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实验二十四
探究电流与电压和电阻的关系——初中物理实验汇编
知识梳理
一、实验目的：探究电流与电压和电阻的关系
二、实验器材：定值电阻、电流表、电压表、电源、开关、导线、滑动变阻器
三、实验步骤：
实验一：控制电阻一定，探究电流与电压的关系
1、连接电路；
2、闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数成整数倍增加，依次记下电流表的示数，把数据记录在表格中。
3、分析数据，得出结论：
当电阻一定时，通过导体的电流跟它两端的电压成正比。
实验二：控制电压一定，探究电流与电阻的关系
1、连接电路；
2、记下电阻值，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为某一值，记下电流表的示数，把数据记录在表格中。
3、更换一个新的电阻，记下电阻值，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数保持不变，记下电流表的示数，把数据记录在表格中。
4、在更换一个电阻，重复几次实验。
5、分析数据，得出结论：
当电压一定时，通过导体的电流跟它的电阻成反比。
练习
1.探究电流跟电压、电阻的关系时，在保持电阻不变这一步中，我们应该(
)
A.保持滑动变阻器的滑片位置不变
B.保持电阻R两端的电压不变
C.保持电路中的电流不变
D.保持定值电阻阻值不变，调节滑动变阻器的滑片到不同的位置
2.根据下列一组实验数据，可以得到的结论是(
)
导体两端的电压
导体的电阻
通过导体的电流
2
V
10
Ω
0.2
A
4
V
10
Ω
0.4
A
6
V
10
Ω
0.6
A
A.导体电阻一定时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比
B.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
C.导体两端的电压一定时，导体的电阻与通过导体的电流成反比
D.导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比
3.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阻值最大处，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，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的电阻的关系时，当将由10
Ω换成20
Ω时，应将滑片向右移动，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
4.小华用图所示电路探究“电流跟电阻的关系”，他按正确的操作方法进行了多次实验，记录了多组数据，如果电源电压保持不变，对他的实验数据进行分析，下列物理量中发生改变的是(
)
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之比
D.通过定值电阻与滑动变阻器的电流之比
5.如图为小明探究“电流跟电阻的关系”实验电路图。实验过程中，当他将两点间的电阻由5
Ω更换为10
Ω后，发现电压表的示数发生了变化，接下来他的实验操作应该是(
)
A.保持电池节数不变，将滑动变阻器滑片适当向左移动
B.保持电池节数不变，将滑动变阻器滑片适当向右移动
C.保持电池节数不变、滑动变阻器滑片不动，改变电压表的量程
D.保持滑动变阻器滑片不动，增加电池节数
6.探究电流与电阻的关系
小明连接的实验电路如图甲所示。
（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于最_______端。
（2）闭合开关后，发现电流表示数为零，电压表的示数如图乙所示，为_______V；改变滑动变阻器滑片的位置，两电表指针的位置不变。电路中有一处故障，可能是_______（选填序号）。
①电流表短路
②电压表短路
③导线a断路
④导线b断路
（3）排除电路故障后，小明先后用5
Ω、10
Ω的定值电阻进行实验。实验中，通过_______控制定值电阻两端的电压不变，得到的实验数据如图丙。小明据此得出结论：电流与电阻成反比。请指出实验存在的问题或需要改进的地方_______（写出一条即可）。
7.在“探究电流与电压的关系”的实验中：
（1）小军首先选用了一个阻值为15
Ω的电阻器开始连接实验电路，如图所示是他已经连接的部分实验电路。小军在连接实验电路时，操作上出现的错误是______。
（2）请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整。
（3）连接完实验电路，检查无误后，闭合开关，电路工作正常。过一段时间后，突然发现一个电表的示数变为零，而另一个电表的示数变大。若此时实验电路中只有一处出现故障，则可能的情况是______。
A.电阻器短路，电压表示数为零
B.电阻器开路，电流表示数为零
C.变阻器短路，电压表示数为零
D.变阻器开路，电流表示数为零
答案以及解析
1.答案：D
解析：电流跟电阻、电压的大小有关，研究电流与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变，保持电阻不变，可研究电流与电压的关系，为得出普遍性的结论，要改变电阻两端的电压和电流多次测量，即应保持定值电阻阻值不变，调节滑动变阻器的滑片到不同的位置，只有D正确。
2.答案：B
解析：由表中数据知，导体的电阻保持10
Ω不变，导体两端的电压越大，通过导体的电流越大，其电压增大为原来的几倍，电流也增大为原来的几倍，则可得出导体电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。
3.答案：D
解析：为保护电路，连接电路时，滑动变阻器的滑片处于阻值最大处，作用是使电路中的电流最小，故A正确；探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时，在电阻不变时，调节滑片，使电压表的示数产生变化，故B正确；在探究通过导体的电流与导体的电阻的关系时，根据控制变量法，要控制导体两端的电压不变，所以当电阻从10
Ω换成20
Ω时，电阻变大，分压变大，应向右调整滑片，使电压表示数不变，故C正确；实验中，为避免实验的偶然性，要多次测量得出具有普遍性的结论，故D错误。
4.答案：C
解析：探究“电流跟电阻的关系”，要控制定值电阻两端的电压不变，A不符合题意；由串联电路电压的规律知，滑动变阻器两端的电压也不变，B不符合题意；题图中电压表测定值电阻两端的电压，电流表测电路中的电流，由欧姆定律，电压表与电流表示数之比即定值电阻的大小，因实验中要换用不同的定值电阻，故这个比值会发生变化，C符合题意；串联电路各处的电流相等，D不符合题意。
5.答案：B
解析：根据串联分压规律可知，将定值电阻由5
Ω改接成10
Ω，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的关系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，由分压规律知，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右移动，使电压表的示数不变，故B正确，A、C、D错误。
6.答案：（1）右
（2）2.9；③
（3）滑动变阻器；结论要以电压不变为前提（或实验时要进行多次实验，使实验结论具有普遍性）
解析：（1）如题图，滑动变阻器滑片处于最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，在电路中起保护电路的作用。
（2）电压表的量程为0~3
V，分度值为0.1
V，所以电压表的示数是2.9
V；闭合开关后，电流表示数为零，说明电路中有断路故障，电压表的示数是2.9
V，并且移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数不变，说明电压表与电源两极是连通的，则可知与电压表并联的部分发生断路，可能是导线a断路，故选③。
（3）探究电流跟电阻的关系时，用滑动变阻器来控制定值电阻两端的电压不变。需要改进的地方：一是实验过程中只做了两次实验，得到的实验结论具有偶然性，实验时要进行多次实验，使实验结论具有普遍性；二是实验结论没有前提，探究电流跟电阻的关系时，要以电压不变为前提。
7.答案：（1）没有断开开关
（2）如解析图所示
（3）AB
解析：本题考查探究电流与电压的关系实验。
（1）为保护电路，在连接实验电路时，开关应断开，小军在连接实验电路时，操作上出现的错误是开关没有断开。
（2）电源电压为6
V，电流表选用小量程与电阻串联，电压表与电阻器并联，如图所示。
（3）电阻器短路，电路总电阻减小，电源电压不变，电路电流变大，电流表示数变大，电压表被短路，电压表示数为零，故A正确；电阻器开路，电路电流为零，电流表示数为零，电压表测电源电压，电压表示数变大，故B正确；变阻器短路，电路总电阻减小，电源电压不变，电路电流变大，电流表示数变大，电阻器两端电压变大，电压表示数变大，故C错误；变阻器开路，电路电流为零，电流表示数为零，电压表示数为零，故D错误

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