值电阻最小为：
R小＝＝≈3.3Ω；
因为滑动变阻器的最大电阻为50Ω，当滑动变阻器的电阻最大时，定值电阻阻值也最大；
根据串联分压原理和欧姆定律可知，此时电流的电流为：
I′＝＝＝＝0.02A；
定值电阻的最大值为：
R大＝＝＝100Ω，
故AB间允许接入电阻R的取值范围是3.3～100Ω。
故答案为：（1）电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；（2）保持AB间电压2V不变；3.3～100。
10．（2021秋•涡阳县期末）小宇探究电流与电阻关系时，设计了如图甲所示电路图，图乙是根据测量数据绘制的图像。
由测量数据可知：当他把10Ω定值电阻换成15Ω时，滑动变阻器的滑片P应向 右 （选填“左”或“右”）移动，使电压表示数保持不变。
【答案】右。
【解答】解：研究电流与电阻关系时，需要保持电压不变；
当把10Ω定值电阻换成15Ω时，根据串联电路的分压知识，闭合开关后，电压表的示数将变大，要使电压表的示数不变，应增大滑动变阻器的阻值，将滑片向右端滑动，使电压表的示数保持不变。
故答案为：右。
11．（2021秋•和平区期末）小虎在探究通过导体的电流与电阻的关系时，根据实验的数据绘出了如图所示的图象，根据图象可知：小虎控制导体两端的电压为 2 V；电压一定时，导体中的电流与电阻成 反比 。
【答案】2；反比。
【解答】解：通过导体的电流与导体两端电压和导体电阻有关，所以探究通过导体的电流与电阻的关系时应保持电压不变；
由图象可知，当＝0.1Ω﹣1，即R＝10Ω时，通过导体的电流为0.2A，由欧姆定律，所以导体两端电压U＝IR＝0.2A×10Ω＝2V；
由图象可知，电压一定，通过导体的电流与电阻的倒数成正比，说明通过导体电流与导体电阻成反比。
故答案为：2；反比。
12．（2021秋•张店区期末）在“探究电流与电压的关系”实验中，小明和小美经过讨论，将实验方案由甲图改为乙图，这样改进的好处是 可方便改变电阻的电压，从而多次测量得出普遍性的结论 ；实验结束，根据图像丙，他们得出的实验结论是 导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 。
【答案】（1）可方便改变电阻的电压，从而多次测量得出普遍性的结论；（2）导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【解答】解：（1）探究电流与电压的关系实验中，为得出普遍性的结论，要多次测量，而甲图中，电压表示数等于电源电压，只能得出一组数据；
而乙图中，滑动变阻器与电阻串联，通过移动变阻器的滑片可方便改变电阻的电压，从而多次测量得出普遍性的结论；
（2）由图丙知，绘制出电阻R的I﹣U图象为过原点的直线，据此可得结论：导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
故答案为：（1）可方便改变电阻的电压，从而多次测量得出普遍性的结论；（2）导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
13．（2021秋•锦江区校级期中）如图甲所示是小燃“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（30Ω 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 电阻 不变，采用 控制变量 的研究方法。
②闭合开关前，应将滑动变阻器滑片P移至阻值最大端，保护电路。实验中滑动变阻器的另一个作用是 A （填写字母代号）
A.改变定值电阻两端的电压
B.保证定值电阻两端的电压不变
③小燃选用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图象对应的阻值为 5 Ω的电阻。
（2）探究电流与电阻的关系：
①小燃在实验中，首先确定一个保持不变的电压值U＝1V，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 b 移动（选填“a”或“b”），使电压表示数等于1V。
②当AB间换按20Ω的电阻时，小燃无论怎样移动滑动变阻器的滑片都无法使电压表示数达到1V，你认为的原因可能是 B 。
A.滑动变阻器的最大值太大
B.滑动变阻器的最大值太小
【答案】（1）①电阻；控制变量；②A；③5；（2）①b；②B。
【解答】解：（1）探究电流与电压关系：
①探究电流与电压的关系时，要保持电阻不变，采用的科学方法是控制变量法；
②为避免实验的偶然性，应多次测量通过定值电阻的电流随其两端电压的变化，才能得出具有普遍性的结论，实验中滑动变阻器的另一个作用是改变电阻两端的电压，故A正确；
③小明选用5Ω和10Ω的两只电阻分别进行实验后，由图乙作图如下所示：
由图可知，当电压相等时，M对应的电流大，由欧姆定律R＝，M图象对应的电阻小，故M图象对应的是5Ω；
（2）探究电流与电阻的关系：
①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，即应保持定值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b端移动，才能使电压表示数仍等于1V；
②当改用20Ω的电阻时，要保持电压表的示数仍为1V，则电路中的电流I＝＝＝0.05A，
滑动变阻器接入的阻值应为：R滑＝＝＝40Ω，
而实验中滑动变阻器的最大阻值为30Ω，小于40Ω，无法使电压表的示数达到1V，故选B。
故答案为：（1）①电阻；控制变量；②A；③5；（2）①b；②B。
14．（2022•蜀山区校级一模）某小组同学用图甲的电路图探究欧姆定律，实验中他们所用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，电源电压为6V。
（1）在探究“导体中的电流跟导体电阻的关系”时，把定值电阻由5Ω换成10Ω，闭合开关后，电压表如图乙所示，下一步的操作是将变阻器的滑片P向 右 （选填“左”或“右”）移动，目的是 控制电阻两端的电压不变 。
（2）根据多次测量数据描绘出电流随电阻变化的曲线如图丙所示，由图象可得出的结论是： 在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比 。
（3）若实验中所选电阻都参与了实验才得到丙图，则实验中的滑动变阻器的规格应选择 B 。
A.“25Ω 2A”
B.“50Ω 2A”
【答案】（1）右；控制电阻两端的电压不变；（2）在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（3）B。
【解答】解：（1）在探究“导体中的电流跟电阻的关系”时，应控制电阻两端电压不变，把定值电阻由5Ω换成10Ω，闭合开关后，定值电阻两端电压变大，为保持电阻两端电压不变，应增大滑动变阻器的电压，根据分压原理，应将变阻器的滑片P向右移动。
（2）由图象可知，导体的电阻增大，通过导体的电流减小，通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变，故可得出结论：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
（3）由丙图可知，电流与电阻的乘积0.5A×5Ω＝……＝0.1A×25Ω＝2.5V，即定值电阻两端的电压始终保持UV＝2.5V不变，当实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝6V﹣2.5V＝3.5V，变阻器分得的电压为电压表示数的＝1.2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＝1.2×25Ω＝30Ω，即所选择的变阻器的最大阻值不能小于30Ω，故选B。
故答案为：（1）右；控制电阻两端的电压不变；（2）在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（3）B。
三、作图题。
15．（2021•临邑县校级模拟）在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系实验中，
（1）根据实验要求，在如图所示的虚线框内画出实验所需的电路图（其中部分电路已画出）；
（2）根据所画的电路图，用笔画线代替导线将实物图连接起来，使之成为符合实验要求的电路。要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时滑动变阻器的阻值变小（其中部分导线已连好）
【解答】解：（1）探究通过导体的电流与导体两端电压的关系实验中，要用电压表测电阻的电压，电流表测电阻的电流，为得出普遍性规律要多次测量，要改变电阻的电压和通过的电流，故将变阻器串联在电路中，如下左所示；
（2）要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时滑动变阻器的阻值变小，故滑片以左电阻连入电路中，电流表可选用小量程与电阻串联，根据电路图连接实物图，如下右所示：
故答案为：（1）电路图如上左所示；（2）实物图如上右所示。
16．（2020秋•柘城县期末）在“探究通过定值电阻的电流与电压的关系”实验中：
（1）如图所示，用笔画线代替导线，将实验电路连接完整（要求滑片左移时，滑动变阻器接入电路的阻值变小）；
（2）在虚线框中画出实验电路图。
【解答】解：（1）因滑片左移时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，即应将变阻器滑片左边电阻丝连入电路中，如下左图所示；
（2）根据实物图画出电路图，如下图右图所示：
四、实验探究题。
17．（2022•长兴县模拟）小明用图甲所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”，电源电压15V保持不变，滑动变阻器的规格是“50Ω，2A”，阻值为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的定值电阻各1个，电流表量程0～0.6A、0～3A，电压表量程0～3V、0～15V。
（1）根据图甲，将图乙所示的实物图连接完整。
（2）小明将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片，记录对应的几组电表示数，此过程小明探究的问题是 在电阻不变时，通过导体的电流与电压的关系 ；
（3）为了探究电流与电阻的关系，同学们继续实验，上表为某同学提交的实验数据。
①该同学用10Ω的电阻换成20Ω的电阻时，应该将滑动变阻器的滑片向 b 端移动（选填“a”或“b”）。
②老师指出有一组数据不符合实际，不符合实际的实验次序是 4 ，理由是 电路最小电流为0.17A 。
【答案】（1）如上图所示；（2）在电阻不变时，通过导体的电流与电压的关系；（3）①b；②4；电路最小电流为0.17A。
【解答】解：（1）探究“电流与电阻的关系“的实验中，电压表测定值电阻两端电压，与定值电阻并联；电流表测通过定值电阻的电流，与定值电阻串联；由于电源电压较大，电压表选用大量程，由实验数据可知，电流表选用小量程，如下图所示：
；
（2）小明将10Ω的电阻接入电路（控制电阻的大小不变）闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片，记录对应的几组电表示数，此过程小明实际探究的问题是在电阻不变时，通过导体的电流与电压的关系；
（3）①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b端移动；
②变阻器的最大电阻为50Ω，由表中最后一组数据实验电阻的大小，由欧姆定律，电路的最小电流为：
I＝＝≈0.17A＞0.15A，故不符合实际的实验次序是4，理由是电路最小电流为0.17A。
故答案为：（1）如上图所示；（2）在电阻不变时，通过导体的电流与电压的关系；（3）①b；②4；电路最小电流为0.17A。
18．（2022•沈河区校级模拟）在探究“电流与电压的关系”的实验中：
准备的器材有：滑动变阻器（30Ω 2A）、开关、电源（电压恒为6V）各一个，电流表、电压表各一个，一个5Ω的定值电阻，导线若干。
（1）如图甲是小明连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并用笔画出正确的连线；
（2）实验中调节滑动变阻器滑片P，测出通过定值电阻R的不同电压和对应的电流如表所示。老师看后说其中一次实验数据不存在，有凑数的嫌疑，请分析出凑数的实验次数是第 1 次；
（3）排除错误数据后，小明根据表格中其它数据可得结论：导体电阻一定，通过导体的电流与它两端电压成 正比 ；
（4）完成上述实验之后，小明想测量一个小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定电压为U额。他又找来一个阻值为R0的定值电阻，设计了电路图如图乙所示。
①只闭合开关S和S2，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为 ，此时小灯泡正常发光；
②只闭合开关S和S1，保持滑动变阻器滑片的位置不动，记下电流表的示数I；
③小灯泡额定功率的表达式是P额＝ U额（I﹣） 。（用已知量和所测物理量符号表示）
【答案】（1）如图所示；（2）1；（3）正比；（4）①；③U额（I﹣）。
【解答】解：（1）原电路中，滑动变阻器连接错误，滑动变阻器应接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中，改正后如下所示：
；
（2）变阻器的最大电阻为30Ω，由串联电阻的规律及欧姆定律，电路的最小电流：
I小＝＝≈0.17A＞0.1A；
故第1组数据存在问题，原因是电路的最小电流为0.17A；
（3）排除问题数据，由表中数据知，因电压增大为原来的几倍，通过的电流也增大为原来的几倍，可以得出结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（4）①只闭合开关S和S2，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为，此时小灯泡正常发光。
②只闭合开关S和S1，保持滑动变阻器滑片的位置不动，记下电流表的示数I；
③在①中，电流表测定值电阻的电流，根据欧姆定律的变形公式，U＝IR，定值电阻的电压×R0＝U额，根据并联电路电压的规律，灯的电压为额定电压，灯正常发光；
在②中，电流表测灯与定值电阻并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律灯的额定电流为：I额＝I﹣，
小灯泡额定功率的表达式是：
P额＝U额I额＝U额（I﹣）。
故答案为：（1）如上图所示；（2）1；（3）正比；（4）①；③U额（I﹣）。
19．（2022•安徽模拟）徽徽用图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”，电源电压恒为4.5V，滑动变阻器上标有“30Ω 2A”字样，阻值为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻各一个。
（1）连接电路之前，徽徽检查了电表，并对电表进行调零，将滑动变阻器的滑片应该位于B端，徽徽将5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，移动滑片，发现电流表有示数而电压表无示数，他及时纠正了电路中的故障，记录下此时的电流表示数。
（2）更换20Ω电阻，重复刚才的实验步骤；当徽徽换上30Ω的电阻时，发现无论怎样调节滑动变阻器，都无法使电压表示数为刚才的数值，原因可能是控制电压表的示数的太 小 （选填“大”或“小”）。
（3）徽徽又将定值电阻替换为灯泡，测出在不同电压下灯泡的电流值，将记录下来的数据描绘成U﹣I图像（如下），实验中发现灯泡电阻随温度升高而增大，则正确的图像为 A 。
（4）隔壁组的安安同学拿来一个阻值为几千欧的电阻Rx，想让徽徽帮忙测量。用刚才的器材和图甲的电路图 不能 （选填“能”或“不能”）完成测量。查阅资料，他们发现电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻，找实验室老师要了一个2000Ω的定值电阻R0，设计了图丙的电路图，电源电压恒为4.5V。当S1闭合，S2接1时，电压表示数为3V；当S1闭合，S2接2时，电压表示数为2.5V，则Rx＝ 1250 Ω。
【答案】（2）小；（3）A；（4）不能；1250。
【解答】解：（2）研究电流与电阻关系时，要控制电阻的电压不变，由乙图可知，电压表控制的电压为2V；设电压表的示数为UV，当换上最大定值电阻，变阻器阻值最大时，电压表的示数最小，根据串联电路电压的规律和分压原理有：
＝，即＝，
解得UV＝2.25V，
应控制电压表的示数不低于2.25V；
故当徽徽换上30Ω的电阻时，发现无论怎样调节滑动变阻器，都无法使电压表示数为刚才的数值，原因可能是控制电压表的示数太小；
（3）灯的电阻随温度的升高而变大，不是一个定值，故电流随电压的变化图象不是过原点的直线，B错误；
由图2A知，电压增大量大于电流增加量，如图2所示，由欧姆定律，电阻变大；
由图2C知，电压增大量小于电流增加量，由欧姆定律，电阻变小，C错误；故选A；
（4）电源电压恒为4.5V，隔壁组的安安同学拿来一个阻值为几千欧的电阻Rx，想让徽徽帮忙测量，由欧姆定律，电路的最大电流远小于电流表分度值0.02A，故不能测量出电路的电流大小，不能根据伏安法测电阻大小；
设计了电路图丙，电源电压恒为4.5V，S2接2时，定值电阻与电压表串联，电压表示数为2.5V，由串联电路电压的规律，定值电阻的电压为：U0＝U﹣UV'＝4.5V﹣2.5V＝2V，由分压原理：
＝，即＝，
解得RV＝×2000Ω＝2500Ω；
S1闭合，S2接1时，待测电阻与电压表串联，电压表示数为3V；由串联电路电压的规律，待测电阻两端的电压为：Ux＝U﹣UV''＝4.5V﹣3V＝1.5V，由分压原理：
＝，即＝，
解得Rx＝×2500Ω＝1250Ω。
故答案为：（2）小；（3）A；（4）不能；1250。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
0.28
0.30
0.38
0.45
A组
B组
C组
R1
5Ω
R2
10Ω
R3
15Ω
U/V
0.8
1.5
1.8
2.0
U/V
1.6
1.8
2.2
2.6
U/V
1.5
1.8
2.1
2.4
I/A
0.16
0.30
0.36
0.40
I/A
0.16
0.18
0.22
0.26
I/A
0.10
0.12
0.14
0.16
列数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
实验序号
①
②
③
④
电压/V
0.5
1.2
1.8
电流/A
0.10
0.24
0.34
0.5
电压U/V
4
电阻R/Ω
20
15
10
电流I/A
0.20
0.28
0.40
电阻R/Ω
10
电压U/V
2
3
4
5
6
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
R/Ω
10
20
30
40
50
I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
实验组次
1
2
3
电阻R/欧
5
10
20
电流I/安
0.4
0.2
0.1
实验次序
R/Ω
I/A
1
10
0.59
2
20
0.30
3
30
0.20
4
40
0.15
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
典例分析＋变式训练
考点1 电流与电压的关系
1、由于电压是形成电流的原因，说明电流的大小与导体两端的 电压 有关；由于导体的电阻对电流有阻碍作用，所以，电流的大小与导体 电阻有关。
2、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电路图：
⑤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。
【典例1】（2022•武汉模拟）在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，某同学连接的电路如图所示，电源电压保持3V不变。闭合开关，调节滑动变阻器，得到的实验数据如下表。下列说法正确的是（ ）
A．多次实验的目的是减小误差
B．第4次实验数据是错误的
C．选用的滑动变阻器的规格可能是“20Ω 2A”
D．该实验得出的结论是：电阻一定时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比
【典例2】（2021秋•静安区校级期中）经历了“探究导体中电流与电压的关系”的实验，你认为下列说法中正确的是（ ）
A．可得出初步结论：某导体两端的电压与通过导体的电流成正比
B．导体中的电流与该导体两端的电压及导体种类无关
C．在设计实验数据记录表时，项目栏应有电阻一项
D．该实验需要更换不同导体种类进行多次实验
【典例3】（2022•新都区模拟）如图甲所示是探究“电流与电压关系”的实验电路图，电源电压恒定不变，移动滑动变阻器滑片，测出多组数据，在图乙中画出了R1的电流与电压关系的I﹣U图像，由图可得到的实验结论是
。小组又利用该电路来探究“电流与电阻的关系”，根据实验数据在丙图中作出电流与电阻关系的I﹣R图像，则实验中定值电阻两端保持不变的电压是 V。
【典例4】（2022•南京一模）在“探究电流与电压的关系”的实验中，实验电路如图所示，三个小组的同学分别用5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻进行探究。
（1）图中有一根线连接错误，请在这根线上打“×”，并在图中改正。
（2）闭合开关前，滑片P应位于 （选填“A”或“B”）端。
（3）改正电路后，三组同学正确操作得到以下数据：
（4）A组同学根据自己的数据，可得出结论 。
（5）某同学发现，综合分析 三列数据，可分析得出“电流与电阻的关系”。
【变式训练1】（2021秋•鼓楼区期末）在探究“导体中的电流与电压关系”的实验中，得到了甲、乙两个元件电流与电压的数据，通过整理绘制出了如图所示的图像，据图像分析，下列判断正确的是（ ）
A．甲、乙两元件中的电流与电压都成正比
B．乙元件是一个定值电阻且阻值大小为10Ω
C．若将甲、乙两元件串联起来接到电路中，当通过甲元件的电流为0.2A时，甲、乙两元件总电压是2.5V
D．若甲、乙元件并联后，接到2V的电压下，甲、乙电阻之比为1：2
【变式训练2】（2021秋•江油市期末）同学在探究通过导体的电流与其电压的关系时，将记录的数据作出了如图所示的图像，根据图像，下列说法正确的是（ ）
A．导体甲、乙的电阻都随两端电压的增大而增大
B．导体甲的电阻大于乙的电阻
C．将导体甲与乙串联后接入电路，甲的电压大
D．将导体甲与乙并联后接入电路，甲的电流大
【变式训练3】（2021秋•岚皋县期末）如图，这是在“探究电流与电压的关系”实验中，根据实验数据绘制的I﹣U图像，由此可知，实验中所用定值电阻的阻值为 Ω，在电阻一定时，电流与电压成 。
【变式训练4】（2022•龙沙区一模）小佳和小宁两位同学在“探究电流与电压的关系”的实验中，电源使用两节新干电池，滑动变阻器的规格是“20Ω 1A”。
（1）如图甲所示是小佳画出的电路图，小宁进行实物连接如图乙所示，请你在虚线框内把电路图补画完整（要求所补画的元件与实物电路对应）。
（2）小宁刚接上最后一根导线，就发现电流表立即有示数，其操作不当之： 。
（3）确认电路无误后，闭合开关进行实验，第4次实验时电流表示数为0.5A，电压表示数如图丙所示，记为 V；他们记录的数据如表所示，老师指出其中一组数据有拼凑的嫌疑，你认为是第 组（填写实验序号），理由是 。
（4）排除有拼凑嫌疑的数据后，分析数据可以得到的结论是：在 不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
（5）小佳利用实验数据计算出定值电阻R的阻值为 Ω。
（6）以下实验与“探究电流与电压的关系”进行多次测量目的相同的是 。
A.探究重力与质量的关系 B.测量定值电阻的阻值 C.用刻度尺测物体的长度
考点2 电流与电阻的关系
1、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。
【典例5】（2022春•江阴市期中）在探究“导体电流与电阻关系”时，选择了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个电阻进行实验，实验电路图如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最左端
B．用10Ω电阻实验，读数时的滑片位置比5Ω电阻读数时更靠左
C．实验过程中移动滑片的作用是控制电阻两端的电压一定
D．实验获得多组数据是为了减小实验误差
【典例6】（2021秋•鹿邑县期末）如图所示，在探究“通过导体的电流与电阻之间的关系”的实验中，当我们将电阻由5Ω换成10Ω后，接下来的操作正确的是（ ）
A．保持滑动变阻器滑片不动
B．将电池个数增加
C．移动滑动变阻器滑片，保持电压表示数不变
D．移动滑动变阻器滑片，保持电流表示数不变
【典例7】（2021秋•正定县期末）探究“电流与电阻的关系”。器材有：滑动变阻器、开关、电源（电压恒为6V）各一个，电流表、电压表各一块，三个定值电阻（10Ω、15Ω、20Ω），导线若干。
（1）图1是小明连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。
（2）电路连接正确后，闭合开关前，滑片应置于 端（选填“A”或“B”）。
（3）闭合开关后，移到滑片，使与电阻（20Ω）并联的电压表示数为4V，读出电流表示数，再分别改接15Ω、10Ω的电阻，重复上述实验，收集的实验数据如表1所示。老师告诉小明有一组数据误差较大，便找来一个5Ω的电阻让他再测一组数据。当他把5Ω的电阻接入电路时，要使电压表示数仍为4V，实验不能继续进行，其原因是 。改变连接后，当电压表示数仍为4V时，电流表示数为 A（如图2所示）。
综合分析数据可得：电压一定时， 。
表1
表2
【拓展】小明又利用上述实验器材探究“电流与电压的关系”，将滑片从一端移到另一端的过程中，收集的实验数据填入了表2中。
（1）分析表2中数据可得：电阻一定时， 。
（2）分析可知，小明使用的变阻器的最大阻值为 Ω。
【典例8】（2022•西安二模）在探究“通过导体的电流与电阻的关系”的实验中。
（1）小明连接的部分实验电路如图﹣1所示，请用笔画线代替导线将图﹣1中的实验电路连接完整，要求滑片向左移动时电流表示数增大。
（2）连接电路过程中，开关必须 。
（3）检查电路并将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处，闭合开关，发现电流表无示数，电压表有示数，则电路故障可能是定值电阻 （选填“短路”或“断路”）。
（4）排除故障后闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为1.5V，此时电流表示数如图﹣2所示，则此时电路中的电流为 A，接着小明将原电路中的定值电阻换成阻值为15Ω的定值电阻，闭合开关后发现电压表示数如图﹣3所示，接下来他应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）移动，当观察到电压表示数为 V时，再次记录电流表示数，此时电流表示数为0.1A。
（5）小明分析两次实验得到的数据，得出初步结论：在其他条件一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 。
【变式训练1】（2021秋•南昌县期末）在探究“导体电流与电阻关系”时，选择了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个电阻进行实验，实验电路图如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最左端
B．将5Ω的电阻换成10Ω，应将滑片向左移
C．实验过程中移动滑片的作用是控制电阻两端的电压一定
D．实验获得多组数据是为了减小实验误差
【变式训练2】（2021•惠山区模拟）一位同学用如下图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。电源电压不变，下表是实验数据，若第四次实验时将定值电阻的阻值由40Ω调为50Ω后就直接读出电流表的示数，这个示数可能是（ ）
A．0.15B．0.10C．0.12D．0.13
【变式训练3】（2022春•江阴市期中）如图所示，在探究通过导体的电流与电阻的关系实验中，有以下器材：电源电压为6V、滑动变阻器（30Ω 1A）、电流表（0～0.6A量程）、电压表、三个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω）、开关和导线若干。要完成实验，控制定值电阻两端电压的范围 V≤U≤ V；若控制定值电阻两端电压值为1.5V，完成实验需更换最大阻值为 Ω的滑动变阻器。
【变式训练4】（2021秋•成都期末）如图所示，这是“探究通过导体的电流与电阻关系”的实验电路和依据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像，实验中控制定值电阻R两端的电压为 V。由实验数据可知：当电压一定时，电流与电阻成 。
【变式训练5】（2022•崂山区一模）探究电流与电阻的关系：
用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”，电源电压为6V，滑动变阻器规格为“20Ω，1A”，有5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻各一个。
（1）请你将实验电路连接完整。连接电路时，开关应 。
（2）将5Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片P发现电压表有示数，电流表始终无示数，其原因可能是定值电阻 （选填“断路”或“短路”）；
（3）排除故障后，使电压表示数为U1，电流表示数如图乙，此时电流为 A，电压表示数为 V。
（4）将5Ω的电阻分别换成10Ω、15Ω的电阻，继续实验。发现当定值电阻为15Ω时，无法完成实验。为了让15Ω的电阻也能完成实验，请你提出一个可行的实验方案：
。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2021秋•勃利县期末）如图是研究电流与电压、电阻关系的电路图，实验分“保持电阻不变”和“保持电压不变”两步进行。在“保持电压不变”这一步实验时应（ ）
A．保持R2滑片的位置不动
B．保持R1不变
C．更换R1，并调节R2滑片到适当位置，保持电压表示数不变
D．保持电路中电流不变
2．（2022•罗湖区校级开学）如图是运用控制变量法探究电流、电压与电阻三个物理量变化关系的实验电路图。在实验中有一步骤如下：几次改变电阻箱阻值R．那么这一过程是为了探究以下关系中的（ ）
A．保持电阻不变，探究电流与电压的关系
B．保持电压不变，探究电流与电阻的关系
C．保持电流不变，探究电压与电阻的关系
D．以上说法都不正确
3．（2021秋•滕州市期末）在“探究电流跟电压、电阻关系”的实验中，同学们绘制的四条图线如图，正确的是（ ）
A． B． C． D．
4．（2022•硚口区模拟）如图所示，电源电压不变，在探究电流与电阻的关系实验中，第一次实验中电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器滑片位于中点。第二次实验中用阻值为5Ω的电阻替换R1，正确操作后，关于滑片位置的说法正确的是（ ）
A．滑片位置和第一次实验相同 B．滑片位置较第一次实验偏左
C．滑片位置较第一次实验偏右 D．滑片位置可以在任意位置
5．（2021秋•武侯区期末）小红用如图所示的电路图，探究通过导体的电流与导体电阻关系（电源电压恒定），移动滑动变阻器滑片时，应特别观察的是（ ）
A．变阻器滑片B．定值电阻RC．电流表示数D．电压表示数
6．（2021秋•吴江区期末）如图1所示，是同学在探究“电流与电阻关系”实验中设计的电路图、以及绘制的图像（图2），对此提出了以下的见解，其中说法不正确的是（ ）
A．该实验中滑动变阻器的作用：保护了电路和控制定值电阻的电压不变
B．实验中滑动变阻器最大阻值过小可能会导致部分电阻的电压达不到预设电压值
C．由图2图像中的阴影部分面积对应的物理量是电压
D．用10Ω的电阻代替5Ω电阻实验时，为达到实验目的应调节滑片向右移动
7．（2022•剑阁县模拟）某同学利用如图所示的电路“探究电流与电压、电阻的关系”，下列有关说法错误的是（ ）
A．实验开始时，滑动变阻器的滑片处于最大值端，作用是使电路中的电流最小，可以保护电路
B．探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时，可调节滑片P，使电压表的示数产生变化
C．在探究通过导体的电流与导体电阻的关系时，当将R由10Ω换成20Ω时，应将滑片向左移动，使电压表示数不变
D．实验中，多次测量是为了减小实验误差
8．（2022•揭阳一模）某同学利用如图甲所示的电路进行实验，电源电压恒为3V，更换5个定值电阻Rx得到如图乙所示的图象。以下有关叙述正确的是（ ）
A．该同学研究的是电流和电压的关系 B．实验中电压表的示数保持2V不变
C．将R从10Ω换成15Ω后，应将滑片P向左移 D．滑动变阻器阻值变化范围为1～5Ω
二、填空题。
9．（2022•镇海区一模）用如图所示的电路图研究“电流与电阻的关系”。电流表量程为“0—0.6A”，电压表量程为“0—3V”，滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”，电源电压3伏恒定不变。在AB间分别接入阻值不同的电阻R，移动滑动变阻器的滑片，读出电流表示数并记录。
（1）分析表中数据，可得出的实验结论是 ；
（2）为了使实验结论更可靠，应该 ，再多测几组数据，AB间允许接入电阻R的取值范围是 欧。
10．（2021秋•涡阳县期末）小宇探究电流与电阻关系时，设计了如图甲所示电路图，图乙是根据测量数据绘制的图像。
由测量数据可知：当他把10Ω定值电阻换成15Ω时，滑动变阻器的滑片P应向 （选填“左”或“右”）移动，使电压表示数保持不变。
11．（2021秋•和平区期末）小虎在探究通过导体的电流与电阻的关系时，根据实验的数据绘出了如图所示的图象，根据图象可知：小虎控制导体两端的电压为 V；电压一定时，导体中的电流与电阻成 。
12．（2021秋•张店区期末）在“探究电流与电压的关系”实验中，小明和小美经过讨论，将实验方案由甲图改为乙图，这样改进的好处是 ；实验结束，根据图像丙，他们得出的实验结论是 。
13．（2021秋•锦江区校级期中）如图甲所示是小燃“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（30Ω 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 的研究方法。
②闭合开关前，应将滑动变阻器滑片P移至阻值最大端，保护电路。实验中滑动变阻器的另一个作用是 （填写字母代号）
A.改变定值电阻两端的电压 B.保证定值电阻两端的电压不变
③小燃选用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图象对应的阻值为 Ω的电阻。
（2）探究电流与电阻的关系：
①小燃在实验中，首先确定一个保持不变的电压值U＝1V，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 移动（选填“a”或“b”），使电压表示数等于1V。
②当AB间换按20Ω的电阻时，小燃无论怎样移动滑动变阻器的滑片都无法使电压表示数达到1V，你认为的原因可能是 。
A.滑动变阻器的最大值太大 B.滑动变阻器的最大值太小
14．（2022•蜀山区校级一模）某小组同学用图甲的电路图探究欧姆定律，实验中他们所用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，电源电压为6V。
（1）在探究“导体中的电流跟导体电阻的关系”时，把定值电阻由5Ω换成10Ω，闭合开关后，电压表如图乙所示，下一步的操作是将变阻器的滑片P向 （选填“左”或“右”）移动，目的是 。
（2）根据多次测量数据描绘出电流随电阻变化的曲线如图丙所示，由图象可得出的结论是： 。
（3）若实验中所选电阻都参与了实验才得到丙图，则实验中的滑动变阻器的规格应选择 。
A.“25Ω 2A” B.“50Ω 2A”
三、作图题。
15．（2021•临邑县校级模拟）在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系实验中，
（1）根据实验要求，在如图所示的虚线框内画出实验所需的电路图（其中部分电路已画出）；
（2）根据所画的电路图，用笔画线代替导线将实物图连接起来，使之成为符合实验要求的电路。要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时滑动变阻器的阻值变小（其中部分导线已连好）
16．（2020秋•柘城县期末）在“探究通过定值电阻的电流与电压的关系”实验中：
（1）如图所示，用笔画线代替导线，将实验电路连接完整（要求滑片左移时，滑动变阻器接入电路的阻值变小）；
（2）在虚线框中画出实验电路图。
四、实验探究题。
17．（2022•长兴县模拟）小明用图甲所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”，电源电压15V保持不变，滑动变阻器的规格是“50Ω，2A”，阻值为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的定值电阻各1个，电流表量程0～0.6A、0～3A，电压表量程0～3V、0～15V。
（1）根据图甲，将图乙所示的实物图连接完整。
（2）小明将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片，记录对应的几组电表示数，此过程小明探究的问题是 ；
（3）为了探究电流与电阻的关系，同学们继续实验，上表为某同学提交的实验数据。
①该同学用10Ω的电阻换成20Ω的电阻时，应该将滑动变阻器的滑片向 端移动（选填“a”或“b”）。
②老师指出有一组数据不符合实际，不符合实际的实验次序是 ，理由是
。
18．（2022•沈河区校级模拟）在探究“电流与电压的关系”的实验中：
准备的器材有：滑动变阻器（30Ω 2A）、开关、电源（电压恒为6V）各一个，电流表、电压表各一个，一个5Ω的定值电阻，导线若干。
（1）如图甲是小明连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并用笔画出正确的连线；
（2）实验中调节滑动变阻器滑片P，测出通过定值电阻R的不同电压和对应的电流如表所示。老师看后说其中一次实验数据不存在，有凑数的嫌疑，请分析出凑数的实验次数是第 次；
（3）排除错误数据后，小明根据表格中其它数据可得结论：导体电阻一定，通过导体的电流与它两端电压成 ；
（4）完成上述实验之后，小明想测量一个小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定电压为U额。他又找来一个阻值为R0的定值电阻，设计了电路图如图乙所示。
①只闭合开关S和S2，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为 ，此时小灯泡正常发光；
②只闭合开关S和S1，保持滑动变阻器滑片的位置不动，记下电流表的示数I；
③小灯泡额定功率的表达式是P额＝ 。（用已知量和所测物理量符号表示）
19．（2022•安徽模拟）徽徽用图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”，电源电压恒为4.5V，滑动变阻器上标有“30Ω 2A”字样，阻值为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻各一个。
（1）连接电路之前，徽徽检查了电表，并对电表进行调零，将滑动变阻器的滑片应该位于B端，徽徽将5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，移动滑片，发现电流表有示数而电压表无示数，他及时纠正了电路中的故障，记录下此时的电流表示数。
（2）更换20Ω电阻，重复刚才的实验步骤；当徽徽换上30Ω的电阻时，发现无论怎样调节滑动变阻器，都无法使电压表示数为刚才的数值，原因可能是控制电压表的示数的太
（选填“大”或“小”）。
（3）徽徽又将定值电阻替换为灯泡，测出在不同电压下灯泡的电流值，将记录下来的数据描绘成U﹣I图像（如下），实验中发现灯泡电阻随温度升高而增大，则正确的图像为 。
（4）隔壁组的安安同学拿来一个阻值为几千欧的电阻Rx，想让徽徽帮忙测量。用刚才的器材和图甲的电路图 （选填“能”或“不能”）完成测量。查阅资料，他们发现电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻，找实验室老师要了一个2000Ω的定值电阻R0，设计了图丙的电路图，电源电压恒为4.5V。当S1闭合，S2接1时，电压表示数为3V；当S1闭合，S2接2时，电压表示数为2.5V，则Rx＝ Ω。
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
0.28
0.30
0.38
0.45
A组
B组
C组
R1
5Ω
R2
10Ω
R3
15Ω
U/V
0.8
1.5
1.8
2.0
U/V
1.6
1.8
2.2
2.6
U/V
1.5
1.8
2.1
2.4
I/A
0.16
0.30
0.36
0.40
I/A
0.16
0.18
0.22
0.26
I/A
0.10
0.12
0.14
0.16
列数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
实验序号
①
②
③
④
电压/V
0.5
1.2
1.8
电流/A
0.10
0.24
0.34
0.5
电压U/V
4
电阻R/Ω
20
15
10
电流I/A
0.20
0.28
0.40
电阻R/Ω
10
电压U/V
2
3
4
5
6
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
R/Ω
10
20
30
40
50
I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
实验组次
1
2
3
电阻R/欧
5
10
20
电流I/安
0.4
0.2
0.1
实验次序
R/Ω
I/A
1
10
0.59
2
20
0.30
3
30
0.20
4
40
0.15
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
17.1 电流与电压和电阻的关系（解析版）
考点直击
典例分析＋变式训练
考点1 电流与电压的关系
1、由于电压是形成电流的原因，说明电流的大小与导体两端的 电压 有关；由于导体的电阻对电流有阻碍作用，所以，电流的大小与导体 电阻有关。
2、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电路图：
⑤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。
【典例1】（2022•武汉模拟）在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，某同学连接的电路如图所示，电源电压保持3V不变。闭合开关，调节滑动变阻器，得到的实验数据如下表。下列说法正确的是（ ）
A．多次实验的目的是减小误差
B．第4次实验数据是错误的
C．选用的滑动变阻器的规格可能是“20Ω 2A”
D．该实验得出的结论是：电阻一定时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比
【答案】C。
【解答】解：A、在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，为得出普遍性的规律要多次测量，故A错误；
B、在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，需控制电阻不变，由R＝可知，当U1＝0.6V，I1＝0.15A时，R1＝＝＝4Ω；当U4＝1.5V，I1＝0.38A时，R4＝＝≈3.9Ω，在误差允许的范围内，第4次实验数据是正确的，故B错误；
C、由表中第1组数据，根据串联电路电压规律和欧姆定律，变阻器连入电路中的电阻：
R滑＝＝＝16Ω＜20Ω．故选用的滑动变阻器的规格可能是“20Ω 2A”，故C正确；
D、由图像可知，电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比，而电压由电源提供，与电流无关，不能说电压与电流成正比，故D错误。
故选：C。
【典例2】（2021秋•静安区校级期中）经历了“探究导体中电流与电压的关系”的实验，你认为下列说法中正确的是（ ）
A．可得出初步结论：某导体两端的电压与通过导体的电流成正比
B．导体中的电流与该导体两端的电压及导体种类无关
C．在设计实验数据记录表时，项目栏应有电阻一项
D．该实验需要更换不同导体种类进行多次实验
【答案】D。
【解答】解：AB、“探究导体中电流与电压的关系”的实验可得结论：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，故AB错误；
CD、“探究导体中电流与电压的关系”实验时，我们把不同规格的导体放在电路中进行多次测量，并记录每次的电流和电压，通过数据分析得到电流与电压的关系，所以记录表的项目栏中有导体、电压和电流，没有电阻，故C错误，D正确。
故选：D。
【典例3】（2022•新都区模拟）如图甲所示是探究“电流与电压关系”的实验电路图，电源电压恒定不变，移动滑动变阻器滑片，测出多组数据，在图乙中画出了R1的电流与电压关系的I﹣U图像，由图可得到的实验结论是 导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 。小组又利用该电路来探究“电流与电阻的关系”，根据实验数据在丙图中作出电流与电阻关系的I﹣R图像，则实验中定值电阻两端保持不变的电压是 2.5 V。
【答案】导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；2.5。
【解答】解：（1）由图乙可知，绘制出电阻R1的I﹣U图像为过原点的直线，据此可得结论：导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（2）根据绘制的电流随电阻变化的图像，定值电阻两端的电压为：
UV＝IR＝0.5A×5Ω＝……＝0.1A×25Ω＝2.5V，即定值电阻两端的电压始终保持2.5V。
故答案为：导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；2.5。
【典例4】（2022•南京一模）在“探究电流与电压的关系”的实验中，实验电路如图所示，三个小组的同学分别用5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻进行探究。
（1）图中有一根线连接错误，请在这根线上打“×”，并在图中改正。
（2）闭合开关前，滑片P应位于 B （选填“A”或“B”）端。
（3）改正电路后，三组同学正确操作得到以下数据：
（4）A组同学根据自己的数据，可得出结论 电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 。
（5）某同学发现，综合分析 3、6、10 三列数据，可分析得出“电流与电阻的关系”。
【答案】（1）如上图所示；（2）B；（4）电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（5）3、6、10。
【解答】解：（1）原电路图中，电压表串联在电路中，变阻器与电阻并联是错误的，滑动变阻器需串联在电路中，电压表需并联在电阻两端，如下图所示：
；
（2）为了保护电路，闭合开关前，滑片P应位于阻值最大处，即B端；
（4）由A组数据可知，R＝＝＝……＝＝5Ω，故可得结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（5）探究电流与电阻的关系时，应控制电阻两端的电压不变，分析三组数据可知，3、6、10三列数据电阻两端的电压相同，故综合分析3、6、10三列数据，可分析得出“电流与电阻的关系”。
故答案为：（1）如上图所示；（2）B；（4）电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（5）3、6、10。
【变式训练1】（2021秋•鼓楼区期末）在探究“导体中的电流与电压关系”的实验中，得到了甲、乙两个元件电流与电压的数据，通过整理绘制出了如图所示的图像，据图像分析，下列判断正确的是（ ）
A．甲、乙两元件中的电流与电压都成正比
B．乙元件是一个定值电阻且阻值大小为10Ω
C．若将甲、乙两元件串联起来接到电路中，当通过甲元件的电流为0.2A时，甲、乙两元件总电压是2.5V
D．若甲、乙元件并联后，接到2V的电压下，甲、乙电阻之比为1：2
【答案】D。
【解答】解：AB、由图像可知，乙元件中电流与两端电压图像不是过原点直线，说明乙元件的电流与电压不成正比，即乙元件不是定值电阻，故AB错误；
C、若将甲、乙两元件串联起来接到电路中，当通过甲元件的电流为0.2A时，由串联电路中各处的电流相等可知通过两元件的电流均为0.2A，
由图像可知，两元件两端的电压U甲＝1V、U乙＝2V，根据串联电路中总电压等于各分电压之和可知，甲、乙两元件总电压U＝U甲+U乙＝1V+2V＝3V，故C错误；
D．若甲、乙元件并联后，接到2V的电路中，根据并联电路中各支路两端的电压相等可知，两元件两端的电压均为2V，
由图像可知，通过两元件的电流分别为I甲＝0.4A，I乙＝0.2A，根据欧姆定律可知甲、乙电阻之比：＝＝＝＝，故D正确。
故选：D。
【变式训练2】（2021秋•江油市期末）同学在探究通过导体的电流与其电压的关系时，将记录的数据作出了如图所示的图像，根据图像，下列说法正确的是（ ）
A．导体甲、乙的电阻都随两端电压的增大而增大
B．导体甲的电阻大于乙的电阻
C．将导体甲与乙串联后接入电路，甲的电压大
D．将导体甲与乙并联后接入电路，甲的电流大
【答案】D。
【解答】解：A、由图象可知，通过甲、乙两电阻的电流与各自两端的电压成正比例函数，即通过导体甲、乙的电流与两端的电压成正比，由欧姆定律可知它们的电阻都是定值，故A错误；
B、由图象，当通过甲、乙的电流都0.2A时，乙两端电压大于甲，由欧姆定律可知乙的电阻大于甲，故B错误；
C、将导体甲与乙串联后接入电路，串联电路各处电流相等，由U＝IR可知电阻大，其两端的电压就大，所以乙的电压大，故C错误；
D、将导体甲与乙并联后接入电路，并联电路各支路两端电压相等，由I＝可知电阻小，通过电阻的电流就大，所以甲的电流大，故D正确。
故选：D。
【变式训练3】（2021秋•岚皋县期末）如图，这是在“探究电流与电压的关系”实验中，根据实验数据绘制的I﹣U图像，由此可知，实验中所用定值电阻的阻值为 5 Ω，在电阻一定时，电流与电压成 正比 。
【答案】5；正比。
【解答】解：由图象知，当R两端电压为2V时，通过的电流为0.4A，
根据I＝可得定值电阻R的阻值为：R＝＝＝5Ω；
由图可知，绘制出电阻R的I﹣U图象为过原点的直线，据此可得结论：电阻一定时，电流与电压成正比。
故答案为：5；正比。
【变式训练4】（2022•龙沙区一模）小佳和小宁两位同学在“探究电流与电压的关系”的实验中，电源使用两节新干电池，滑动变阻器的规格是“20Ω 1A”。
（1）如图甲所示是小佳画出的电路图，小宁进行实物连接如图乙所示，请你在虚线框内把电路图补画完整（要求所补画的元件与实物电路对应）。
（2）小宁刚接上最后一根导线，就发现电流表立即有示数，其操作不当之： 连接电路时开关没有断开 。
（3）确认电路无误后，闭合开关进行实验，第4次实验时电流表示数为0.5A，电压表示数如图丙所示，记为 2.5 V；他们记录的数据如表所示，老师指出其中一组数据有拼凑的嫌疑，你认为是第 ① 组（填写实验序号），理由是 电路的最小电流为0.12A 。
（4）排除有拼凑嫌疑的数据后，分析数据可以得到的结论是：在 电阻 不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成 正 比。
（5）小佳利用实验数据计算出定值电阻R的阻值为 5.1 Ω。
（6）以下实验与“探究电流与电压的关系”进行多次测量目的相同的是 A 。
A.探究重力与质量的关系
B.测量定值电阻的阻值
C.用刻度尺测物体的长度
【答案】（1）如上图所示；（2）连接电路时开关没有断开；（3）2.5；①；电路的最小电流为0.12A；（4）电阻；正；（5）5.1；（6）A。
【解答】解：（1）根据乙图可知，变阻器右下接线柱连入电路中，据此将变阻器串联接入电路中，如下图所示：
；
（2）小宁刚接上最后一根导线，就发现电流表有示数，其操作不当之处：连接电路时开关没有断开；
（3）确认电路无误后，闭合开关进行实验，第4次实验时电流表示数为0.5A，电压表示数如图丙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，记为2.5V；
根据表中数据，由R＝可知，第②次实验的电阻：
R2＝＝＝5.0Ω，
电源电压为3V，变阻器的最大电阻为20Ω，根据串联电阻的规律和欧姆定律，电路的最小电流：
I小＝＝＝0.12A＞0.1A，
故第①组数据有拼凑的嫌疑，理由是电路的最小电流为0.12A；
（4）排除有拼凑嫌疑的数据后，分析数据，考虑到误差因素，电压增大为原来的几倍，通过的电流也增大为原来的几倍，即得到的结论是：在电阻不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（5）根据R＝，③实验的电阻：R3＝5.3Ω，④实验的电阻：R4＝5.0Ω；
为减小误差，取平均值作为测量结果：
R＝＝＝5.1Ω；
（6）“探究电流与电压的关系”进行多次测量的目的是得出普遍性的规律：
A.探究重力与质量的关系，进行多次测量的目的是得出普遍性的规律；
B.测量定值电阻的阻值，进行多次测量的目的是取平均值减小误差：
C.刻度尺测物体的长度，进行多次测量的目的是取平均值减小误差；
故选A。
故答案为：（1）如上图所示；（2）连接电路时开关没有断开；（3）2.5；①；电路的最小电流为0.12A；（4）电阻；正；（5）5.1；（6）A。
考点2 电流与电阻的关系
1、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。
【典例5】（2022春•江阴市期中）在探究“导体电流与电阻关系”时，选择了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个电阻进行实验，实验电路图如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最左端
B．用10Ω电阻实验，读数时的滑片位置比5Ω电阻读数时更靠左
C．实验过程中移动滑片的作用是控制电阻两端的电压一定
D．实验获得多组数据是为了减小实验误差
【答案】C。
【解答】解：A、闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值处，由图可知该实验中P应置于右端，故A错误；
B、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，用10Ω电阻替换5Ω电阻时，由分压原理可知，电压表示数变大，要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，由图可知，此时应将滑片向右适当调节，即用10Ω电阻实验，读数时的滑片位置比5Ω电阻读数时更靠右，故B错误；
C、在探究“导体电流与电阻关系”时，更换定值电阻时，要用滑动变阻器来保持电阻两端电压不变，故C正确；
D、探究电流跟电阻的关系时，要控制电压不变，多次改变定值电阻的阻值，记录电流值，目的是使实验结论具有普遍性，故D错误。
故选：C。
【典例6】（2021秋•鹿邑县期末）如图所示，在探究“通过导体的电流与电阻之间的关系”的实验中，当我们将电阻由5Ω换成10Ω后，接下来的操作正确的是（ ）
A．保持滑动变阻器滑片不动
B．将电池个数增加
C．移动滑动变阻器滑片，保持电压表示数不变
D．移动滑动变阻器滑片，保持电流表示数不变
【答案】C。
【解答】解：在探究电流与电阻的关系的实验中，要控制导体两端的电压保持不变，改变导体的电阻，看看通过导体的电流怎么改变，从而得出电流与电阻的关系，由此可得，当将电阻从5Ω换成10Ω时，要移动滑动变阻器的滑片，使导体两端的电压保持不变，故C正确。
故选：C。
【典例7】（2021秋•正定县期末）探究“电流与电阻的关系”。器材有：滑动变阻器、开关、电源（电压恒为6V）各一个，电流表、电压表各一块，三个定值电阻（10Ω、15Ω、20Ω），导线若干。
（1）图1是小明连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。
（2）电路连接正确后，闭合开关前，滑片应置于 A 端（选填“A”或“B”）。
（3）闭合开关后，移到滑片，使与电阻（20Ω）并联的电压表示数为4V，读出电流表示数，再分别改接15Ω、10Ω的电阻，重复上述实验，收集的实验数据如表1所示。老师告诉小明有一组数据误差较大，便找来一个5Ω的电阻让他再测一组数据。当他把5Ω的电阻接入电路时，要使电压表示数仍为4V，实验不能继续进行，其原因是 超过了电流表所选的量程 。改变连接后，当电压表示数仍为4V时，电流表示数为 0.8 A（如图2所示）。
综合分析数据可得：电压一定时， 导体中的电流跟导体的电阻成反比 。
表1
表2
【拓展】小明又利用上述实验器材探究“电流与电压的关系”，将滑片从一端移到另一端的过程中，收集的实验数据填入了表2中。
（1）分析表2中数据可得：电阻一定时， 导体中的电流跟导体两端的电压成正比 。
（2）分析可知，小明使用的变阻器的最大阻值为 20 Ω。
【答案】（1）导体中的电流跟导体两端的电压成正比；（2）20。
【解答】解：
（1）由图1可知，R与电压表被导线短路了，只改动一根线，修改情况如下图所示：
；
（2）为保护电路，闭合开关前，滑片应置于最大值A端；
（3）若再接入5Ω的电阻时，实验不能正常进行，是由于超过了电流表所选的量程；
电阻两端的电压为4V，根据I＝，电流表选择0～3A量程，分度值0.1A，所以示数为0.8A；
综合数据分析可知，电流与导体电阻的乘积是定值，由此可得：电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。
拓展：
（1）综合表2中数据可知，电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比；
（2）当滑片移到最小阻值处，即接入电路中的电阻为0时，电路中电流I＝0.6A，
定值电阻的阻值R＝＝＝10Ω；
当滑片移到最大阻值处，电路中电流I＝0.2A，
电路中的总电阻R串＝＝＝30Ω，
滑动变阻器的阻值R′＝R串﹣R＝30Ω﹣10Ω＝20Ω；
故答案为：（1）如上图；（2）A； （3）超过了电流表所选的量程；0.8A；导体中的电流跟导体的电阻成反比；
拓展：（1）导体中的电流跟导体两端的电压成正比；（2）20。
【典例8】（2022•西安二模）在探究“通过导体的电流与电阻的关系”的实验中。
（1）小明连接的部分实验电路如图﹣1所示，请用笔画线代替导线将图﹣1中的实验电路连接完整，要求滑片向左移动时电流表示数增大。
（2）连接电路过程中，开关必须 断开 。
（3）检查电路并将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处，闭合开关，发现电流表无示数，电压表有示数，则电路故障可能是定值电阻 断路 （选填“短路”或“断路”）。
（4）排除故障后闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为1.5V，此时电流表示数如图﹣2所示，则此时电路中的电流为 0.3 A，接着小明将原电路中的定值电阻换成阻值为15Ω的定值电阻，闭合开关后发现电压表示数如图﹣3所示，接下来他应将滑动变阻器的滑片向 右 （选填“左”或“右”）移动，当观察到电压表示数为 1.5 V时，再次记录电流表示数，此时电流表示数为0.1A。
（5）小明分析两次实验得到的数据，得出初步结论：在其他条件一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 反比 。
【答案】（1）如上图所示；（2）断开；（3）断路；（4）0.3；右；1.5；（5）反比。
【解答】解：（1）电压表应并联在电阻和电流表两端；滑片向左移动时电流表示数增大，说明变阻器接入电路的阻值变小，故变阻器应选左下接线柱与电流表串联接入电路中，如下图所示：
；
（2）为了保护电路，连接电路过程中，开关必须断开；
（3）检查电路并将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处，闭合开关，发现电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，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，则与电压表并联的支路断路了，即电路故障可能是定值电阻断路；
（4）排除故障后闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为1.5V，此时电流表示数如图﹣2所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，接着小明将原电路中的定值电阻换成阻值为15Ω的定值电阻，闭合开关后发现电压表示数如图﹣3所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为1.8V；在探究导体的电流与电阻关系的实验中，应控制电压不变，需要减小电阻两端的电压，根据串联电路电压规律，应增大变阻器两端电压，根据分压原理，应增大变阻器接入电路的阻值，故接下来他应将滑动变阻器的滑片向右移动，当观察到电压表示数为1.5V时，再次记录电流表示数，此时电流表示数为0.1A；，
（5）当电压表的示数为1.5V，电路中的电流为0.3A，此时接入电路电阻阻值为R1＝＝＝5Ω，小明将原电路中的定值电阻换成阻值为15Ω的定值电阻，此时电流表示数为0.1A，定值电阻两端电压仍为U2＝I2R2＝0.1A×15Ω＝1.5V，故由实验得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
故答案为：（1）如上图所示；（2）断开；（3）断路；（4）0.3；右；1.5；（5）反比。
【变式训练1】（2021秋•南昌县期末）在探究“导体电流与电阻关系”时，选择了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个电阻进行实验，实验电路图如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最左端
B．将5Ω的电阻换成10Ω，应将滑片向左移
C．实验过程中移动滑片的作用是控制电阻两端的电压一定
D．实验获得多组数据是为了减小实验误差
【答案】C。
【解答】解：A、闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值处，由图可知该实验中P应置于右端，故A错误；
B、实验过程中电源电压不变，定值电阻两端的电压不变，则滑动变阻器两端的电压不变，因串联电路中导体两端的电压之比等于电阻之比，则定值电阻和滑动变阻器接入电路的阻值之比不变，所以将5Ω电阻换成10Ω电阻时，需增大滑动变阻器接入电路的阻值，所以滑动变阻器的滑片应向右移动，故B错误；
C、在探究“导体电流与电阻关系”时，更换定值电阻时，要用滑动变阻器来保持电阻两端电压不变，故C正确；
D、探究电流跟电阻的关系时，要控制电压不变，多次改变定值电阻的阻值，记录电流值，判断电流跟电阻的关系，故D错误。
故选：C。
【变式训练2】（2021•惠山区模拟）一位同学用如下图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。电源电压不变，下表是实验数据，若第四次实验时将定值电阻的阻值由40Ω调为50Ω后就直接读出电流表的示数，这个示数可能是（ ）
A．0.15B．0.10C．0.12D．0.13
【答案】D。
【解答】解：研究通过导体的电流与电阻的关系要保持导体两端的电压不变，由欧姆定律，电阻两端的电压：
UV＝I1R1＝0.6A×10Ω＝6V；
当电阻R的阻值为50Ω时，由欧姆定律，电路中的电流应该为：
I′＝＝＝0.12A，
将电阻R的阻值从40Ω调为50Ω后，要保持电阻两端电压不变，应向右移动滑动变阻器滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值变大，滑动变阻器分压变大，从而使电阻两端电压减小保持不变，因此，当未移动滑动变阻器时，电路中的电流应该大于0.12A而小于0.15A，只有D正确。
故选：D。
【变式训练3】（2022春•江阴市期中）如图所示，在探究通过导体的电流与电阻的关系实验中，有以下器材：电源电压为6V、滑动变阻器（30Ω 1A）、电流表（0～0.6A量程）、电压表、三个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω）、开关和导线若干。要完成实验，控制定值电阻两端电压的范围 2 V≤U≤ 3 V；若控制定值电阻两端电压值为1.5V，完成实验需更换最大阻值为 45 Ω的滑动变阻器。
【答案】2；3；45。
【解答】解：（1）设电压表示数为UV，根据串联电路电压的规律和分压原理有：
＝，……①，
①式左边为一定值，右边也为一定值，故当R取最大值时，变阻器对应为30Ω，
即＝，故电压表控制的最小电压为UV＝2V；
因电路中允许通过的最大电流为0.6A，此时电路中的电阻最小，由欧姆定律，U＝IR＝0.6A×5Ω＝3V，即电阻的最大电压为3V，故要完成实验，控制定值电阻两端电压的范围2V≤U≤3V；
（2）电阻两端的电压始终保持UV′＝1.5V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：
U滑＝U﹣UV′＝6V﹣1.5V＝4.5V，变阻器分得的电压为电压表示数的＝3倍，根据分压原理，当接入15Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：
R滑＝3R定大＝3×15Ω＝45Ω，故为了完成整个实验，更换最大阻值为45Ω的滑动变阻器。
故答案为：2；3；45。
【变式训练4】（2021秋•成都期末）如图所示，这是“探究通过导体的电流与电阻关系”的实验电路和依据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像，实验中控制定值电阻R两端的电压为 3 V。由实验数据可知：当电压一定时，电流与电阻成 反比 。
【答案】3；反比。
【解答】解：由图像可知，验中控制定值电阻R两端的电压：UV＝IR＝0.6A×5Ω＝﹣﹣﹣﹣﹣＝0.2A×15Ω＝3V，为一定值，故由图象可以得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比。
故答案为：3；反比。
【变式训练5】（2022•崂山区一模）探究电流与电阻的关系：
用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”，电源电压为6V，滑动变阻器规格为“20Ω，1A”，有5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻各一个。
（1）请你将实验电路连接完整。连接电路时，开关应 断开 。
（2）将5Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片P发现电压表有示数，电流表始终无示数，其原因可能是定值电阻 断路 （选填“断路”或“短路”）；
（3）排除故障后，使电压表示数为U1，电流表示数如图乙，此时电流为 0.4 A，电压表示数为 2 V。
（4）将5Ω的电阻分别换成10Ω、15Ω的电阻，继续实验。发现当定值电阻为15Ω时，无法完成实验。为了让15Ω的电阻也能完成实验，请你提出一个可行的实验方案： 可以在电路中串联一个10Ω的电阻来完成实验 。
【答案】（1）如上图所示；断开；（2）断路；（3）0.4；2；（4）可以在电路中串联一个10Ω的电阻来完成实验。
【解答】解：（1）根据（3）可知，电压表选用小量程，将电压表并联在定值电阻两端，如下图所示：
；
为了保护电路，连接电路时，开关应断开；
（2）闭合开关，移动滑片P发现电流表始终无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，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，则与电压表并联的支路断路了，即其原因可能是定值电阻断路；
（3）将5Ω的电阻接入电路，闭合开关，使电压表示数为U1，电流表示数如图乙，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.4A，定值电阻两端电压为U1＝I1R1＝0.4A×5Ω＝2V，故电压表示数为2V；
（4）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；根据（3）可知，定值电阻两端的电压为UV＝2V；15Ω的电阻接入电路时，电路中的电流为：
I'＝＝＝A；
根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为U'＝U﹣UV＝6V﹣2V＝4V，则滑动变阻器应接入电路的电阻为：
R滑＝＝＝30Ω，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，所以可以在电路中串联一个10Ω的电阻来完成实验。
故答案为：（1）如上图所示；断开；（2）断路；（3）0.4；2；（4）可以在电路中串联一个10Ω的电阻来完成实验。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2021秋•勃利县期末）如图是研究电流与电压、电阻关系的电路图，实验分“保持电阻不变”和“保持电压不变”两步进行。在“保持电压不变”这一步实验时应（ ）
A．保持R2滑片的位置不动
B．保持R1不变
C．更换R1，并调节R2滑片到适当位置，保持电压表示数不变
D．保持电路中电流不变
【答案】C。
【解答】解：研究电流跟电阻的关系时，保持电压不变，更换R1，并调节R2滑片到适当位置，保持电压表示数不变，讨论电流跟电阻的关系。
故选：C。
2．（2022•罗湖区校级开学）如图是运用控制变量法探究电流、电压与电阻三个物理量变化关系的实验电路图。在实验中有一步骤如下：几次改变电阻箱阻值R．那么这一过程是为了探究以下关系中的（ ）
A．保持电阻不变，探究电流与电压的关系
B．保持电压不变，探究电流与电阻的关系
C．保持电流不变，探究电压与电阻的关系
D．以上说法都不正确
【答案】B。
【解答】解：实验中几次改变电阻箱阻值R后，调节滑动变阻器的阻值，可以使电阻两端的电压不变，这是控制电阻两端的电压不变，探究电流与电阻之间的关系，故B正确，D错误；
几次改变电阻箱阻值R时，电阻的阻值发生变化，故A错误；
探究电流、电压与电阻三个物理量变化关系时，不能采用电流不变，探究电压、电阻关系，故C错误。
故选：B。
3．（2021秋•滕州市期末）在“探究电流跟电压、电阻关系”的实验中，同学们绘制的四条图线如图，正确的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】A。
【解答】解：A、在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比，故A正确；
B、在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比，与电阻的倒数成正比，故B错误；
C、在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比，故C错误；
D、在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比，故D错误。
故选：A。
4．（2022•硚口区模拟）如图所示，电源电压不变，在探究电流与电阻的关系实验中，第一次实验中电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器滑片位于中点。第二次实验中用阻值为5Ω的电阻替换R1，正确操作后，关于滑片位置的说法正确的是（ ）
A．滑片位置和第一次实验相同 B．滑片位置较第一次实验偏左
C．滑片位置较第一次实验偏右 D．滑片位置可以在任意位置
【答案】B。
【解答】解：研究电流与电阻的关系时，要保持电压表示数不变（即电阻R两端的电压不变），实验中将10Ω的定值电阻换成5Ω后，根据串联分压原理，电压表的示数变小，所以应使电压表示数增大为原来的电压值；
由串联电路电压的规律，应减小变阻器分得的电压，根据分压原理，应减小变阻器接入电路的阻值，由图知应将滑片向左移。
故选：B。
5．（2021秋•武侯区期末）小红用如图所示的电路图，探究通过导体的电流与导体电阻关系（电源电压恒定），移动滑动变阻器滑片时，应特别观察的是（ ）
A．变阻器滑片B．定值电阻RC．电流表示数D．电压表示数
【答案】D。
【解答】解：研究通过导体的电流与导体电阻的关系，应控制电阻两端电压不变，更换电阻后为保持电阻两端电压不变，应移动滑动变阻器滑片，移动变阻器滑片时，眼睛应注视电压表示数。
故选：D。
6．（2021秋•吴江区期末）如图1所示，是同学在探究“电流与电阻关系”实验中设计的电路图、以及绘制的图像（图2），对此提出了以下的见解，其中说法不正确的是（ ）
A．该实验中滑动变阻器的作用：保护了电路和控制定值电阻的电压不变
B．实验中滑动变阻器最大阻值过小可能会导致部分电阻的电压达不到预设电压值
C．由图2图像中的阴影部分面积对应的物理量是电压
D．用10Ω的电阻代替5Ω电阻实验时，为达到实验目的应调节滑片向右移动
【答案】D。
【解答】解：A、探究电流与电阻的关系时，要控制电阻的电压不变，该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，还有控制电阻电压不变的作用；故A正确。
B、研究电流与电阻的关系时，要控制电压表示数不变，假设电源电压一定，根据串联电路电压的规律，定值电阻与滑动变阻器分得的电压均为定值，根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻与定值电阻的比值为一定值，接入电路中的定值电阻越大，变阻器连入电路中的电阻越大，滑动变阻器的最大阻值太小可能会导致部分电阻的电压达不到预设电压值，故B正确。
C、图2图像中的阴影部分面积等于电阻R乘以电流I，即U＝IR，故C正确。
D、根据串联电路的分压原理可知，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，根据串联电路电压的规律可知，为了保持定值电阻两端电压不变，应增大滑动变阻器分得的电压，由串联分压的分压原理可知，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，使电压表的示数不变，故D错误。
故选：D。
7．（2022•剑阁县模拟）某同学利用如图所示的电路“探究电流与电压、电阻的关系”，下列有关说法错误的是（ ）
A．实验开始时，滑动变阻器的滑片处于最大值端，作用是使电路中的电流最小，可以保护电路
B．探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时，可调节滑片P，使电压表的示数产生变化
C．在探究通过导体的电流与导体电阻的关系时，当将R由10Ω换成20Ω时，应将滑片向左移动，使电压表示数不变
D．实验中，多次测量是为了减小实验误差
【答案】D。
【解答】解：A、实验开始时，滑动变阻器的滑片处于最大值端，作用是使电路中的电流最小，可以保护电路，故A正确；
BD、探究通过导体的电流与导体两端电压关系时，要控制电阻不变，为得出普遍性的结论，通过调节滑片，改变电阻的大小，记录对应的电流大小，故B正确；D错误；
C、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，将定值电阻由10Ω改接成20Ω的电阻，根据串联分压原理可知，电阻增大，其分得的电压增大；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，故应将滑片向左移动，使电压表示数不变，故C正确。
故选：D。
8．（2022•揭阳一模）某同学利用如图甲所示的电路进行实验，电源电压恒为3V，更换5个定值电阻Rx得到如图乙所示的图象。以下有关叙述正确的是（ ）
A．该同学研究的是电流和电压的关系
B．实验中电压表的示数保持2V不变
C．将R从10Ω换成15Ω后，应将滑片P向左移
D．滑动变阻器阻值变化范围为1～5Ω
【答案】D。
【解答】解：A、由图象可知，电流与电阻之积为：UV＝IR＝0.5A×5Ω＝……＝0.1A×25Ω＝2.5V，即电压不变，根据控制变量法，故研究电流与电阻的关系，故A错误；
B、由A知，实验中电压表的示数保持2.5V不变，故B错误；
C、根据串联分压原理可知，将定值电阻由10Ω改接成15Ω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，使电压表的示数不变，故C错误；
D、由图中数据，电流路的最大电流为0.5A，对应的定值电阻为5Ω，由串联电路的规律及欧姆定律，变阻器的最小电阻为：R小＝﹣R1＝﹣5Ω＝1Ω；
同理，电流的最小电流为0.1A，由串联电路的规律及欧姆定律，变阻器的最大电阻为：R大＝﹣R1＝﹣25Ω＝5Ω；滑动变阻器阻值变化范围为1Ω～5Ω，故D正确。
故选：D。
二、填空题。
9．（2022•镇海区一模）用如图所示的电路图研究“电流与电阻的关系”。电流表量程为“0—0.6A”，电压表量程为“0—3V”，滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”，电源电压3伏恒定不变。在AB间分别接入阻值不同的电阻R，移动滑动变阻器的滑片，读出电流表示数并记录。
（1）分析表中数据，可得出的实验结论是 电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比 ；
（2）为了使实验结论更可靠，应该 保持AB间电压2V不变 ，再多测几组数据，AB间允许接入电阻R的取值范围是 3.3～100 欧。
【答案】（1）电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；（2）保持AB间电压2V不变；3.3～100。
【解答】解：（1）根据表中数据知：电流与电阻的乘积都为5Ω×0.4A＝10Ω×0.2A＝20Ω×0.1A＝2V，故可以得出：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；
（2）为了使实验结论更可靠，控制AB间电压2伏不变；
因电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，
所以，为了保证电路的安全，电路中的最大电流为0.6A，此时定值电阻和滑动变阻器接入电路中的电阻都最小，
根据欧姆定律可知，此时电路中的定值电阻最小为：
R小＝＝≈3.3Ω；
因为滑动变阻器的最大电阻为50Ω，当滑动变阻器的电阻最大时，定值电阻阻值也最大；
根据串联分压原理和欧姆定律可知，此时电流的电流为：
I′＝＝＝＝0.02A；
定值电阻的最大值为：
R大＝＝＝100Ω，
故AB间允许接入电阻R的取值范围是3.3～100Ω。
故答案为：（1）电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；（2）保持AB间电压2V不变；3.3～100。
10．（2021秋•涡阳县期末）小宇探究电流与电阻关系时，设计了如图甲所示电路图，图乙是根据测量数据绘制的图像。
由测量数据可知：当他把10Ω定值电阻换成15Ω时，滑动变阻器的滑片P应向 右 （选填“左”或“右”）移动，使电压表示数保持不变。
【答案】右。
【解答】解：研究电流与电阻关系时，需要保持电压不变；
当把10Ω定值电阻换成15Ω时，根据串联电路的分压知识，闭合开关后，电压表的示数将变大，要使电压表的示数不变，应增大滑动变阻器的阻值，将滑片向右端滑动，使电压表的示数保持不变。
故答案为：右。
11．（2021秋•和平区期末）小虎在探究通过导体的电流与电阻的关系时，根据实验的数据绘出了如图所示的图象，根据图象可知：小虎控制导体两端的电压为 2 V；电压一定时，导体中的电流与电阻成 反比 。
【答案】2；反比。
【解答】解：通过导体的电流与导体两端电压和导体电阻有关，所以探究通过导体的电流与电阻的关系时应保持电压不变；
由图象可知，当＝0.1Ω﹣1，即R＝10Ω时，通过导体的电流为0.2A，由欧姆定律，所以导体两端电压U＝IR＝0.2A×10Ω＝2V；
由图象可知，电压一定，通过导体的电流与电阻的倒数成正比，说明通过导体电流与导体电阻成反比。
故答案为：2；反比。
12．（2021秋•张店区期末）在“探究电流与电压的关系”实验中，小明和小美经过讨论，将实验方案由甲图改为乙图，这样改进的好处是 可方便改变电阻的电压，从而多次测量得出普遍性的结论 ；实验结束，根据图像丙，他们得出的实验结论是 导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 。
【答案】（1）可方便改变电阻的电压，从而多次测量得出普遍性的结论；（2）导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【解答】解：（1）探究电流与电压的关系实验中，为得出普遍性的结论，要多次测量，而甲图中，电压表示数等于电源电压，只能得出一组数据；
而乙图中，滑动变阻器与电阻串联，通过移动变阻器的滑片可方便改变电阻的电压，从而多次测量得出普遍性的结论；
（2）由图丙知，绘制出电阻R的I﹣U图象为过原点的直线，据此可得结论：导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
故答案为：（1）可方便改变电阻的电压，从而多次测量得出普遍性的结论；（2）导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
13．（2021秋•锦江区校级期中）如图甲所示是小燃“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（30Ω 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 电阻 不变，采用 控制变量 的研究方法。
②闭合开关前，应将滑动变阻器滑片P移至阻值最大端，保护电路。实验中滑动变阻器的另一个作用是 A （填写字母代号）
A.改变定值电阻两端的电压
B.保证定值电阻两端的电压不变
③小燃选用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图象对应的阻值为 5 Ω的电阻。
（2）探究电流与电阻的关系：
①小燃在实验中，首先确定一个保持不变的电压值U＝1V，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 b 移动（选填“a”或“b”），使电压表示数等于1V。
②当AB间换按20Ω的电阻时，小燃无论怎样移动滑动变阻器的滑片都无法使电压表示数达到1V，你认为的原因可能是 B 。
A.滑动变阻器的最大值太大
B.滑动变阻器的最大值太小
【答案】（1）①电阻；控制变量；②A；③5；（2）①b；②B。
【解答】解：（1）探究电流与电压关系：
①探究电流与电压的关系时，要保持电阻不变，采用的科学方法是控制变量法；
②为避免实验的偶然性，应多次测量通过定值电阻的电流随其两端电压的变化，才能得出具有普遍性的结论，实验中滑动变阻器的另一个作用是改变电阻两端的电压，故A正确；
③小明选用5Ω和10Ω的两只电阻分别进行实验后，由图乙作图如下所示：
由图可知，当电压相等时，M对应的电流大，由欧姆定律R＝，M图象对应的电阻小，故M图象对应的是5Ω；
（2）探究电流与电阻的关系：
①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，即应保持定值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b端移动，才能使电压表示数仍等于1V；
②当改用20Ω的电阻时，要保持电压表的示数仍为1V，则电路中的电流I＝＝＝0.05A，
滑动变阻器接入的阻值应为：R滑＝＝＝40Ω，
而实验中滑动变阻器的最大阻值为30Ω，小于40Ω，无法使电压表的示数达到1V，故选B。
故答案为：（1）①电阻；控制变量；②A；③5；（2）①b；②B。
14．（2022•蜀山区校级一模）某小组同学用图甲的电路图探究欧姆定律，实验中他们所用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，电源电压为6V。
（1）在探究“导体中的电流跟导体电阻的关系”时，把定值电阻由5Ω换成10Ω，闭合开关后，电压表如图乙所示，下一步的操作是将变阻器的滑片P向 右 （选填“左”或“右”）移动，目的是 控制电阻两端的电压不变 。
（2）根据多次测量数据描绘出电流随电阻变化的曲线如图丙所示，由图象可得出的结论是： 在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比 。
（3）若实验中所选电阻都参与了实验才得到丙图，则实验中的滑动变阻器的规格应选择 B 。
A.“25Ω 2A”
B.“50Ω 2A”
【答案】（1）右；控制电阻两端的电压不变；（2）在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（3）B。
【解答】解：（1）在探究“导体中的电流跟电阻的关系”时，应控制电阻两端电压不变，把定值电阻由5Ω换成10Ω，闭合开关后，定值电阻两端电压变大，为保持电阻两端电压不变，应增大滑动变阻器的电压，根据分压原理，应将变阻器的滑片P向右移动。
（2）由图象可知，导体的电阻增大，通过导体的电流减小，通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变，故可得出结论：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
（3）由丙图可知，电流与电阻的乘积0.5A×5Ω＝……＝0.1A×25Ω＝2.5V，即定值电阻两端的电压始终保持UV＝2.5V不变，当实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝6V﹣2.5V＝3.5V，变阻器分得的电压为电压表示数的＝1.2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＝1.2×25Ω＝30Ω，即所选择的变阻器的最大阻值不能小于30Ω，故选B。
故答案为：（1）右；控制电阻两端的电压不变；（2）在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（3）B。
三、作图题。
15．（2021•临邑县校级模拟）在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系实验中，
（1）根据实验要求，在如图所示的虚线框内画出实验所需的电路图（其中部分电路已画出）；
（2）根据所画的电路图，用笔画线代替导线将实物图连接起来，使之成为符合实验要求的电路。要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时滑动变阻器的阻值变小（其中部分导线已连好）
【解答】解：（1）探究通过导体的电流与导体两端电压的关系实验中，要用电压表测电阻的电压，电流表测电阻的电流，为得出普遍性规律要多次测量，要改变电阻的电压和通过的电流，故将变阻器串联在电路中，如下左所示；
（2）要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时滑动变阻器的阻值变小，故滑片以左电阻连入电路中，电流表可选用小量程与电阻串联，根据电路图连接实物图，如下右所示：
故答案为：（1）电路图如上左所示；（2）实物图如上右所示。
16．（2020秋•柘城县期末）在“探究通过定值电阻的电流与电压的关系”实验中：
（1）如图所示，用笔画线代替导线，将实验电路连接完整（要求滑片左移时，滑动变阻器接入电路的阻值变小）；
（2）在虚线框中画出实验电路图。
【解答】解：（1）因滑片左移时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，即应将变阻器滑片左边电阻丝连入电路中，如下左图所示；
（2）根据实物图画出电路图，如下图右图所示：
四、实验探究题。
17．（2022•长兴县模拟）小明用图甲所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”，电源电压15V保持不变，滑动变阻器的规格是“50Ω，2A”，阻值为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的定值电阻各1个，电流表量程0～0.6A、0～3A，电压表量程0～3V、0～15V。
（1）根据图甲，将图乙所示的实物图连接完整。
（2）小明将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片，记录对应的几组电表示数，此过程小明探究的问题是 在电阻不变时，通过导体的电流与电压的关系 ；
（3）为了探究电流与电阻的关系，同学们继续实验，上表为某同学提交的实验数据。
①该同学用10Ω的电阻换成20Ω的电阻时，应该将滑动变阻器的滑片向 b 端移动（选填“a”或“b”）。
②老师指出有一组数据不符合实际，不符合实际的实验次序是 4 ，理由是 电路最小电流为0.17A 。
【答案】（1）如上图所示；（2）在电阻不变时，通过导体的电流与电压的关系；（3）①b；②4；电路最小电流为0.17A。
【解答】解：（1）探究“电流与电阻的关系“的实验中，电压表测定值电阻两端电压，与定值电阻并联；电流表测通过定值电阻的电流，与定值电阻串联；由于电源电压较大，电压表选用大量程，由实验数据可知，电流表选用小量程，如下图所示：
；
（2）小明将10Ω的电阻接入电路（控制电阻的大小不变）闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片，记录对应的几组电表示数，此过程小明实际探究的问题是在电阻不变时，通过导体的电流与电压的关系；
（3）①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b端移动；
②变阻器的最大电阻为50Ω，由表中最后一组数据实验电阻的大小，由欧姆定律，电路的最小电流为：
I＝＝≈0.17A＞0.15A，故不符合实际的实验次序是4，理由是电路最小电流为0.17A。
故答案为：（1）如上图所示；（2）在电阻不变时，通过导体的电流与电压的关系；（3）①b；②4；电路最小电流为0.17A。
18．（2022•沈河区校级模拟）在探究“电流与电压的关系”的实验中：
准备的器材有：滑动变阻器（30Ω 2A）、开关、电源（电压恒为6V）各一个，电流表、电压表各一个，一个5Ω的定值电阻，导线若干。
（1）如图甲是小明连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并用笔画出正确的连线；
（2）实验中调节滑动变阻器滑片P，测出通过定值电阻R的不同电压和对应的电流如表所示。老师看后说其中一次实验数据不存在，有凑数的嫌疑，请分析出凑数的实验次数是第 1 次；
（3）排除错误数据后，小明根据表格中其它数据可得结论：导体电阻一定，通过导体的电流与它两端电压成 正比 ；
（4）完成上述实验之后，小明想测量一个小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定电压为U额。他又找来一个阻值为R0的定值电阻，设计了电路图如图乙所示。
①只闭合开关S和S2，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为 ，此时小灯泡正常发光；
②只闭合开关S和S1，保持滑动变阻器滑片的位置不动，记下电流表的示数I；
③小灯泡额定功率的表达式是P额＝ U额（I﹣） 。（用已知量和所测物理量符号表示）
【答案】（1）如图所示；（2）1；（3）正比；（4）①；③U额（I﹣）。
【解答】解：（1）原电路中，滑动变阻器连接错误，滑动变阻器应接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中，改正后如下所示：
；
（2）变阻器的最大电阻为30Ω，由串联电阻的规律及欧姆定律，电路的最小电流：
I小＝＝≈0.17A＞0.1A；
故第1组数据存在问题，原因是电路的最小电流为0.17A；
（3）排除问题数据，由表中数据知，因电压增大为原来的几倍，通过的电流也增大为原来的几倍，可以得出结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（4）①只闭合开关S和S2，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为，此时小灯泡正常发光。
②只闭合开关S和S1，保持滑动变阻器滑片的位置不动，记下电流表的示数I；
③在①中，电流表测定值电阻的电流，根据欧姆定律的变形公式，U＝IR，定值电阻的电压×R0＝U额，根据并联电路电压的规律，灯的电压为额定电压，灯正常发光；
在②中，电流表测灯与定值电阻并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律灯的额定电流为：I额＝I﹣，
小灯泡额定功率的表达式是：
P额＝U额I额＝U额（I﹣）。
故答案为：（1）如上图所示；（2）1；（3）正比；（4）①；③U额（I﹣）。
19．（2022•安徽模拟）徽徽用图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”，电源电压恒为4.5V，滑动变阻器上标有“30Ω 2A”字样，阻值为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻各一个。
（1）连接电路之前，徽徽检查了电表，并对电表进行调零，将滑动变阻器的滑片应该位于B端，徽徽将5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，移动滑片，发现电流表有示数而电压表无示数，他及时纠正了电路中的故障，记录下此时的电流表示数。
（2）更换20Ω电阻，重复刚才的实验步骤；当徽徽换上30Ω的电阻时，发现无论怎样调节滑动变阻器，都无法使电压表示数为刚才的数值，原因可能是控制电压表的示数的太 小 （选填“大”或“小”）。
（3）徽徽又将定值电阻替换为灯泡，测出在不同电压下灯泡的电流值，将记录下来的数据描绘成U﹣I图像（如下），实验中发现灯泡电阻随温度升高而增大，则正确的图像为 A 。
（4）隔壁组的安安同学拿来一个阻值为几千欧的电阻Rx，想让徽徽帮忙测量。用刚才的器材和图甲的电路图 不能 （选填“能”或“不能”）完成测量。查阅资料，他们发现电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻，找实验室老师要了一个2000Ω的定值电阻R0，设计了图丙的电路图，电源电压恒为4.5V。当S1闭合，S2接1时，电压表示数为3V；当S1闭合，S2接2时，电压表示数为2.5V，则Rx＝ 1250 Ω。
【答案】（2）小；（3）A；（4）不能；1250。
【解答】解：（2）研究电流与电阻关系时，要控制电阻的电压不变，由乙图可知，电压表控制的电压为2V；设电压表的示数为UV，当换上最大定值电阻，变阻器阻值最大时，电压表的示数最小，根据串联电路电压的规律和分压原理有：
＝，即＝，
解得UV＝2.25V，
应控制电压表的示数不低于2.25V；
故当徽徽换上30Ω的电阻时，发现无论怎样调节滑动变阻器，都无法使电压表示数为刚才的数值，原因可能是控制电压表的示数太小；
（3）灯的电阻随温度的升高而变大，不是一个定值，故电流随电压的变化图象不是过原点的直线，B错误；
由图2A知，电压增大量大于电流增加量，如图2所示，由欧姆定律，电阻变大；
由图2C知，电压增大量小于电流增加量，由欧姆定律，电阻变小，C错误；故选A；
（4）电源电压恒为4.5V，隔壁组的安安同学拿来一个阻值为几千欧的电阻Rx，想让徽徽帮忙测量，由欧姆定律，电路的最大电流远小于电流表分度值0.02A，故不能测量出电路的电流大小，不能根据伏安法测电阻大小；
设计了电路图丙，电源电压恒为4.5V，S2接2时，定值电阻与电压表串联，电压表示数为2.5V，由串联电路电压的规律，定值电阻的电压为：U0＝U﹣UV'＝4.5V﹣2.5V＝2V，由分压原理：
＝，即＝，
解得RV＝×2000Ω＝2500Ω；
S1闭合，S2接1时，待测电阻与电压表串联，电压表示数为3V；由串联电路电压的规律，待测电阻两端的电压为：Ux＝U﹣UV''＝4.5V﹣3V＝1.5V，由分压原理：
＝，即＝，
解得Rx＝×2500Ω＝1250Ω。
故答案为：（2）小；（3）A；（4）不能；1250。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
0.28
0.30
0.38
0.45
A组
B组
C组
R1
5Ω
R2
10Ω
R3
15Ω
U/V
0.8
1.5
1.8
2.0
U/V
1.6
1.8
2.2
2.6
U/V
1.5
1.8
2.1
2.4
I/A
0.16
0.30
0.36
0.40
I/A
0.16
0.18
0.22
0.26
I/A
0.10
0.12
0.14
0.16
列数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
实验序号
①
②
③
④
电压/V
0.5
1.2
1.8
电流/A
0.10
0.24
0.34
0.5
电压U/V
4
电阻R/Ω
20
15
10
电流I/A
0.20
0.28
0.40
电阻R/Ω
10
电压U/V
2
3
4
5
6
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
R/Ω
10
20
30
40
50
I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
实验组次
1
2
3
电阻R/欧
5
10
20
电流I/安
0.4
0.2
0.1
实验次序
R/Ω
I/A
1
10
0.59
2
20
0.30
3
30
0.20
4
40
0.15
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
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