秘籍13 探究电路电流与电压和电阻关系-备战 中考物理抢分秘籍

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秘籍13  探究电路电流与电压和电阻关系（原卷版）概率预测☆☆☆☆题型预测实验探究题☆☆☆☆☆考向预测①探究电路电流与电压和电阻关系探究电路电流与电压和电阻关系是电学实验探究题中的常考内容，也可以说是常考热点，在中考试卷实验题中占据非常重要的地位。此考题的典型考试方式有：一、单考电路电流与电压关系和电路电流和电阻关系，二、同时考查电路电流与电压和电阻关系。考题分值一般在3分-9分之间，具体考向和解答策略见下面概括：一、探究电路电流与电压关系【实验目的】电流与电压有什么关系【猜想与假设】电流与电压成正比。【设计实验】因电流与电压、电阻均有关系，我们要研究电流与电压的关系，应该采用控制变量法。　　即保持电阻不变，改变电阻两端的电压，研究电流与电压的关系。【实验器材】电流表、电压表、定值电阻(2个)滑动变阻器、电源开关、导线。【实验电流】如图。【实验内容】（1）按图连好电路，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处，实物图如下所示。（2）保持电阻R1=5不变，检查电路后闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数分别为1V、2V、3V，并读出电流表相应的数值、填表。R1=5Ω次数电压U/V电流I/A110.2220.4330.6改变电阻，使R2=10不变，调节滑动变阻器，使电压表的示数分别为1V、2V、3V，并读出电流表相应的数值、填表。R2=10Ω次数电压U/V电流I/A110.1220.2330.3（3）根据数据画出I-U图像。（4）得出结论：在电阻不变时，通过导体的电流和导体两端的电压成正比。要点诠释：1.任何电学实验，在闭合开关之前，滑动变阻器应调节到阻值最大处，这样可以保护电路。2.本实验中滑动变阻器的作用有两点：①保护电路；②改变定值电阻两端的电压3.如果只凭一组数据，就得出电流与电压成正比的结论，缺乏普遍性，所以本实验用不同阻值的电阻，重复实验操作，这样得出的数据更具普遍性。4.要会根据I-U图，判断电阻值的大小。如图，通过相同的电流时，UB>UA，所以RB>RA。【考向点拨】1.探究方法：控制变量法；2.探究电流与电压关系时：控制电阻不变；3.连接电路前应注意哪些问题：断开开关、变阻器处于最大位置、电流表和电压表选择合适量程、注意正负接线柱不能接反；4.探究电流与电压关系时，变阻器的作用：改变导体两端电压；保护电路；5.完善表格，填入正确值：根据实验规律和给出数据，填入正确值；6.多次测量目的：寻找规律；7.补充实验电路：按元件顺序观察缺少部分，然后进行连接，注意不能交叉；8.电路连接改错：电流要从电流表、电压表正极入、负极出，量程选择要预估，元件连接要符合要求，电流表要串联在电路中，电压表要与被测元件并联，变阻器要一上一下接入电路；9.连接电路时：开关应处于断开状态；变阻器应置于阻值最大位置；10.在电阻一定时，导体电流与导体两端电压的关系：电流与电压成正比。二、探究电路电流与电阻关系【实验目的】探究电流与电阻的关系【提出问题】电流和电阻之间有什么样的关系？【猜想与假设】电流与电阻成反比。【设计实验】仍使用控制变量法，即保持定值电阻两端的电压不变，研究电压不变时，电流与电阻的关系。电路图：【实验过程】（1）按图接好电路。注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处，实物图如下所示。（2）分别将5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻连入电路，检查电路后闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数保持3V不变，分别记下电流表的示数，填入表格。                                              U=3V次数电阻R/Ω电流I/A15Ω0.6210Ω0.3315Ω0.2（3）根据数据画出I-R图像。【实验结论】电压一定时，电流与电阻成反比。【考向点拨】1.探究方法：控制变量法；2.探究电流与电阻关系时：控制电压不变；3.连接电路前应注意哪些问题：断开开关、变阻器处于最大位置、电流表和电压表选择合适量程、注意正负接线柱不能接反；4.探究电流与电阻关系时，变阻器的作用：控制导体两端电压不变；5.完善表格，填入正确值：根据实验规律和给出数据，填入正确值；6.多次测量目的：寻找规律；7.补充实验电路：按元件顺序观察缺少部分，然后进行连接，注意不能交叉；8.电路连接改错：电流要从电流表、电压表正极入、负极出，量程选择要预估，元件连接要符合要求，电流表要串联在电路中，电压表要与被测元件并联，变阻器要一上一下接入电路；9.连接电路时：开关应处于断开状态；变阻器应置于阻值最大位置；10.变阻器的连接时：一上一下；11.在电阻一定时，导体电流与导体电阻的关系：电流与电阻成反比。题型一：探究电路电流与电压关系【例1】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实验次数12345电压U/V0.711.11.51.7电流I/A 0.180.200.260.30①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图象，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____。A．1.5V＜U≤3VB．1.3V＜U＜2.1VC．1.3V＜U≤2.6VD．2.1V＜U＜2.6V【例2】小亮用图甲所示的电路探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”，所用器材如下：电压表(0∼3V,0∼15V)；电流表(0∼0.6A,0∼3A)；滑动变阻器A(0∼10Ω)；滑动变阻器B(0∼200Ω)；阻值为5Ω、10Ω的定值电阻各一个；两节干电池、开关和导线若干。（1）请你在图甲中用一根导线(用笔画线代替)完成实验电路的连接_____。(要求滑动变阻器滑片向左移动时,电流表示数增大)（2）连接电路时开关要______；为方便调节电流，应选用滑动变阻器______(选填“A”或“B”)；接通电路前，应把滑片P移到滑动变阻器的______(选填“左”或“右”)端。（3）闭合开关后，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，都发现电流表无示数，电压表有示数。其原因可能是电阻R______(选填“断路”或“短路”)。（4）排除故障后，小明在实验中通过调节滑动变阻器的滑片，测出电阻R在不同电压下对应的电流值，如下表所示：分析表中的数据得到：电阻一定时，电流跟电压成______。（5）小明将电阻R换成一个额定电压为3.8V，阻值约为10Ω的小灯泡，进行“测量小灯泡的额定电功率”的实验：①在增加一节干电池的同时对电路还必须进行改动的是________________________________。②当调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为3.8V时，电流表的示数如图（乙）所示，则小灯泡的额定功率是_____W。【例3】某同学在探究“电压一定时，通过导体的电流与电阻的关系”的实验中，所用的实验器材有：两节干电池，电流表、电压表、滑动变阻器及开关各一个，定值电阻和导线若干。实验电路如图所示。（1）连好电路后，开关闭合前应将滑动变阻器的滑片移动到_____接线柱那一端（选填“a”或“b”）。（2）该同学用开关“试触”时，发现电压表和电流表均无示数。他检查导线与各接线桂均接触良好，猜想可能是滑动变阻器出现了断路。他另外取来一根导线，用这根导线验证出猜想是正确的。写出他的做法和观察到的现象。______（3）该同学排除故障后，进行实验，记录的实验数据如下表：电压U=2.4V①分析实验数据得出的探究结论是：___________。②在方格纸上画出电流I与电阻R的关系图象。______③从图象中可以看出，当电阻R=18 Ω时，电流为___________A。题型二：探究电路电流与电阻关系【例4】小玉在探究“电流与电阻的关系”的实验中，利用电压恒为6V的电源设计如图甲所示的电路。（1）小玉将滑动变阻器的滑片移到最右端后，闭合开关S，电压表的指针_____（选填“几乎不动”或“偏转很大”）。电流表的示数如图乙所示为_____A，则滑动变阻器最大电阻为_____Ω。请你在连接错误的一条导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确。（___）（2）小玉分别把5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的四个定值电阻接入电路进行实验，为了完成这四次实验，应控制定值电阻两端电压至少为_____V。（3）小玉用额定电压为2.5V的小灯泡替换定值电阻R，利用原有电路，测量小灯泡的电阻。实验时，她调节滑动变阻器的滑片到某一位置时，电压表的示数为2V，为使小灯泡正常发光，她应该向_____（选填“左”或“右”）调节滑动变阻器的滑片．依据测量的数据，小玉绘制出如图丙所示的图象，她发现电流与电压不成正比，说明小灯泡灯丝的电阻随_____的变化而改变。根据丙图还可以求出小灯泡的额定功率_____W。（4）完成上面实验后，小玉又想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，利用一个电压未知的电源和阻值为R0的定值电阻，设计了如图丁所示的电路．请完成下列实验步骤。①闭合开关S1，开关S2接a接线柱，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为_____；②闭合开关S1，开关S2接b接线柱，滑动变阻器的滑片_____（选填“向左移动”、“向右移动或“保持不动”），读出电压表示数为U1；再将开关S2接c接线柱，读出电压表的示数为U2；③小灯泡额定功率的表达式P额＝_____。【例5】在探究电流与电阻关系的实验中，所用器材如下：蓄电池（6V）、电流表、电压表、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω各一只）、开关、滑动变阻器（1.5A 20Ω）、导线若干。（1）请你帮助小军按图甲所示的电路图连接图乙的实物电路，要求滑动变阻器的滑片移动到右端时接入电路中的阻值最大。（___）（2）补接后小军先将5Ω电阻接入电路，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2V，电流表示数如图丙．请读出示数：_____A。（3）当小军将10Ω电阻换接成15Ω电阻后，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，都不能使电压表示数仍为2V，分析其原因可能是_____（答出一种情况即可）。（4）小军完成此实验后，想利用原有器材进行”伏安法测电阻“的实验．电路连接正确后闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数为6V，你认为发生故障的原因是_____。（5）排除故障后，将滑片P移到某一位置时，两表读数如图丁所示，小军计算得出所测电阻的阻值R＝_____Ω。你认为这个结果可靠吗？_____，理由是_____。【例6】绮妍同学为了探究“电流与电压、电阻的关系”，设计了如图甲的实验电路，她在学校实验室找来了如下一些实验器材：电压恒为3V的电源，电源表、电压表各一只，一个开关，阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个，滑动变阻器R0上标有“20Ω1A”字样，导线若干。(1)请你用笔画线代替导线，将图乙中的实物连接完整；______(2)闭合开关前，应将滑动变阻器滑到最______端（选填“左”或“右”）；(3)闭合开关，绮妍同学发现电流表无示数，电压表指针有明显偏转，原因可能是______；(4)故障排除后，绮妍同学先把10Ω的电阻接入电路，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为2V，读出电流表示后，断开开关，她拆下10Ω的电阻，改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验，闭合开关，电压表示数如图丙所示，其示数是______V，要完成这次实验，接下来她应将变阻器滑片向______端（选填“左”或“右”）移动，使电压表的示数为______V；(5)绮妍同学还把5Ω的电阻接入电路中，来探究“电流与电压的关系”她通过调节滑动变阻器的滑片P，测出定值电阻R两端的不同电压和对应的电流值，并记录在下表中，老师看了表中的实验数据后，却说其中有一次是错误的数据，请你帮她分析一下，出错的是第______次，原因是______。实验次数123456电压U/V0.51.01.52.02.53.0电流I/A0.10.20.30.40.50.61.（2022·重庆市中考物理模拟试卷）复习课上小明同学要做几个电学实验，电源电压4.5V保持不变，滑动变阻器的规格是“15Ω 1A”，阻值为5Ω、10Ω，15Ω、20Ω、25Ω的电阻各一个，电流表，电压表各一个。（1）小明用如图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”，小明在未检查电路连接是否正确的情况下，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电压表的示数将 　      　（选填“发生变化”或“不发生变化”）。（2）小明检查发现实验电路连接有误，若只需改动一根导线，即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上画“×”并用笔画代替导线画出正确的接法。（3）小明先探究“电压一定时，电流与电阻的关系”：a、他将5Ω的电阻接入电路，闭合开关S，调节滑片P到适当位置，读出电流表示数记入表中，断开开关S，小明用10Ω的电阻替换5Ω的电阻，闭合开关S。接下来的操作是：向 　      　移动滑动变阻器的滑片，目的是 　      　。实验次序12345R/Ω510152025I/A0.50.250.170.1250.1b、上表是小明提交的实验数据，老师指出有几组数据不符合实际，你认为应该是实验次序 　      　数据；若不更换实验器材，利用上述实验电路，能顺利得到5组I、R数据完成实验探究，滑动变阻器的最大阻值不得小于 　      　Ω。（4）完成上述实验后，小明将定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡，继续实验，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制了如图乙所示的I﹣U图象。则小灯泡正常发光时的电阻是 　      　Ω，它的额定功率是 　      　W，小明进一步观察图象发现，电流与电压不成正比，原因是 　      　。（5）小明重新选择实验器材，不用电流表就测出了另一个额定电流为Im的小灯泡的额定功率，设计的电路图如图丙所示。请你将下列实验步骤补充完整，并计算出小灯泡的额定功率（电源电压恒为U，R0为已知阻值的定值电阻）。①开关S闭合，开关S1连接触点“2”时，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 　      　时，小灯泡正常发光；②保持滑动变阻器滑片位置不动，使开关S连接触点“1”，这时电压表的示数为U1；小灯泡额定功率的表达式为Pm＝　      　（用已知量和测量量的字母表示）。2.（2022·江苏省扬州市中考物理模拟试卷）实验小组做探究“电流与电阻关系”的实验，提供的器材有：电源（电压3V）、电流表、电压表、电阻箱R（0～999.9Ω）、滑动变阻器R1，开关及导线若干。（1）请用笔画线代替导线把图甲电路连接完整。（2）闭合开关，发现电流表、电压表均无示数，将电压表改接在R1两端，发现电压表的示数为3V，由此判断电路的故障是 　        　。（3）排除故障后，调节R的阻值，并移动R1的滑片，使电压表的示数为某一值，记录R的阻值和电流表示数，继续实验，当R的阻值变大时，R1的滑片应向 　        　移动，以使 　        　示数不变。将多次实验测得的数据描绘成图乙所示的I﹣图线。①图在图丙中画的出当R的阻值为10Ω时，电流表指针所在位置。②处理数据描绘的是I﹣图线，而不是I﹣R图线，这样做的优点是：　        　。（4）实验小组要用已有器材继续测量一个阻值为数百欧的电阻Rx，他们设计了的图丁中A、B两个实验方案，其中能准确测量Rx阻值的是 　        　。3.（2022·安徽省阜阳实验中学中考物理一模试卷）小慧用如图甲所示的装置做“探究导体的电流跟电阻的关系”的实验。图甲中有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上打“”并补画出正确的连线；正确连接并规范操作后，闭合开关，两电表均无示数。现将电压表接在滑动变阻器两端时无示数，接在开关两端时有示数，则电路的故障是______；A.电阻断路     B.电流表断路     C.滑动变阻器短路     D.开关断路小谷用一个小灯泡替换图中的定值电阻来测量小灯泡的电功率，若两次测得小灯泡的电功率分别为和，且，则两次对应的小灯泡的电压为和的大小关系最有可能的是______；