实验15 探究电流与电压、电阻的关系--最新中考物理二轮题型专项复习讲练（全国通用）

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实验15 探究电流与电压、电阻的关系
知识点一、探究电流与电压的关系
2.注意事项
（1）连接电路时，开关应处于断开状态；
（2）为了使得出的结论更具有普遍性，可换用5Ω、15Ω的电阻重复上述实验步骤；
（3）实验中可以通过改变串联的干电池的个数或调节学生电源的电压，但实验时常采用移动滑动变阻器的滑片P来达到改变电压的目的；
（4）调节滑动变阻器时，要缓慢移动滑片，防止电压表、电流表示数变化过快；
（5）移动滑动变阻器滑片过程中，眼睛要紧盯电压表，当电压表示数达到设定值时，停止移动滑片，记录电流表的示数。
知识点二、探究电流与电阻的关系
1．（2023•宁夏）在“探究电流与电压的关系”实验中，实验小组用电压表测得电源电压为2.8V，并连接了如图甲所示的部分电路：
（1）观察图甲，请指出电路连接过程中的不妥之处： 。
（2）改正后，请用笔画线代替导线，在图甲上完成剩余电路的连接（要求：向右移动滑动变阻器的滑片P，其阻值增大）。
（3）闭合开关后，观察到电压表示数接近电源电压，电流表无示数，出现该故障的原因是 。
（4）排除故障后，开始测量并将实验数据记录在表中，当电压表示数为2.0V时，电流表示数如图乙所示，为 A。
（5）根据表中实验数据，得出的实验结论是： 。
（6）若要继续完成“探究电流与电阻的关系”的实验，除了现有的实验器材之外，还需增加 。
2．（2023•凉山州）小李利用以下器材探究“电流与电阻的关系”：学生电源、电流表（0～0.6A）、电压表（0～3V）、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关、滑动变阻器和导线若干。
（1）请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路（连线不得交叉）；
（2）连接电路时，开关应 （选填“断开”或“闭合”），且应将滑动变阻器的滑片移到最 （选填“左”或“右”）端；
（3）小李把学生电源调至6V，将定值电阻依次接入电路，调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记下电流表的示数，得到图丙所示的电流I随电阻R变化的图像，由图像可以得出结论：电压一定时，电流与电阻成 （选填“正比”或“反比”）；
（4）正确连接电路后，实验中小李发现电压表示数突然变大，电流表示数几乎为零，则可能是定值电阻出现 故障；
（5）在图丙中，定值电阻的阻值为5Ω和20Ω时，滑动变阻器的电功率分别为P1和P2，则P1：P2＝ 。
3．（2022•吉林）图甲是“探究电流和电压的关系”的实验装置，电源电压为3V：
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处于最 端；
（2）闭合开关，发现电压表有示数，电流表无示数，移动滑动变阻器的滑片时，两块电表示数均没有变化，则电路故障可能是定值电阻 ；
（3）排除故障后，正确连接电路。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，将测得的数据绘制成U﹣I图象，如图乙所示。分析图象可以得出：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 ；滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
4．（2022•晋中）在“探究电流与电压的关系”实验中：
（1）请你用笔画线代替导线把图甲电路连接完整（导线不得交叉）。
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表的示数接近电源电压，其原因可能是 。
（3）排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为0.5V时，电流表的示数如图乙所示，则电流表示数为 A。
（4）继续实验，记录实验数据如下表，请你根据表中数据在图丙中描点作出图象。分析图象可以得到的结论是 。
5．（2022•六盘水）在探究“电流与电阻的关系”实验中，小明设计了如图甲所示电路图，选用器材如下：2节新干电池、阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻、滑动变阻器（20Ω 1A）、电压表、电流表、开关及导线若干。
请回答下列问题：
（1）连接电路时，开关应处于 状态。
（2）实验过程中小明发现电压表示数接近3V，电流表几乎无示数，造成此故障的原因可能是 。
（3）排除故障后，小明更换定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，将实验数据填入表中。当更换20Ω的定值电阻进行实验时，电流表的示数如图乙所示，则通过定值电阻的电流为 A，由此可知，小明控制定值电阻两端的电压为 V。
（4）分析实验数据可知，在实验过程中，滑动变阻器接入电路的最大阻值为 Ω。
6．（2023•门头沟区二模）小明想要利用如图所示的电路探究“电流与电压的关系”，下列说法正确的是（ ）
A．实验过程中应该保持电阻R阻值不变
B．实验过程中滑动变阻器的作用只是保护电路
C．实验过程中应该调滑动变阻器使电流表示数不变
D．实验过程中应该调滑动变阻器保持电压表示数不变
7．（2023•南宁一模）某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时，根据收集到的数据画出了如图所示的一个图象。下列结论与图象相符的是（ ）
A．电压一定时，电流随着电阻的增大而减小
B．电阻一定时，电压随着电流的增大而增大
C．电阻一定时，电流随着电压的增大而增大
D．电压一定时，电阻随着电流的增大而减小
8．（2023•新洲区模拟）如图所示，是某同学“探究电流与电阻的关系”的实验电路，所用的电源电压恒为6V，电流表选用0～0.6A量程，滑动变阻器规格为“60Ω，1A”，下表是该同学进行实验时记录的数据。下列说法错误的是（ ）
A．图中a是电压表，b是电流表
B．如果闭合开关后两表都没有示数，故障可能是电流表断路
C．为使所有电阻都能完成实验，定值电阻两端电压的控制范围为1.5～3V
D．分析表中数据，可初步得出结论：电压一定时，电阻与电流成反比
9．（2023•洪山区校级模拟）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。已知电源电压为3V，滑动变阻器上标有“30Ω 1A”字样。闭合开关，调节滑动变阻器，实验中得到的实验数据如表所示，下列说法不正确的是（ ）
①第1次实验的数据不是他实验中实际测得的
②第4次实验时滑动变阻器接入电路电阻与定值电阻的阻值之比为2：1
③多次实验的目的是为了减小误差
④该实验得出的结论是：通过导体的电流跟导体两端的电压与成正比
A．③④B．①③C．②③④D．①②③④
10．（2023•乾安县一模）一位同学用如图所示的电路探究“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30Ω调为40Ω后就直接读出电流表的示数，这个示数应该是（ ）
A．0.2B．0.17C．0.15D．0.13
11．（2023•天元区一模）小明在“探究电流与电阻关系”的实验中，所用电源是两节新的干电池，定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
（1）小明将5Ω的定值电阻接入如图甲所示的电路中。经检查发现电路中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确。
（2）改正电路后，实验过程中小明发现电压表示数接近3V，电流表几乎无示数，造成此故障的原因可能是 。
（3）改正电路，查明故障后，闭合开关，向右移动滑动变阻器的滑片，电压表示数 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（4）将5Ω定值电阻接入电路，当电压表的示数为 V时，电流表示数如图乙。接着小明用10Ω电阻替换5Ω电阻，并移动滑动变阻器的滑片，使滑动变阻器接入电路中的电阻 （选填“变大”“变小”或“不变”），才能保持定值电阻两端的电压不变。
（5）换接电阻多次实验，是为了 。通过实验探究，小明得出的结论是：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻 。
12．（2023•甘州区校级模拟）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。
（2）闭合开关S后，移动滑片P时发现电压表无示数，电流表有示数且不断变化，则电路故障可能是定值电阻R发生了 （填“断路”或“短路”）。
（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 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 （填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为 V。
13．（2023•潮阳区校级三模）在“探究导体的电流跟电阻的关系”实验中，器材有：电源（电压恒为4.5V），电流表、电压表和开关各一个，六个定值电阻（10Ω、15Ω、20Ω、30Ω、45Ω、50Ω），滑动变阻器（规格是“20Ω 2A”），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“×”并补画出正确的连线。
（2）将错误连接改正后，闭合开关，两电表均无示数。现将电压表接在变阻器两端时有示数，接在开关两端时无示数，则电路故障是 （填字母）。
A.电阻断路
B.电流表断路
C.滑动变阻器断路
D.开关短路
（3）排除故障后进行实验，通过实验得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图象，由图象可知：保持电阻两端电压U＝ V不变。
（4）当小明把45Ω的电阻接入电路中时，发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片都不能使电阻两端电压达到控制电压U。为保证六个电阻单独接入电路中完成实验，调节电源电压，最大值为 V，或将滑动变阻器换成最大阻值为 Ω的变阻器，两种方法都行。
14．（2023•福州模拟）某物理学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中，连接了如图甲所示电路（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：滑动变阻器滑片P向左移动，电路中电流变小，导线不得交叉）；
（2）连接好电路，闭合开关，发现电压表示数接近于电源电压，电流表几乎无示数，则故障为定值电阻R （选填“短路”或“断路”）；
（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变化的图像，由图像可知R两端的电压为 V；当R的阻值由5Ω更换为10Ω时，滑动变阻器的滑片应向 （选填“左”或“右”）端滑动，使电压表示数保持原来不变，若实验中R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω，则滑动变阻器的阻值至少是 Ω。
15．（2023•兰陵县模拟）用图甲所示电路探究电流与电阻的关系，电源电压为6V，四个定值电阻为5Ω、10Ω、20Ω和25Ω。
（1）请根据图甲所示电路图，用笔画线代替导线，将图乙实物图连接完整。
（2）连接电路时，开关应处于 状态，滑动变阻器的滑片应置于最 端。
（3）实验时，先将5Ω的定值电阻接入电路，并调节滑动变阻器的滑片，让电压表的示数为2V，读出电流表的示数并记录。断开开关，将定值电阻换成I0Ω的再闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向 移动，直至电压表的示数为2V。
（4）依次更换不同的电阻完成实验，其中更换25Ω电阻时，电流表的读数应为 A。
（5）根据实验数据绘制的图象如图丙所示，可得出结论： 。
（6）为完成该实验，滑动变阻器的最大阻值应该不低于 Ω。
提出问题
电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压存在什么关系
猜想与假设
由电压可知，电压时产生的电流的原因，同一个小灯泡，在以一节干电池供电时，小灯泡发光较暗，用两节干电池供电时，小灯泡发光较亮，所以有两种猜想：①导体两端电压越大，导体中电流越大；②通过导体的电流与导体两端电压成正比。
设计实验
运用控制变量法，控制导体（电阻）的阻值不变，通过调节滑动变阻器改变电阻两端电压，观察并记录电流表的示数，分析电流随电压的变化规律。实验电路如图所示。
实验器材
电压表、电流表、滑动变阻器、10Ω的定值电阻、电源、开关、导线若干
进行实验
（1）按照电路图连接实物电路。
（2）闭合开关前检查电路中各元件的连接是否正确，并将滑动变阻器的滑片移动定值最大处。
（3）电路连接无误后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数分别为1V、2.0V、3.0V、4.0V、5.0V、6.0V，从电流表上读出相应的电流值，并记录在表中。
定值R/Ω
10Ω
电压U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
（4）在坐标系中，根据各电流值与对应的电压值描点，并用平滑曲线连接各点，画出I-U关系图像，如图所示。
分析论证
分析实验数据和I-U图像可以看出：定值一定时，通过电阻的电流与其两端电压有关，电流随电压的最大而增大；电压变为原来的几倍，电流也变为原来的几倍，电流与电压的比值为一定值。
实验结论
在电压一定的情况下，通过导体的电流与导体两端电压成正比，即电阻R不变时，
提出问题
电压一定时，导体中的电流与导体的电阻存在什么关系
猜想与假设
因为电阻表示导体对电流的阻碍作用的大小，所以电流与电阻的关系有两种猜想：①导体电阻越大，通过的电流越小；②通过导体的电流与导体的电阻成反比。
设计实验
（1）要研究电流与电阻的关系，需要改变接入电路的电阻的大小，在实验时更换不同阻值的电阻接入电路即可；
（2）在该实验中，更换电阻后要控制电阻两端电压不变，我们可以在电路中串联一个滑动变阻器，通过调节滑动变阻器使不同的电阻两端电压相等；
（3）实验电路图如图所示。
实验器材
电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关各一个，阻值为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻各一个，导线若干
进行实验与收集证据
（1）按实验电路图连接实物电路，将5Ω电阻接入电路中；
（2）闭合开关前，检查电路中各元件的连接是否正确，并将滑动变阻器短片移到阻值最大处；
（3）确定电路连接无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，是一点半示数为3V，再读出电流表的示数并填入表中；
（4）断开开关，将阻值为5Ω的定值电阻更换为10Ω、15Ω的定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，是电压表示数保持在3V不变，分别读出对应电流表的读数并填入表中；
电压U/V
3V
电阻R/Ω
5
10
15
电流I/A
0.6
0.3
0.2
（5）在坐标系中，根据各电流值和对应的电阻值描点，并用平滑的曲线连接各点，画出I-R关系图像，如图所示。
分析论证
分析数据和I-R关系图像可以看出：电压一定时，通过电阻的电流与其阻值有关，电阻变为原来的n倍，电流就变为原来的1/n，电流与电阻的乘积为一定值。
实验结论
在电压一定的情况下，通过导体的电流与导体的电阻成反比，即U不变时，I1R1=I2R2。
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.15
0.25
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.4
0.2
实验次数
1
2
3
4
R/Ω
5
10
15
20
I/A
0.40
0.20
0.13
0.10
序号
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
I/A
0.10
0.19
0.42
0.39
0.49
R/Ω
10
20
30
40
50
I/A
0.6
0.3
0.2
0.12