全国各地名校2026届九年级(初三)中考物理一轮复习专题20 探究电流与电压、电阻的关系(模型与方法)试卷含答案
展开
这是一份全国各地名校2026届九年级(初三)中考物理一轮复习专题20 探究电流与电压、电阻的关系(模型与方法)试卷含答案,共6页。试卷主要包含了探究电流与电压关系,探究电流与电阻关系,实验探究题等内容,欢迎下载使用。
模型破解 拆解步骤,突破思维壁垒……………………………………………………………………01~33
一、探究电流与电压关系
模型05.I-R图像辨析 …………………………16
模型01.分清“自变量”“因变量”“不变量” ……01
模型06.图像………………………………18
模型02.滑动变阻器的作用……………………03
模型07.分析辨别错误数据……………………20
模型03.分析辨别错误数据……………………04
模型08.定值电阻两端电压的取值范围………22
模型04.I-U图像 ………………………………06
模型09.电源电压的取值范围…………………25
二、探究电流与电阻关系
模型10.滑动变阻器的取值范围………………26
模型01.分清“自变量”“因变量”“不变量” ……09
模型11.定值电阻的取值范围…………………29
模型02.滑动变阻器的作用……………………10
模型12.滑变阻值太小的解决办法……………30
模型03.更换电阻后的操作……………………12
模型04.更换电阻后未移动滑片的计算………13
模型演练 实战强化,提升应用能力……………………………………………………………………33~37
一、探究电流与电压的关系
模型01.分清“自变量”“因变量”“不变量”
标志:分清“自变量”“因变量”“不变量”。
技巧:
①自变量:电压,需要不断改变——使用滑动变阻器改变(有的实验里面也可通过改变电源电压),使用电压表测量具体值;
②因变量:电流,需要测量——使用电流表测量;
③不变量:电阻,需要保持不变——使用定值电阻。
【例1】小红同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,作出了如图所示的图像,下列说法中正确的是( )
A.甲、乙的电阻大小关系:R甲>R乙
B.导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
C.将甲、乙两导体并联接到电压为2V的电源上,干路中的电流为0.6A
D.根据图像可得出结论:同一导体两端的电压与通过它的电流成正比
【变式1-1】某实践小组在做“探究电流跟电压的关系”实验过程中,经过几次实验探究,如图甲、乙、丙所示依次改进了实验电路图。下列说法不正确的是?
A.图甲改进为图乙:为保证实验过程中电阻这一因素不变
B.图乙改进为图丙:实现多次实验,得到电流跟电压之间的定量关系
C.图丙:移动滑动变阻器目的是改变电阻两端电压和通过电阻的电流
D.图丙:在不增加任何器材的情况下,仅利用本实验的器材可探究电流与电阻的关系
【变式1-2】小海按图做了一系列实验,实验记录如表格所示,下列能正确表示“电流、电压和电阻关系”的是( )
A. B. C. D.
【变式1-3】小蒙在实验课上探究“电流与电压的关系”,按如图甲所示电路图连接实物时,她需要将电压表(如图乙)与定值电阻R0_______(选填“串”或“并”)联。连接好电路并闭合开关,为了改变电压表的示数,接下来她应该做的实验操作是_____________________________。
模型02.滑动变阻器的作用
标志:滑动变阻器在探究电流与电压关系实验中的作用。
技巧:
①保护电路,闭合开关前,滑片调到最大阻值处;
②改变定值电阻R的电压与电流,实现多次实验,找到普遍规律。
【例2】滑动变阻器通过改变自身接入电路部分的电阻的方式,起到控制电路的作用。滑变阻器在“探究电流与电压的关系”实验中,除了保护电路,还起到的作用是( )
A.改变定值电阻两端的电压,以便收集多组数据
B.保持定值电阻两端的电压不变
C.调节定值电阻两端的电压,使其达到额定电压
D.调节定值电阻的电流,改变定值电阻的电功率
【变式2-1】小明同学利用如图甲所示的电路探究电流与电压的关系。根据实验数据绘制的电流-电压图像如图乙所示,实验中所用定值电阻的阻值为________Ω;小明多次调节滑动变阻器改变电压表示数的目的是________________________。
【变式2-2】在研究电流与电压关系的实验中,要用到滑动变阻器,在研究电流与电阻的关系的实验中,也要用到滑动变阻器,两个实验中,滑动变阻器的作用是( )
A.均是改变电阻两端的电压
B.均是保持电阻两端的电压不变
C.前者是保持电阻两端的电压不变,后者是改变电阻两端的电压
D.前者是改变电阻两端的电压,后者是保持电阻两端的电压不变
【变式2-3】探究电流与电压的关系时,小阳和小敏两个小组的同学设计了如图甲所示的电路并分别进行了实验。
(1)实验中应该保持_______(选填“R1”或“R2”)的阻值不变。
(2)实验中利用滑动变阻器除了可以起到保护电路的作用外,它的另外一个作用是:____________。
(3)小阳得到的实验数据如下表所示,其中一个数据有明显的错误,分析时需要把它剔除,这个数据所在组的序号是________。
(4)小敏得到的实验数据如下表所示:
在图乙坐标中绘制出这个导体中电流随电压变化的图象。
(5)小敏在与其他组交流时发现虽然各小组作出的图象都是正确的,但是在相同的坐标纸上,所选标准长度对应相同物理值的情况下,有些小组的I-U图象却明显不同。造成这种不同的原因是:_______。
(6)小敏小组的同学进一步分析实验数据后又提出了一个新的问题:“导体两端的电压与通过它的电流的比值是否等于导体的电阻?”接下来,为了检验自己发现的新规律是否正确,他们又重新设计了一个实验,得到的实验数据如下表所示,他们分析了表中实验数据认为自己发现的新规律是________(选填:“正确”或“错误”)的。
(7)如果想利用该实验电路完成探究电流与电阻的关系,还需要添加的器材有_____________。
模型03.分析辨别错误数据
标志:要求找出错误数据并分析原因。
技巧:
分析比较各组数据中电压与电流的比值是否相同(在误差范围内),不同的一组数据为错误数据。
【例3】小明利用如图甲所示电路,探究电阻一定时电流与电压的关系,电源电压3V保持不变。他正确连接电路后,闭合开关时就记录了一组数据,他将得到的5组实验数据在坐标系中描点,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.得到的数据中有两组错误数据
B.滑动变阻器的最大阻值为60Ω
C.电压表示数为1.5V时滑片P恰好在中点
D.不增加器材,将电压表并联在滑动变阻器两端也能完成实验
【变式3-1】下图是某同学探究电阻一定时电流与电压关系的实验电路。
(1)请你检查一下电路,把接错的那一根导线找出来,打上“×”,再画线把它改到正确的位置上。
(2)下表是该同学用改正后的电路测得的实验数据,这些数据中第______组是明显错误的,分析时需要把它剔除掉。
【变式3-2】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( )
①多次实验的目的是为了寻找规律:
②第2次实验数据是错误的;
③选用的滑动变阻器的规格可能是“20Ω 1A
③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.①② B.①③ C.②④ D.③④
【变式3-3】小明利用如图甲实验装置探究“电流跟电压的关系”,电源电压恒为3V,电阻R为定值电阻,滑动变阻器标有“100 1A”字样。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中实物电路连接完整。
(2)在连接电路前,应该________开关,开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于_______(选填“A”或“B”)端。
(3)小明接通电路后,发现电流表、电压表指针均发生了一定角度的偏转(未满偏),但移动滑动变阻器滑片位置时两表示数均不变,可能原因是______________________________。
(4)解决了问题后,闭合开关,调节滑动变阻器,测得数据如下表所示,其中第3次实验中电流表示数如图乙,其读数为________A。在得到第3组实验数据后,他将滑片P向_______(选填“A”或“B”)端移动适当距离后得到了第4组数据。
(5)分析论证时,老师发现表中有一组数据是错误的,该数据的实验序号为________,原因是____________________________________。
模型04.I-U图像
标志:I-U图像相关分析与判断。
技巧:
在探究电流与电压关系的实验中,通常采用控制变量法,保持电阻不变,调节滑动变阻器来改变定值电阻两端的电压,并记录对应的电流值。将电压U作为横坐标、电流I作为纵坐标,在坐标系中描点并连线,即可得到I-U图像。
对于线性电阻(如定值电阻),I-U图像表现为一条过原点的直线,说明电流与电压成正比关系,符
合欧姆定律。该直线的斜率,即为电流与电压的比值,因此电阻,也就是斜率的倒数。
值得注意的是,若导体是非线性元件(如小灯泡),由于灯丝电阻随温度升高而增大,其I-U图像将是一条弯曲的曲线,不再呈线性关系。此时不能简单用斜率求电阻,而应根据某一点的电压与电流之比来计算该工作状态下的实际电阻。
此外,通过比较不同导体的I-U图像,还可以判断它们的电阻大小:在相同电压下,电流越小,电阻越大;或从图像斜率看,斜率越小,电阻越大。
【例4】张华同学在探究通过导体的电流与其两端的电压的关系时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,根据图象,下列说法错误的是( )
A.通过导体a的电流与其两端的电压成正比
B.导体a的电阻大于导体b的电阻
C.当在导体b的两端加上1V的电压时,通过导体b的电流为0.1A
D.将a、b两导体串联后接到电压为3V的电源上时,通过导体的电流为0.2A
【变式4-1】在“探究电流与电压的关系”的实验中,小军分别画出了电阻R1和R2的I-U图像如图所示。当R1两端的电压为0时,它的电阻为_______Ω;将电阻R1和R2串联接在电压3V的电源两端,它们的电压之比为________;若将电阻R1和R2并联接在电压3V的电源两端,干路电流是_______A。
【变式4-2】小明在研究通过导体的电流与其两端电压关系时,根据测量数据绘制出如图所示的I-U图像,下列判断错误的是( )
A.通过R1的电流与它两端所加电压成正比
B.通过R2的电流与它两端所加电压成正比
C.将它们串联接到同一电路中,当通过的电流为0.2A时,电路的总电压为3.5V
D.将它们并联连接到两端电压为2.5V的电路中,通过干路的电流是0.7A
【变式4-3】小米同学利用如图甲所示的电路探究“通过导体的电流与导体两端的电压、导体电阻的关系”的实验。实验器材:学生电源(电压恒为3V),电流表、电压表各一只,一个开关,四个定值电阻(分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),滑动变阻器的规格“10Ω 1A”,导线若干。
(1)实验时连接如图乙所示电路,将滑动变阻器的阻值调到最大,闭合开关,向左移动滑片,发现电流表示数_______(选填“变大”“变小”或“不变”),经检查发现电路中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并画出正确的连线。
(2)排除故障后,小米用10Ω的电阻探究电流与电压的关系,在如图所示的图像中能正确表示通过它的电流与其两端电压的关系是_______(填序号)。
(3)小米接着探究电流与电阻的关系,她多次改变定值电阻的阻值,调节滑片P,使电压表示数保持不变,根据所得的四次实验数据绘制出I-R图像,如图丙所示。
①用5Ω的定值电阻做完实验后,断开开关;再用10Ω的电阻替换5Ω,闭合开关,此时应将滑片P相对于上次的位置向_______(选填“左”或“右”)端移动,直至电压表示数为2V;
②由图像可得结论:在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成_______(选填“正比”或“反比”);
(4)上述实验完成后,小米又找来一个阻值为25Ω的定值电阻接在电路中,继续实验,发现无论怎样移动滑片P都不能使电压表达到原来控制的电压值,她在现有的器材基础上提出了以下实验方案,不能完成这次实验的是________(填序号)。
A.调低电源电压的值 B.在电路中串联一个5Ω的电阻
C.在电路中串联一个10Ω的电阻 D.将电压表改接到滑动变阻器两端
二、探究电流与电阻的关系
模型01.分清“自变量”“因变量”“不变量”
标志:分清“自变量”“因变量”“不变量”。
技巧:
①自变量:电阻,需要不断改变——使用电阻箱或者多个阻值不同的定值电阻;
②因变量:电流,需要测量——使用电流表测量;
③不变量:电压,需要保持不变——使用滑动变阻器进行调节:
a.滑动变阻器的阻值和定值电阻需要同大同小才能保证电压不变;
b.无论如何调节滑动变阻器都不能使电压达到调控值,说明:滑动变阻器最大电阻过小。
【例1】在探究“电流与电阻关系”的实验中,电源电压保持不变,每次实验中大小都发生改变的是( )
A.定值电阻两端的电压 B.滑动变阻器两端的电压
C.电压表与电流表示数的比值 D.定值电阻与滑动变阻器两端电压之比
【变式1-1】小明利用图甲的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,根据实验的数据绘出了图像,如图乙,由图可知( )
A.定值电阻两端电压控制为2V不变
B.当电流为0.2A时,电阻R为0.1Ω
C.当滑片向右移时,电压表数变大
D.当电流分别为0.25A和0.5A时,接入电路的导体的电阻之比为1∶2
【变式1-2】在探究“通过导体中的电流与电阻之间关系”的实验中,实验器材:电源(4.5V)、电流表(量程0~0.6A)、 电压表(量程0~3V)、三个定值电阻(R1=5Ω,R2=10Ω,R3=20Ω),滑动变阻器R2标有“30Ω 1A”字样。如图所示,当在a、b两点间接入定值电阻R1,闭合开关,移动滑片P,使电压表示数为2.5V,读出电流表的示数。 断开开关,将R1换成R0后,接下来应该进行的操作是( )
A.闭合开关,直接读出电流表的示数
B.将滑片移动至阻值最大的位置后再闭合开关
C.闭合开关,将滑片P向右移动,保持电压表示数2.5V不变
D.闭合开关,将滑片P向左移动,保持电压表示数2.5V不变
【变式1-3】沈青同学用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”。电源电压不变,实验数据如下表,若第四次实验时将定值电阻的阻值由15Ω调为某一阻值后,电流表的示数如图中乙所示,则调换的电阻为( )
A.20Ω B.25Ω C.30Ω D.40Ω
模型02.滑动变阻器的作用
标志:滑动变阻器在探究电流与电阻关系实验中的作用。
技巧:
①保护电路,闭合开关前,滑片调到最大阻值处;
②保证定值电阻两端电压不变(假设定值电阻电压为U0不变,实验中最小电流为I,则滑动变阻器最大阻值至少为)。
【例2】小明用如图所示电路探究电流与电阻的关系,R为定值电阻,电源电压保持不变。实验中小明将定值电阻R由10Ω换成20Ω后,闭合开关,接下来要移动变阻器的滑片P,其目的是( )
A.改变电路两端的总电压 B.保持电阻R两端的电压不变
C.保持通过电阻R的电流不变 D.多次测量减少实验误差
【变式2-1】研究电流与电压关系时,用如图所示的电路,要求“保持电阻不变”。在进行“保持电阻不变”这一步骤时,实验要求是( )
A.保持R′的滑片位置不动 B.保持R的电压不变
C.保持R不变,调节R′的滑片到不同位置 D.保持电路中的电流不变
【变式2-2】图甲是小强“探究通过导体的电流与电阻关系”的实验电路(电源电压保持不变),图乙是他依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_______V;当R的电阻由10Ω更换为15Ω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“a”或“b”)端滑动。
【变式2-3】探究“电流与电阻关系”的实验中,选用如下器材:电压恒为5V的电源,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻,规格为“30Ω 1A”的滑动变阻器,电流表、电压表、开关和若干导线。
(1)如图甲所示为小硕连接的实验电路,试触开关,发现电压表指针迅速摆到表盘最右端_______故障;
(2)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片,电压表示数如图乙所示_______V。断开开关,保持滑动变阻器滑片位置不动,将5Ω电阻换成10Ω电阻,发现电压表示数_______(选填“变大**变小”或“不变”),应将滑片向_______(选填“左”或“右”)移动,使电压表示数与第一次实验的示数相同;
(3)在探究过程中,为了保持定值电阻两端电压不变,只要使滑动变阻器连人电路中的阻值与电路中定值电阻的阻值之比为________即可;
(4)多次实验后,根据数据可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成_______。
模型03.更换电阻后的操作
标志:更换电阻后滑动变阻器的滑片如何移动?
技巧:
操作口诀:
“换大调大,换小调小”(你大我大,你小我小)
逻辑关联:
【例3】在做“探究电流与电阻的关系”实验中,电路如图所示。先在A、B间接入5Ω的电阻,移动滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数。接着用10Ω 的电阻替换5Ω的电阻,闭合开关,此时电压表示数及应进行的操作是( )
A.大于2V,应将滑片P向左滑 B.大于2V,应将滑片P向右滑
C.小于2V,应将滑片P向左滑 D.小于2V,应将滑片P向右滑
【变式3-1】如图,在探究“通过导体中的电流与电阻之间关系”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.将变阻器滑片P向左移动,保持电压表示数不变
B.将变阻器滑片P向左移动,保持电流表示数不变
C将变阻器滑片P向右移动,保持电压表示数不变
D.将变阻器滑片P向右移动,保持电流表示数不变
【变式3-2】小明在探究通过导体的电流跟电阻的关系实验中,如图甲所示,电源电压恒为6V,根据测量数据得到如图乙所示图像。则( )
A.分析图像可得:在电压一定时,导体的电阻与电流成反比
B实验过程中,小明控制导体两端的电压为2.5V
C.将R从5Ω换成10Ω后,应将滑片P向左移
D.若定值电阻选用的最大阻值为20Ω;则滑动变阻器最大阻值不能小于20Ω
【变式3-3】探究“电流与电阻关系的实验”过程中:
(1)连接电路时,开关应断开,将滑动变阻器的滑片滑到_______端(填选“a”或“b”),其这样做的目的是____________________。
(2)小明按图甲连好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现电流表无示数,电压表有示数,其原因可能是________(只填序号)。
A.电流表断路 B.R断路 C.R短路
(3)排除故障后,小明将5Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器,使电压表示数为1.5V,电流表示数(如图乙所示)为________A。
(4)实验时,将定值电阻R由5Ω换成10Ω,滑动变阻器R′的滑片应向_______(填选“左”或“右”)端移动才能使电阻R两端的电压保持不变,分析表一数据,可得出结论是_____________________________。
表一:
(5)小丽在做此实验时,每次只更换电阻,测得相当的电流值,如表二所示,根据数据,她无法得到与相同的结论,其原因是_______________________________。
表二:
(6)小丽为了进一步研究导体中电流与导体两端电压的关系时,她把定值电阻换成小灯泡进行实验,你认为_________(选填合理或不合理),原因是______________________。
模型04.更换电阻后未移动滑片的计算
标志:更换定值电阻后未移动滑动变阻器滑片。
技巧:
当定值电阻从 5Ω 更换为 10Ω,滑动变阻器滑片未动(即其接入电阻不变),则电路总电阻增加。由于电源电压恒定,总电流将减小。
例如,原使用 5Ω电阻时,调节至电压表示数为 2V,则电流为:
更换为10Ω后,若未调节滑片,此时定值电阻两端电压会因分压原理而升高(大于2V),电流则会小于原值(但具体数值需视电源电压和滑动变阻器阻值而定)。
若原实验中控制电压为1.5V,当R=5Ω 时电流为0.3A;更换为10Ω 后未调滑片,则电流将小于0.3A,因为总电阻变大,电流减小。
【例4】小明利用如图甲的电路探究“电流与电压、电阻的关系”,已知电源电压为4.5V保持不变,实验用到的定值电阻阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω,滑动变阻器的规格为“0~50Ω”。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最_______(选填“左”或“右”)端。
(2)小明在探究“电流与电压关系”时,先将阻值为的电阻接入电路进行实验,当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所_______A;完成实验后得到了下表中的数据。对数据进行分析后得出实验初步结论是___________________________________。
(3)接下来小明又对“电流与电阻关系”进行探究,完成第一组实验后,断开开关改接另一个定值电阻后,继续操作了以下四步:
①闭合开关
②将滑动变阻器的滑片移到最右端
③记录电流表示数
④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。
从安全和规范角度考虑,下列操作顺序正确的是( )
A.①②③④ B.①②④③ C.②①④③ D.②①③④
(4)小明同学每次随机选取一个定值电阻,进行了五次实验,根据所得数据画出电流与电阻关系的图像如图丙,且实验中各电路元件完好,读数、记录均正确。但老师发现五次实验中有一次未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定,根据图丙中的数据分析,阻值为________Ω的定值电阻连入电路时未移滑片,如果该电阻是第四次完成的实验,那么第三次实验一定是阻值为________Ω的定值电阻。
【变式4-1】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.0.2
【变式4-2】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。表中是实验数据,若第四次实验时将40Ω的定值电阻换为50Ω的定值电阻后就直接读出电流表的示数,这个示数可能是( )
B.0.1
【变式4-3】小明用如图甲所示实物电路探究“导体中电流跟电阻的关系”,提供的器材有:电压恒为6V的电源、电流表、电压表、电阻箱、滑动变阻器(最大阻值模糊不清)、开关、导线若干。
(1)图甲电路中存在连线错误,只需改动一根导线,即可使连线正确,请在接错的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2)改正连线后进行如下操作:
①将电阻箱的阻值调为5Ω,闭合开关,发现电流表示数为0.3A,可知滑动变阻器的最大阻值为________Ω。
②移动滑片使电压表示数为U0时,记录电流表示数;
当电阻箱的阻值分别为10Ω、15Ω时,闭合开关,重复步骤②;
④当电阻箱的阻值为Rx时,闭合开关,滑动变阻器无论怎么调节,电压表示数始终大于U0,记录滑动变阻器在最大阻值时的电流表示数;
⑤利用测得的数据绘制如图乙所示的图象。
由图乙可知,实验过程中,U0为V,滑动变阻器消耗的最大功率是_______W,Rx的阻值为______Ω。
(3)实验过程中,同组的小华将电阻箱的阻值从15Ω调为25Ω后,没有调节滑动变阻器的滑片P就直接读出电流表的示数,则此时电流表的示数可能是_______A。
模型05.I-R图像辨析
标志:更换电阻后滑动变阻器的滑片如何移动?
技巧:
在“探究电流与电阻关系”的实验中,控制导体两端的电压不变,改变电阻值(如使用5Ω、10Ω、15Ω等定值电阻),测量对应的电流。根据欧姆定律,当电压U 恒定时,电流I 与电阻R 成反比,因此I-R图像呈现为一条双曲线(位于第一象限)。
在误差范围内,图像上的任意点和坐标轴围成的矩形面积大小都相等。
【例5】(多选)在探究“电流与电阻关系”的实验中,实验室提供了如下器材:电源(3V)、滑动变阻器R0(0~20Ω)、电阻箱R(0~9999Ω)、电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、开关各一个、导线若干。按如图甲所示的电路连接实物电路图,实验后将所得数据绘制成I-R图象如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电压一定时,电阻与电流成反比
B.定值电阻电流与电压的关系图象与此图象形状相同
C.R阻值为10Ω时,R0接入电路中的电阻为5Ω
D.实验中需保持电压表示数为2V不变
【变式5-1】在探究“电流与电阻关系”的实验中,实验室提供了如下器材:电源(电源电压3V保持不变)、滑动变阻器R0(0~20Ω)、电阻箱(0~9999Ω)、电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、开关各一个、导线若干。依据如图所示的电路,各小组同学保持电阻R两端的电压U=2V不变,记录了六组数据,并绘制成图像。请你根据所学的知识和给定的器材,选择出比较合理的图像( )
A. B.
C. D.
【变式5-2】图甲是小明探究“导体中电流与电阻的关系”的实验电路图。实验时可供选择的定值电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,图乙是他根据实验数据描绘出的I-R关系图像。由图像可知:当电压一定时,电流与电阻成_______(正比/反比);他每次控制电阻两端的电压为______V不变,若实验中所用滑动变阻器的规格为“0~20Ω”,要想保证可用电阻均能正常进行实验,电源电压应该控制在______V至______V之间。
【变式5-3】小华和同学们进行了“探究电流与电阻的关系”实验。实验器材有:三节干电池(每节恒为1.5V)、电流表一只、电压表一只、滑动变阻器两个(分别标有“20Ω 2A”“40Ω 1A”字样)、定值电阻4个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、开关一个、导线若干。他们利用这些器材设计了如图甲所示的电路。
(1)小华先将5Ω的电阻接入电路,闭合开关,发现电流表有示数、电压表无示数,出现该故障的原因可能是______________。(写出一种即可)
(2)排除故障后,闭合开关,移动滑片至某一位置,观察并记录两电表示数。接着将5Ω的电阻换成10Ω,闭合开关,为控制定值电阻两端电压不变,应将滑动变阻器的滑片向_______(选填“A”或“B”)端移动。
(3)多次更换定值电阻进行实验,并根据实验数据画出电流随电阻变化的I-R图像,如图乙所示。图像上的任意点和坐标轴围成的矩形面积表示的物理量是________;通过观察发现:在误差范围内,图像上的任意点和坐标轴围成的矩形面积大小都相等,因此可以得出的实验结论是_________________________。
(4)为了完成整个实验,他们选取的滑动变阻器规格是_____________。
模型06.图像
标志:题目出现图像。
技巧:
I-R图像:是一条双曲线,体现电流随电阻增大而减小的趋势,但不易判断具体定量关系。
图像:是一条过原点的倾斜直线,说明电流I与成正比,从而间接证明I与R成反比。直线的斜率即为导体两端的电压U(由I=U·推导)。线性图像更易判断数据是否偏离预期,有助于发现实验误差或操作失误。可通过拟合直线斜率反推电压值,验证实验准确性。
【例6】小明利用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,根据实验的数据绘出了图像图乙。由图可知,导体两端的电压为_______V;当电流为0.2A时,导体的电阻为_______Ω。
【变式6-1】探究“电压一定时,电流与电阻的关系”。实验过程中,移动滑片,使电压表示数为一固定值,记录电流表示数,多次更换定值电阻重复实验,得到电流I与定值电阻R的倒数关系如图甲中图线A所示,从而得出结论。在整理器材时,发现电压表指针位置如图乙所示。其他同学通过正确实验操作也进行了上述实验,他们的实验结论一致。下述评估中错误的是( )
A.该实验遗漏的实验操作是电压表调零(校零)
B.实验结束后,应先断开开关,再拆除电源两端的导线
C.遗漏的实验操作并未影响结论,是因为实验时定值电阻两端电压仍保持为定值
D.电压表调零(校零)后重新进行实验,得到的电流I与定值电阻R的倒数关系应为图甲中的图线C
【变式6-2】小明利用如图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,根据实验的数据绘出了图象,如图乙所示。
(1)分析图象可知,当导体的电阻为________时,通过它的电流为0.2A;当电流分别为0.25A和0.5A时,接入电路的导体的电阻之比为________;
(2)换上更大的电阻后,闭合开关,电压表示数将________(选填“变大”或“变小”),此时应将滑片P向_______(选填“左“或“右”)端移动,使电阻两端电压为_______V,读出电流表的示数。
(3)该实验滑动变阻器的作用是_____________,____________________。根据图乙可得出的结论是 _____________________________________。
【变式6-3】某实验小组做探究“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的阻值为20Ω,电流表示数为0.1A;把R的阻值变小,继续实验,应当把R1的滑片向_______(选填“左”或“右”)移动,直到电压表示数保持_______V不变。
(4)多次实验测得的数据如下表所示,请根据表中数据在图乙中坐标轴上标注合适的单位长度,并描点画出图线。
(5)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,他们设计了的图丙中A、B两个实验方案,其中能准确测量Rx阻值的是________。
模型07.分析辨别错误数据
标志:要求找出错误数据并分析原因。
技巧:
分析比较各组数据电阻与电流的乘积是否相同,不同的一组数据为错误数据(导致错误的原因可能是实验过程中忘记控制电压表示数不变)。
【例7】小刚利用如图甲所示电路探究“导体中电流跟电阻的关系”,提供的实验器材有:电压恒为6V的电源、电流表、电压表、四个不同阻值的定值电阻、滑动变阻器、开关、导线若干。
(1)实验中通过调节滑动变阻器保持电阻R两端电压不变,这种方法是________(选填字母)
A.控制变量法 B.转换法 C.等效替代法
(2)小刚连好电路闭合开关,发现电流表示数较大、电压表示数为零,则电路故障原因可能是_______(选填字母)
A.电阻R发生了短路 B.滑动变阻器发生了断路 C.滑动变阻器发生了短路
(3)实验数据如表,第2次实验中电流表的示数如图乙所示,则电流表示数为_______A。
(4)由于操作不当,导致一组数据存在错误,请判断第______次实验的数据存在错误,产生错误的原因是_____________________________。
(5)结合表中数据可知,小刚选用的滑动变阻器的最大阻值至少是________Ω。
(6)分析表中数据可得出结论____________________________________________。
【变式7-1】小明做探究电流与电阻关系的实验。
(1)如图所示,用笔划线代替导线,将电流表的两根引线接入电路。
(2)更换不同阻值的定值电阻,进一步实验,并将实验数据记录在表格中,分析表格数据可知第_______次实验存在问题,判断的依据是__________________,需要补充的实验步骤是:将滑动变阻器的滑片向_______调节。
【变式7-2】如图所示,用电流表(0∼0.6A,0∼3A)、电压表(0∼3V,0∼15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω各一个)、滑动变阻器甲(20Ω,2A)、滑动变阻器乙(50Ω,1A)、电源(6V)、开关和若干导线,探究电流与电阻的关系。
(1)小强根据甲图所示的电路图检查电路时,发现图乙中有一根导线是多余的,多余的导线是_______(选填a、b、c、d)。
(2)小强做此实验时,在电流表使用无误情况下,测量并收集了数据记录如下:
小强五次实验的操作中有一次是错误的,请你对他记录的数据进行分析,你发现有一次测量的数据是错误的,正确的数据应该是________A。
(3)在这个实验中,应选择_______(选填“甲”或“乙”)滑动变阻器可以满足整个实验。
【变式7-3】小桃在做“探究电流与电阻的关系”实验时,连接实物电路如图,电源电压为3V。
(1)连接实物电路前,开关应________;电路接通前,滑动变限器的滑片P应置于滑动变阻器的_______端(填“A”或“B”);电路中滑动变阻器起到了保护电路元件安全和________________________的作用。
(2)闭合开关后无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表示数几乎为零,电压表示数约为3V,小桃猜想这可能是由电路中的元件_______(填元件的字母代号)发生_______故障引起的。
(3)故障排除后,小桃得到的实验数据如表所示,这些数据中有一但是明显错误的,跟其他数据的规律完全不同,可能是读取这组数据时粗心所引起的,分析时需要把它清除。错误数据是第______组。(填数据序号)
(4)剔除错误数据后,小桃得到的结论是:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成_______比。
(5)小桃和其他组的小田交流时发现,两组同学收集数据的方案不同:
小桃的方案:收集电压为3V时,电流与电阻的关系的几组数据,比较电流与电阻的关系了;
小田的方案:收集电压分别为1V、2V、3V的三个小组电流与电阻的关系的多组数据,比较电流与电阻的关系。
你认为________案更合理。
模型08.定值电阻两端电压的取值范围
标志:求定值电阻两端电压的取值范围。
技巧:
1.最大值U定max
核心逻辑:U定max←→U滑min←→R滑min(不一定为0)(←→R定min)←→Imax(一定)
解题思路:
①根据电流表测量范围、滑动变阻器规格等确定Imax!!
②—→—→→换小调小→
③上式中U和R定min已知,U定max和R滑min未知,无法求解U定max!
④U定max=I定R定=ImaxR定min!!
2.最小值U定min
核心逻辑:U定min←→U滑max←→R滑max←→R定max
解题思路:
①→→换大调大→
②上式中U、R定max和R滑max已知,可求得U定min!!
【例8】如图是探究“电流与电阻关系”的电路图,电源电压为6V且保持不变,滑动变阻器的规格是“100Ω 1A”; 阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个:电压表规格(0~3V、0~15V),电流表规格(0~0.6A)。
(1)按照电路图将电阻接入电路,刚连接完最后一根导线就发现电表有示数,实验的不规范之处为_______________________。
(2)为了保证四个电阻都能为实验所用,定值电阻两端的控制电压的范围是_________。
(3)四次实验中,当电压表调到某控制电压时,滑动变阻器消耗的最大功率和最小功率之比是________。
【变式8-1】探究“通过电阻的电流与电阻的大小关系”时,我们一般需要先预设一个电压值,实验中保持电阻两端电压为预设值不变,现采用如图所示电路进行探究,器材:学生电源(6V)、滑动变阻器(15Ω,1A)、电流表、电压表、开关、三个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω)及导线若干,以下说法正确的是( )
A.要获得3组实验数据,电压预设值可以为2V~4V中的某个值
B.电压预设值越大,在获得3组实验数据过程中,滑动变阻器阻值调节范围越大
C.所选器材可以获得3组实验数据
D.实验电压预设值为1.5V,要获得3组实验数据,要更换最大阻值为40Ω的滑动变阻器
【变式8-2】图甲是探究“电压一定时,通过导体的电流与电阻关系”的电路图,电源电压为6 V且保持不变,滑动变阻器上标有“50 Ω 1 A”字样,电流表量程为0~0.6 A,另有5个不同阻值的定值电阻,图乙是依据五次实验的数据描点绘制的I-R图像。下列关于该实验的说法不正确的是( )
A.实验中控制定值电阻两端电压为3V不变
B.当定值电阻由10Ω换为15Ω时,需将滑动变阻器接入电路的阻值调得更大
C.分析图乙可得结论:电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比
D.若要探究在其他电压值下的规律,那么可以探究的电压值范围是2~4V
【变式8-3】某小组同学准备探究“通过导体的电流与电压、电阻的关系”实验器材有:干电池2节,滑动变阻器(20Ω,1A)、电流表、电压表、开关各一个,不同阻值的定值电阻及导线若干,图甲是他们连接的实验电路。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到_______(选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关后,他们移动滑动变阻器的滑片至某一位置,电压表示数为0.7V,电流表示数如图乙所示,接着继续探究,把所测数据填在了下表中。
①图乙中电流的示数为________A。
②图丙是以电流I为纵坐标、电压U为横坐标建立的平面直角坐标系,请根据他们所测数据、在坐标系中描点,画出I-U图象,并标记为a。
(3)图丙中b、c、d三条I-U图象,是其他组同学选择5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻,按图甲电路测量数据所画。
①单独分析图丙中每条I-U图象,可以得到的结论是______________________________。
②该小组同学发现,分析图丙中的I-U图像,还能得到:“当导体两端电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比”这一规律。请写出分析方法:__________________________________。
③验证②中的规律,该小组的同学选择了5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻,准备分别接入图甲电路,测量电流进行探究,有同学提议:既然探究时需要保持电阻两端电压不变,图甲中可以不用连接滑动变阻器和电压表。他们按照提议分别将三只电阻由小到大接入电路,闭合开关后,读出电流表示数分别为0.42A,0.24A,0.13A,发现无法验证②中的规律。于是他们计划仍按图甲进行探究,分析测量数据后,选定准备加在电阻两端的电压值U。为确保完成验证,则这个电压值U的范围为________。
<U≤3V <U<2.1V <U≤2.6V <U<2.6V
模型09.电源电压的取值范围
标志:求电源电压的取值范围。
技巧:
1.最大值Umax
核心逻辑:①U=U定+U滑;②Umax←→U滑max←→R滑max←→R定max
解题思路:
①根据电流表测量范围、滑动变阻器规格等确定Imax!!
②→换小调小→
③上式中U定、R定max和R滑max已知,可求得Umax!
2.最小值Umin
核心逻辑:①U=U定+U滑;②Umin←→U滑min←→R滑min=0
解题思路:
Umin=U定(已知)!!
【例9】图甲是探究“通过导体的电流与电阻关系”的电路图(电源电压保持不变),电源电压为6V,滑动变阻器(50Ω 1A),电流表量程为0~0.6A,图乙是依据五次实验的数据描点绘制的I-R图象。以下说法不正确的是( )
A.利用五个电阻均能完成探究,定值电阻控制电压范围可以为2V~3V
B.当R由10Ω换为15Ω时,需将滑动变阻器接入电路的阻值调得更大
C.分析图象可得结论:电压一定时,电流与电阻成反比
D.若电源电压可调,完成本次实验的电源电压最大为15V
【变式9-1】某同学探究电流与电阻的关系。实验中电源电压保持不变,选用的定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω、35Ω和40Ω,滑动变阻器的规格为“25Ω 1A”,他打算控制定值电阻两端电压为4V一定。则该实验用的电源电压范围为__________。
【变式9-2】某小组用如图甲的电路图探究“电流与电阻的关系”,实验中所用器材:学生电源、四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、标有“20Ω;1A”字样的滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示的实物连接成完整电路;
(2)电路连接正确后,闭合开关,小明发现电流表有示数,电压表无示数。则电路故障的原因可能是定值电阻________(选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,该组的两个同学先后进行实验,并作出I-R图象如图乙所示,通过分析可知______图(选填“A”或“B”)实验操作中不符合要求,理由是____________________;
(4)当保持电压表的示数为3V不变时,请根据图乙中正确的I-R图象判断接入电路中的电源电压不能超过_______V;
(5)实验结束,小明忘记断开开关,立即将电路一元件拆下,却发现电压表示数超出最大量程,他拆下的元件是_________。
【变式9-3】某小组的同学用如图所示的电路探究电流与电阻的关系。
现有器材如下:四个定值电阻R1(5Ω)、R2(110Ω)、R3(15Ω)、R4(20Ω),标有“30Ω 0.5A”的滑动变阻器,可调电压的学生电源。为了用以上四个定值电阻完成实验且确保电路安全,试求:
(1)若将电源电压调为4V,为了完成实验且保证电路安全,电压表的取值范围是__________,对应滑动变阻器的取值范围是__________。
(2)某同学设定电压表示数为2V,为了完成实验且保证电路安全,电源电压可调的范围是_________。
(3)某同学将电源电压调为5.5V,控制电压表示数为2V,发现不能完成实验,他想到可以串联一个定值电阻解决问题,串联的定值电阻范围是_________。
(4)某同学将电源电压调为4V,控制电压表的范围为2V~2.5V,则滑动变阻器的取值范围是________。
(5)某同学设定电压表示数为2V,他用R1完成实验后,忘了调滑变,直接换上了R2,闭合开关发现电压表示数为3V,则他的选用的电源电压为_______V。
模型10.滑动变阻器的取值范围
标志:求滑动变阻器的取值范围。
技巧:
1.最大值R滑max
核心逻辑:R滑max←→R定max
解题思路:
①→换大调大→
②上式中U、U定、R定max已知,可求得R滑max!
2.最小值R滑min
核心逻辑:R滑min←→Imax
解题思路:
①R定和R滑min串联:U滑=U-U定,I滑=Imax,
②确定Imax,上式中U、U定已知,可求得R滑min!
【例10】小明利用如图甲所示的电路探究“电流跟电阻的关系”,已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω。
(1)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整(导线不允许交叉);
(2)实验电路接好后,合上开关时,小明发现电压表示数较大,而电流表无示数,其故障原因可能是____________。
(3)故障排除后,进行实验,实验中改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丙所示的电流随电阻变化的图象。
①由图象可以得出结论:_______________________________________。
②上述实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,然后将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,此时应该向_______(填“左”或“右”)移动滑片,使电压表的示数为_______V。
(4)实验室提供了三个不同规格的滑动变阻器:A:“30Ω 2A”,B:“50Ω 1A”,C:“100Ω 0.1A”,要完成整个实验,应该选取滑动变阻器________(填代号),不选另外两个滑动变阻器的原因分别是:
①_________________________________________;②______________________________________。
【变式10-1】如图甲是小灿探究“导体中电流与电阻的关系”的实验电路图。图乙是他根据实验数据描绘出的I-R关系图象。若电源电压为4.5V,实验中R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,当R的电阻由 10Ω更换为15Ω时,闭合开关后,滑动变阻器的滑片应向_______(选填“a”或者“b”)端滑动,使电阻的两端电压为_______V,为了完成实验,滑动变阻器的阻值至少为_______Ω。
【变式10-2】小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整(导线不允许交叉)。
(2)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。
①由图象可以得出结论:电压一定时,_________________________。
②上述实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,接下来的操作是_____________________,然后将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为________V时,读出电流表的示数。
(3)为完成整个实验,应该选取最大阻值不小于________Ω的滑动变阻器。
【变式10-3】东东同学学习了电学知识以后,选用三节新的干电池作为电源,并设计了如下的电学实验。
(1)探究导体中电流与导体电阻的关系。选用的定值电阻的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。
①按照甲图所示的电路图,把乙实物电路补充完整,当滑动变阻器的滑片向左滑动时,电流表示数增大。
②闭合开关后,东东发现电流表没有示数,电压表有示数,电路中出现的故障可能是___________。
③东东排除故障后,把5Ω的电阻接入电路,闭合开关,适当调节滑片的位置,电流表的示数如图丙所示,其示数为_______A。
④断开开关S,把5Ω的电阻换成10Ω的电阻,再次闭合开关后,滑片应向_______(填“左”或“右”)端移动。
⑤在此实验中,滑动变阻器接入电路的阻值范围是___________。
(2)东东同学在电源电压未知,缺少电流表的情况下,设计了如图丁所示的电路图(R0阻值已知),来测量未知电阻Rx的阻值。
①闭合S、S1,断开S2,适当调节滑片的位置,电压表示数为U1。
②闭合S、S2,断开S1,滑动变阻器滑片的位置保持不变,电压表示数为U2。
③未知电阻的阻值Rx=__________(用字母表示)。
模型11.定值电阻的取值范围
标志:求定值电阻的取值范围。
技巧:
1.最大值R定max
核心逻辑:R定max←→R滑max
解题思路:
①→换大调大→
②上式中U、U定、R滑max已知,可求得R定max!
2.最小值R定min
核心逻辑:R定min←→Imax
解题思路:
①U定=I定R定
②U定是定值:U定=I定maxR定min=ImaxR定min
③
④确定Imax,利用上式可求得R定min!
【例11】如图所示,是探究“电流与电阻的关系”实验电路图,电源电压保持3V不变,滑动变阻器的规格是“10Ω 1A”。实验中,先在a、b两点间接入5Ω的电阻,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2V,读出并记录下此时电流表的示数。接着需要更换a、b间的电阻再进行两次实验,为了保证实验的进行,应选择下列的哪两个电阻( )
A.10Ω和40Ω B.20Ω和30Ω C.10Ω和20Ω D.30Ω和40Ω
【变式11-1】在探究“电流与电阻关系”的实验中,电源电压为6V并保持不变,滑动变阻器的规格是“30 Ω 1A”,定值电阻两端电压控制为2.4V,定值电阻的取值范围是_____________。
【变式11-2】沈青同学用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”。电源电压不变,实验数据如下表,若第四次实验时将定值电阻的阻值由15Ω调为某一阻值后,电流表的示数如图中乙所示,则调换的电阻为( )
A.20Ω B.25Ω C.30Ω D.40Ω
【变式11-3】小莫同学为了“探究电流和电阻”的关系,所用电源电压恒为4V.滑动变阻器的规格是“10Ω 1A”,小莫找到几个定值电阻,阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,他先用5Ω的电阻做实验,移动滑片使电压表示数为2.5V,当小莫用20Ω的电阻进行实验时,发现电压表的示数始终不能调到2.5V,聪明的小莫想到了解决办法,他将其中一个定值电阻串联接入电路后,既可以用20Ω的电阻完成实验,又可以用30Ω的电阻完成实验,他选择的定值电阻是 Ω。
模型12.滑变阻值太小的解决办法
标志:因滑动变阻器最大阻值较小,导致实验无法完成的解决办法。
技巧:
①更换最大阻值更 大 的滑动变阻器;
②在电路中串联一个合适的 定值 电阻R0(把串联的R0和滑动变阻器视为一个 整体 进行分析);
③ 减小 定值电阻的阻值;
④ 增大 设定的电压值;
⑤ 减小 电源电压。
10.因滑动变阻器最大阻值较小,导致实验无法完成时的几种解决办法:
(1)更换最大阻值更大的滑动变阻器:
《2)在电路中串联一个合适的,安重电眉%(把电联的&和滑动变阻器视为一个整体进行分析)
(3)咸d定值电阻的阻值:
(4))增大设定的电压值:
(5)威4电源电压大小。
【例12】用如图所示的电路探究通过导体的电流与电阻的关系。器材有:干电池3节(电压约为4.5V),开关、滑动变阻器(20Ω,2A)、电压表、电流表各一个,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,导线若干,连接好电路,设定加在电阻两端的电压为2V进行探究,发现在获得三组数据后无法再进行实验,为了继续使用前面三组数据,利用现有器材完成探究,下列方案中可行的是( )
①减少1节干电池
②增加1节干电池
③将设定加在电阻两端的电压调整为2.5V
④将10Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间
A.只有①② B.只有①④ C.只有③④ D.只有①③④
【变式12-1】小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压为6V且保持不变,滑动变阻器上标有“1A30Ω”字样,定值电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整(导线不允许交叉)。
(2)实验中,小明同学多次改变定值电阻R的阻值,并调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象。由图象可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(3)上述实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,接下来的操作是断开开关,然后用10Ω的电阻替换5Ω的电阻接入电路,闭合开关,应向_______(“右”或“左”)移动滑片,使电压表示数为2.5V时,读出电流表的示数。
(4)实验中,当小明将25Ω的电阻接入电路后,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电压表回到原来的电压值,这是因为________。(填选项序号)
A.所选滑动变阻器的最大阻值过大 B.所选滑动变阻器的最大阻值过小
C.实验中设定定值电阻两端的电压值过小
【变式12-2】在“探究电流与电阻的关系”的实验中,实验电路如图甲所示,电源电压恒定为3V,滑动变阻器的规格为“15Ω 1A”,小明使用5Ω、10Ω、15Ω三个定值电阻进行了探究。
(1)图甲中有一根线连接错误,请在这根线上打“×”,并在图中画上正确的导线。
(2)闭合开关前,滑片P应位于_______(选填“A”或“B”)端。
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,可能是定值电阻出现_______故障。
(4)实验中,定值电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,应该将滑动变阻器的滑片P向_______(选填“左”或“右”)端滑动,这样做的目的是 ____________________________。
(5)小明逐一将5Ω、10Ω、15Ω三个定值电阻接入电路进行实验,当 _______Ω的电阻接入电路后,无法将电压表示数调节到1V,在不更换器材的前提下,他可以采取 _____________________________的方法来完成整个实验。
反思:实验结束后,小红认为可以通过调整实验顺序来避免上述问题,请说一说你的看法?
______________________________________________________________________________________。
(6)实验中,分别使用三个电阻进行了4次实验,得到了如表数据:
①通过定值电阻R1的4次数据可得出的结论是______________________________________________。
②小华同学发现,综合分析__________三列数据,可分析得出“电流与电阻的关系”。
(7)实验结束后,小丽用如图乙所示电路,测量额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻(U额小于电源电压),定值电阻R0已知,请将下面实验步骤补充完整:
①只闭合开关S、S2,移动滑动变阻器滑片使电压表示数为U额;
②只闭合开关________,保持滑动变阻器滑片位置不变,读出电压表示数为U1;
③小灯泡电阻RL=__________(用U额、U1、R0表示)
【变式12-3】(2025年黑龙江省龙东地区伊春市中考题)
(1)小王同学用如图1甲所示的电路探究影响导体电阻大小的因素。如图1乙,导体A、B、D的横截面积为S,C的横截面积为2S,导体A、B、C的长度相同。
①为了探究导体的电阻与其横截面积的关系,小王同学在MN之间接入的两段导体应是________(选填导体的字母名称)。
②实验中可以通过观察 __________ 来粗略地比较导体电阻的大小。若接入MN之间的导体的阻值比较接近而无法判断它们的阻值大小时,请你给小王同学提一条解决方案:__________________。
(2)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,设计了如图2甲所示的电路,电源电压恒为6V,滑动变阻器规格为“40Ω,1A”,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R。
①根据图2甲,用笔画线代替导线将图2乙中的电路连接完整;
②根据图2丙,该实验保持定值电阻两端的电压为_______V不变;
③闭合开关后,无论如何移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表均无示数,电路中可能出现的故障是:____________ (写出一个即可);
④用5Ω的电阻进行实验后,再换用10Ω的电阻继续实验,若想保持定值电阻两端的电压不变,滑片应该适当向________(填“左”或“右”)移动;
⑤当接入25Ω的定值电阻时,无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法完成实验,需要在电路中串联一个________Ω的电阻才能完成实验。
一、填空题:
1.小聪用如图所示的电路探究“电流跟电阻的关系”。将电阻R1接入电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片到适当位置,使电压表的示数为U,并记下电流表的示数I1;然后用电阻R2(R2>R1)替换电阻R1后,应调节滑片,使电压表的示数为_______,并记下此时电流表的示数I2,则I1∶I2=_______。
2.如图是“探究电流与电阻的关系”的电路图,将5Ω的定值电阻接入图中A、B两点间,正确操作后,电流表的示数为0.4A。接下来的操作是:断开开关,将5Ω的定值电阻更换成10Ω的定值电阻,然后闭合开关,向_______(填“左”或“右”)移动滑片P,使电压表的示数为_______V时,读出电流表的示数。
3.某同学探究电流与电阻的关系,实验中电源电压8V不变,可选定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和30Ω,电流表量程0 - 3A,滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”。 为保证所给电阻都能用于实验,则应控制定值电阻两端电压的范围为________。
二、选择题:
4.在“探究电流与电压的关系”的实验中,小军分别画出了电阻R1和R2的I-U图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.当R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B.用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论不一样
C.在电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
D.R1与R2的阻值之比为1∶2
5.如下图所示是定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的关系图像,由图可知( )
A.乙是小灯泡L的I-U图像
B.定值电阻R的阻值为5Ω
C.定值电阻R和小灯泡L并联接在2.5V的电源上,干路中的电流是0.375A
D.定值电阻R和小灯泡L串联接在4V的电源上,电路中的电流是0.1A
6.如图所示是电阻甲和乙的U-I图像,下列说法正确的是( )
A.甲的电阻值保持10Ω不变
B.乙的电阻值保持20Ω不变
C.甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,电路总电流为0.3A
D.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,乙的电压为4V
7.同学们用如图所示的电路探究“电流跟电阻的关系”,电源电压为4.5V,三个阻值分别为5Ω、15Ω和30Ω的定值电阻。他们先将 5Ω的电阻接入电路中,使其两端电压为2.5V,读取了电流表示数。为完成探究任务,断开开关后,接下来该进行的操作正确的是( )
A.调节滑片至另一位置,再闭合开关,读取电流表示数
B.用15Ω或30Ω的电阻替换5Ω的电阻,闭合开关,读取电流表示数
C.用15Ω或30Ω的电阻替换5Ω的电阻,闭合开关,向右调节滑片使电压表示数为2.5V,读取电流表示数
D.用15Ω或30Ω的电阻替换5Ω的电阻,闭合开关,将滑片从最右端逐渐向左调节使电压表示数为2.5V,读取电流表示数
8.在研究电流与电阻的关系时,小刚先用欧的定值电阻进行实验,使电压表的示数为3V,记下电流表的示数,接着换用 10欧的定值电阻后,闭合开关,他下一步的操作是( )
A.记录电流表和电压表的示数
B.将变阻器滑片向左移动直至电压表示数恢复3V
C.将变阻器滑片向右移动直至电压表示数恢复3V
D.增加电阻的阻值至电压表示数恢复3V
三、实验探究题:
9.(2025年河北省初中学业考题)在“探究电流与电压的关系”的实验中,小明设计了图示的实验电路。电源电压为6V不变,R为定值电阻,AD间粗细均匀的电阻丝和夹子(M和N)一起组成变阻器,A、B、C、D、E、F为电阻丝上的六个点,E、F两点未标出。
(1)根据实验要求,请用笔画线代替导线将图中的实物电路补充完整;
(2)闭合开关前,将变阻器的全部电阻接入电路是为了___________;
(3)闭合开关,电流表无示数,电压表示数为6V,电路的故障(仅有一处)是___________;
(4)排除故障后,闭合开关,保持夹子N位置不动,夹子M依次接在变阻器的A、B、E、C、F、D六个点,每次电表均选用合适的量程,进行实验,收集数据并记录在表格中。表格中①处的数据如图所示,为_______A;
(5)分析数据,可以得出实验结论:在电阻一定的情况下,___________;
(6)在电阻丝C点放一小蜡块,闭合开关,发现小蜡块逐渐熔化,为使小蜡块熔化得更快,一定可行的方法是:___________(写出一条即可);
(7)【拓展】在上面的实验电路中,电流表接0~0.6A量程,把另一电压表V1接在A点和图中电压表标有“15”的接线柱两点上。夹子M接在A点不动,夹子N可在电阻丝上连续改变位置,在保证电路安全的情况下,夹子N在任意位置时,用电阻R0替换R,使电压表V1和图中的电压表示数之比总是2∶3。则满足上述条件的R0的取值范围是_________Ω。
10.实验桌上有如下器材:两端电压为4.5V并保持不变的电源,规格为“15Ω,1A”的滑动变阻器,已调零的电压表和电流表,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值电阻各一个,开关和导线。为了探究“导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻是否成反比”,小海选用上述器材连接了如图所示的电路,其中定值电阻的阻值为5Ω。
(1)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为某一合适值,此时电流表的示数为0.5A,记录数据,断开开关。
(2)小海再将电路中的定值电阻先后更换为10Ω、15Ω,每次实验中,调节滑动变阻器的滑片,直至电压表的示数为_______V时,记录数据。
(3)当小海将电路中的定值电阻更换为20Ω后,实验中发现,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电压表的示数始终_______(A.大于/B.小于)前三次实验中所记录的电压表的示数。
(4)在已完成的三次实验的基础上,为了将定值电阻分别更换为20Ω、25Ω、30Ω后,能继续完成相应的三次实验,小海提出了如下改进措施,请你帮他补充完整。
措施一:若只更换规格不同的滑动变阻器,则更换后的滑动变阻器的最大阻值至少为_______Ω。
措施二:若只更换电压不同的恒压电源,则更换后的电源电压不能高于_______V。
11.(2025年山东省学业考题)某小组在“探究电压一定时,电流与电阻的关系”实验中,设计的电路图如图甲所示。
(1)根据电路图甲,用笔画线代替导线在答题卡上将图乙中的电路补充完整。
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表,电压表均无示数,将另一电压表的两端依次连接图乙中的M与N、N与O、O与P,分别显示0、0、3.0V,由此判断电路故障为__________。
(3)排除以上故障后,接入4Ω的定值电阻,闭合开关。调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.0V,此时电流表的示数如图丙所示,为___________。
(4)断开开关,用5Ω的定值电阻替换4Ω的定值电阻后,闭合开关,接下来的操作是:__________________,并记录电流表的示数。
(5)更换不同定值电阻进行实验,得到如下数据:
分析数据,小华发现保持电压不变时,通过导体的电流随着电阻的增大而减小,猜想电流与电阻或反比。为了验证他的猜想,请在答题卡坐标纸上描点并作出图像。
(6)根据图像得出结论:实验误差允许范围内,在电压一定的情况下,通过导体的电流与_______成正比,即电流与_______成反比。
专题20 探究电流与电压、电阻的关系
模型破解 拆解步骤,突破思维壁垒……………………………………………………………………01~58
一、探究电流与电压关系
模型05.I-R图像辨析 …………………………27
模型01.分清“自变量”“因变量”“不变量” ……01
模型06.图像………………………………31
模型02.滑动变阻器的作用……………………04
模型07.分析辨别错误数据……………………35
模型03.分析辨别错误数据……………………05
模型08.定值电阻两端电压的取值范围………39
模型04.I-U图像 ………………………………11
模型09.电源电压的取值范围…………………45
二、探究电流与电阻关系
模型10.滑动变阻器的取值范围………………50
模型01.分清“自变量”“因变量”“不变量” ……15
模型11.定值电阻的取值范围…………………55
模型02.滑动变阻器的作用……………………18
模型12.滑变阻值太小的解决办法……………58
模型03.更换电阻后的操作……………………20
模型04.更换电阻后未移动滑片的计算………23
模型演练 实战强化,提升应用能力……………………………………………………………………58~74
一、探究电流与电压的关系
模型01.分清“自变量”“因变量”“不变量”
标志:分清“自变量”“因变量”“不变量”。
技巧:
①自变量:电压,需要不断改变——使用滑动变阻器改变(有的实验里面也可通过改变电源电压),使用电压表测量具体值;
②因变量:电流,需要测量——使用电流表测量;
③不变量:电阻,需要保持不变——使用定值电阻。
【例1】小红同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,作出了如图所示的图像,下列说法中正确的是( )
A.甲、乙的电阻大小关系:R甲>R乙
B.导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
C.将甲、乙两导体并联接到电压为2V的电源上,干路中的电流为0.6A
D.根据图像可得出结论:同一导体两端的电压与通过它的电流成正比
【答案】C
【解析】A.当甲乙两端电压都为2V时,I甲=0.4A,I乙=0.2A,I甲>I乙,根据知:R甲<R乙,故A错误;
B.电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,所以导体两端的电压为零时电阻的阻值不变,故B错误;
C.当甲、乙两导体并联后接到电压为2V的电源上时,U甲=U乙=2V,由图知I甲=0.4A,I乙=0.2A,干路电流:I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A,故C正确;
D.根据数据和图像得出的结论是:同一导体,电阻一定,通过它的电流与两端的电压成正比,故D错误。
故选:C。
【变式1-1】某实践小组在做“探究电流跟电压的关系”实验过程中,经过几次实验探究,如图甲、乙、丙所示依次改进了实验电路图。下列说法不正确的是?
A.图甲改进为图乙:为保证实验过程中电阻这一因素不变
B.图乙改进为图丙:实现多次实验,得到电流跟电压之间的定量关系
C.图丙:移动滑动变阻器目的是改变电阻两端电压和通过电阻的电流
D.图丙:在不增加任何器材的情况下,仅利用本实验的器材可探究电流与电阻的关系
【答案】D
【解析】A.探究“电流与电压的关系”实验中,应控制电阻不变,而灯的电阻随温度的改变而改变,由图甲改进为图乙是为保证实验过程中电阻这一因素不变,故A正确,不符合题意;
B.由图乙改进为图丙是因为使用滑动变阻器既能保护电路,又能通过调节滑动变阻器的滑片使定值电阻R两端的电压改变,得到电流跟电压之间的定量关系,故B正确,不符合题意;
C.探究电流跟电压的关系实验中,需多次改变电流和电压的数值,移动滑动变阻器目的是改变电阻两端电压和通过电阻的电流,故C正确,不符合题意;
D.在“探究电流跟电阻关系”的实验中,需控制电阻两端电压不变,多次改变电阻阻值,故需要添加几个阻值不同的电阻,故D错误,符合题意。
故选D。
【变式1-2】小海按图做了一系列实验,实验记录如表格所示,下列能正确表示“电流、电压和电阻关系”的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】AB.从实验数据可知,当电阻一定时,电流与电压成正比,在I~U图像中,越向U坐标倾斜其阻值越大;故A正确,B错误;
CD.从实验数据可知,当电压一定时,电流与电阻成反比,在I~R图像中,设定的电压越大,其图像越远离原点,故CD错误。
故选A。
【变式1-3】小蒙在实验课上探究“电流与电压的关系”,按如图甲所示电路图连接实物时,她需要将电压表(如图乙)与定值电阻R0_______(选填“串”或“并”)联。连接好电路并闭合开关,为了改变电压表的示数,接下来她应该做的实验操作是_____________________________。
【答案】并;移动滑动变阻器的滑片
【解析】根据电压表的使用规则,电压表要与被测电路元件并联,所以应将电压表与定值电阻R0并联,这样电压表才能测量定值电阻R0两端的电压。
在探究“电流与电压的关系”实验中,要控制电阻不变,改变电阻两端的电压。电路中滑动变阻器与定值电阻串联,通过调节滑动变阻器的滑片,改变其接入电路的电阻,从而改变电路中的电流,进而改变定值电阻R0两端的电压,即改变电压表的示数。所以连接好电路并闭合开关,为了改变电压表的示数,接下来她应该做的实验操作是移动滑动变阻器的滑片。
模型02.滑动变阻器的作用
标志:滑动变阻器在探究电流与电压关系实验中的作用。
技巧:
①保护电路,闭合开关前,滑片调到最大阻值处;
②改变定值电阻R的电压与电流,实现多次实验,找到普遍规律。
【例2】滑动变阻器通过改变自身接入电路部分的电阻的方式,起到控制电路的作用。滑变阻器在“探究电流与电压的关系”实验中,除了保护电路,还起到的作用是( )
A.改变定值电阻两端的电压,以便收集多组数据
B.保持定值电阻两端的电压不变
C.调节定值电阻两端的电压,使其达到额定电压
D.调节定值电阻的电流,改变定值电阻的电功率
【答案】A。
【解析】在“探究电流与电压的关系”实验中,应控制电阻不变,通过调节滑片改变电阻两端的电压,从而达到多次测量,找出具有普遍性的结论,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式2-1】小明同学利用如图甲所示的电路探究电流与电压的关系。根据实验数据绘制的电流-电压图像如图乙所示,实验中所用定值电阻的阻值为________Ω;小明多次调节滑动变阻器改变电压表示数的目的是________________________。
【答案】5;避免偶然性,寻找普遍规律
【解析】如图乙所示,实验中所用定值电阻的阻值为:
本实验探究电流与电压的关系,最终得出结论:电阻一定时,电流与电压成正比,故多次实验目的是避免偶然性,寻找普遍规律。
【变式2-2】在研究电流与电压关系的实验中,要用到滑动变阻器,在研究电流与电阻的关系的实验中,也要用到滑动变阻器,两个实验中,滑动变阻器的作用是( )
A.均是改变电阻两端的电压
B.均是保持电阻两端的电压不变
C.前者是保持电阻两端的电压不变,后者是改变电阻两端的电压
D.前者是改变电阻两端的电压,后者是保持电阻两端的电压不变
【答案】D
【解析】电流与电压关系实验(控制变量法):需保持电阻不变,通过调节滑动变阻器的阻值改变电阻两端的电压,从而研究电流随电压变化的规律。因此,滑动变阻器的作用是“改变电阻两端的电压”。
电流与电阻关系实验(控制变量法):更换不同阻值的电阻后,需通过调节滑动变阻器的阻值,使电阻两端的电压保持与初始值相同,从而研究电流随电阻变化的规律。因此,滑动变阻器的作用是“保持电阻两端的电压不变”。
选项分析:
A错误:第二个实验需保持电压不变,而非改变电压。
B错误:第一个实验需改变电压,而非保持电压不变。
C错误:作用描述颠倒。
D正确:符合两实验的实际操作逻辑。
故选D。
【变式2-3】探究电流与电压的关系时,小阳和小敏两个小组的同学设计了如图甲所示的电路并分别进行了实验。
(1)实验中应该保持_______(选填“R1”或“R2”)的阻值不变。
(2)实验中利用滑动变阻器除了可以起到保护电路的作用外,它的另外一个作用是:____________。
(3)小阳得到的实验数据如下表所示,其中一个数据有明显的错误,分析时需要把它剔除,这个数据所在组的序号是________。
(4)小敏得到的实验数据如下表所示:
在图乙坐标中绘制出这个导体中电流随电压变化的图象。
(5)小敏在与其他组交流时发现虽然各小组作出的图象都是正确的,但是在相同的坐标纸上,所选标准长度对应相同物理值的情况下,有些小组的I-U图象却明显不同。造成这种不同的原因是:_______。
(6)小敏小组的同学进一步分析实验数据后又提出了一个新的问题:“导体两端的电压与通过它的电流的比值是否等于导体的电阻?”接下来,为了检验自己发现的新规律是否正确,他们又重新设计了一个实验,得到的实验数据如下表所示,他们分析了表中实验数据认为自己发现的新规律是________(选填:“正确”或“错误”)的。
(7)如果想利用该实验电路完成探究电流与电阻的关系,还需要添加的器材有_____________。
【解析】(1)探究电流与电压的关系时,应控制电阻R1的阻值不变;R2为滑动变阻器;
(2)实验中滑动变阻器除了保护电路外,还可以改变电阻两端电压进行多次测量;
(3)根据欧姆定律,分别求出6次实验电阻阻值分别为:3.75Ω、4Ω、3.9Ω、3Ω、3.9Ω、4Ω,因本实验中保持定值电阻阻值不变,考虑到误差因素,第4次实验数据错误;
(4)由表格数据描点连线作出I-U图象,如下图所示:
(5)实验中各小组所使用的定值电阻的阻值可能各不相同,探究电流与电压的关系时应控制电阻的阻值不变,采用不同的定值电阻进行探究时,相同电压下的电流不同,做出的I-U图象不同;
(6)通过观察数据发现每次的数值都等于对应实验中选用的电阻值,因此得到规律为:电阻两端的电压跟通过该电阻的电流之比等于该电阻值;故是正确的。
(7)要探究电流与电阻的关系,需要控制电压相同,改变电阻,故需要阻值不同的定值电阻。
故答案为:(1)R1;(2)改变R1两端的电压;(3)4;(4)见上图;(5)阻值不同的定值电阻;(6)正确;(7)不同阻值的定值电阻。
模型03.分析辨别错误数据
标志:要求找出错误数据并分析原因。
技巧:
分析比较各组数据中电压与电流的比值是否相同(在误差范围内),不同的一组数据为错误数据。
【例3】小明利用如图甲所示电路,探究电阻一定时电流与电压的关系,电源电压3V保持不变。他正确连接电路后,闭合开关时就记录了一组数据,他将得到的5组实验数据在坐标系中描点,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.得到的数据中有两组错误数据
B.滑动变阻器的最大阻值为60Ω
C.电压表示数为1.5V时滑片P恰好在中点
D.不增加器材,将电压表并联在滑动变阻器两端也能完成实验
【答案】D
【解析】A.实验探究电流与电压的关系,电阻一定,由图乙可得:
U1=0.5V,I1=0.05A,;U2=1.0V,I2=0.1A,
U3=1.5V,I3=0.12A,;U4=2.0V,I4=0.2A,
U5=2.5V,I5=0.24A,
在误差范围内,当电压为1.5V的一组数据错误,故只有一组数据错误,故A错误;
B.根据题意,当电流最小为0.05A时,滑动变阻器阻值最大,根据图乙可知,此时滑动变阻器两端电压为U滑=3V-0.5V=2.5V,由欧姆定律可得滑动变阻器的最大阻值为:
故B错误;
C.当电压表示数为1.5V时,通过电路中的电流为:
此时滑动变阻器的阻值:
故C错误
D.不增加器材,将电压表并联在滑动变阻器两端,通过调节滑动变阻器,改变其两端电压,同时记录电流表的示数,根据串联分压原理可以求得定值电阻两端电压,也能完成实验,故D正确。
故选D。
【变式3-1】下图是某同学探究电阻一定时电流与电压关系的实验电路。
(1)请你检查一下电路,把接错的那一根导线找出来,打上“×”,再画线把它改到正确的位置上。
(2)下表是该同学用改正后的电路测得的实验数据,这些数据中第______组是明显错误的,分析时需要把它剔除掉。
【解析】(1)为了使电流表与电阻串联,电压表与电阻并联,将电流表0.6A接线柱与电阻右接线柱相连的导线去掉,将电阻右接线柱与电压表的负接线柱相连,如下图所示:
(2)思路一:电阻一定时,电压与电流成正比,根据3、4、5组数据可以看出,电流逐渐增大,而表格中第四次实验的电流值远远大于第三次,也大于第五次实验的电流值,故第4组实验数据错误;
思路二:计算出各次数据的电阻:
可见第4次电阻相差太大,不是误差而是错误。
故答案为:(1)如图所示;(2)4。
【变式3-2】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( )
①多次实验的目的是为了寻找规律:
②第2次实验数据是错误的;
③选用的滑动变阻器的规格可能是“20Ω 1A
③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.①② B.①③ C.②④ D.③④
【答案】B
【解析】①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,要进行实验多次测量,故①正确;
②在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中,需控制电阻阻值不变,根据表格1、2组数据利用欧姆定律可知:
当U1=0.6V,I1=0.15A时,定值电阻为:
当U2=0.9V,I2=0.22A时,定值电阻为:
在误差允许的范围内,第2次实验数据是正确的,故②错误;
③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:
故选用的滑动变阻器的规格可能是“20Ω 2A”,故③正确;
④分析表中数据,考虑到误差因素,电压为原来的几倍,通过的电流为原来的几倍,故得到结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。本选项缺少前提条件“电阻一定时”,故④错误。
综上所述,①③符合题意,故B正确
故选B。
【变式3-3】小明利用如图甲实验装置探究“电流跟电压的关系”,电源电压恒为3V,电阻R为定值电阻,滑动变阻器标有“100 1A”字样。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中实物电路连接完整。
(2)在连接电路前,应该________开关,开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于_______(选填“A”或“B”)端。
(3)小明接通电路后,发现电流表、电压表指针均发生了一定角度的偏转(未满偏),但移动滑动变阻器滑片位置时两表示数均不变,可能原因是______________________________。
(4)解决了问题后,闭合开关,调节滑动变阻器,测得数据如下表所示,其中第3次实验中电流表示数如图乙,其读数为________A。在得到第3组实验数据后,他将滑片P向_______(选填“A”或“B”)端移动适当距离后得到了第4组数据。
(5)分析论证时,老师发现表中有一组数据是错误的,该数据的实验序号为________,原因是____________________________________。
【答案】(1)见解析;(2)断开;A;(3)将变阻器的最大电阻连入了电路;(4)0.3;B;(5)见解析
【解析】(1)变阻器按一上一下接入电路中,如下所示:
(2)在连接电路前,应该要断开;开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处,即A端;
(3)小明接通电路后,发现电流表、电压表指针均发生了一定角度的偏转(未满偏),说明电路是通路,电压表没有满偏,说明其示数小于3V,但移动滑动变阻器滑片位置时两表示数均不变,则变阻器没有了变阻的作用,可能原因是将变阻器的最大电阻连入了电路;
(4)其中第3次实验中电流表示数如图乙,图中电流表选用小量程,分度值为0.02A,其读数为0.3A;在得到第3组实验数据后,为得出第4组数据,即增大电压,减小变阻器分得的电压,根据分压原理,应将变阻器滑片向B适当移动。
(5)由第1组数据可以知道,电路中的电流I=0.1A,电路中的总电阻为:
根据电阻的串联规律可以知道,实际电路中的最大总电阻:
R总=5Ω+20Ω=25Ω
相关试卷
这是一份全国各地名校2026届九年级(初三)中考物理一轮复习专题20 探究电流与电压、电阻的关系(模型与方法)试卷含答案,共6页。试卷主要包含了探究电流与电压关系,探究电流与电阻关系,实验探究题等内容,欢迎下载使用。
这是一份全国各地名校2026届九年级(初三)中考物理一轮复习专题19 电压 电阻(模型与方法)试卷含答案,共6页。
这是一份全国各地名校2026届九年级(初三)中考物理一轮复习专题18 电流与电路(模型与方法)试卷含答案,共79页。
相关试卷 更多
- 1.电子资料成功下载后不支持退换,如发现资料有内容错误问题请联系客服,如若属实,我们会补偿您的损失
- 2.压缩包下载后请先用软件解压,再使用对应软件打开;软件版本较低时请及时更新
- 3.资料下载成功后可在60天以内免费重复下载
免费领取教师福利