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专题5：探究电流与电压、电阻的关系
探究电流与电压、电阻的关系是欧姆定律一章中的重要实验，是得出欧姆定律的必做实验，也是中考电学最常考的电学实验之一。通过实验的探究有助于对欧姆定律的正确理解，为学好欧姆定律这一章打下良好的基础。
一、探究电流与电压的关系实验
1、实验方法：控制变量法
2、实验器材（七种）及电路图：电流用电流表测量，电压用电压表测量， 还必须有电源、开关、导线另外还有电阻、滑动变阻器，共七种。电路图如下图：
3、实验过程：保持定值电阻阻值不变，多次移动滑片，改变电阻两端的电压，测量通过电阻的电流，将测的数据记录到表格里。
　　　　　　　　　　　　　　　　　电阻R＝　　　　Ω
次数 电压U/V 电流I/A
1
2
3
4、实验结论和图像：在导体电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。根据实验数据可绘出U-I图像如下：
5、滑动变阻器的主要作用：改变导体两端的电压，从而改变电路中的电流，以便多次测量，找到电流与电压的关系。
例题1　（2021辽宁大连）某同学探究“电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压的关系”，实验器材有：两节干电池，滑动变阻器、电流表、电压表、10Ω的定值电阻及开关各一个，导线若干。
（1）图甲是该同学连接的部分电路，请用笔画线，将图中的实验电路连接完整；
（2）闭合开关后，将滑动变阻器的滑片从b端向a端滑动，观察到电流表示数逐渐变大。当滑片滑到a端时，电流表示数如图乙所示，接下来的操作是：　　　　　　　　　　。
（3）进行实验，记录的实验数据如下表：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 电阻R＝10Ω
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.6 1.0 1.4 1.8 2.2 2.6
电流I/A 0.06 0.10 0.14 0.18 0.22 0.26
①请在方格纸上画出电流I与电压U的关系图象。
②分析图象得出的探究结论是：____　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　__。
【答案】（1）见解析 　（2）电流表的量程改用00.6A （3）①见解析　②当电阻一定时，电流与电压成正比。
【解析】（1）探究“电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压的关系”实验中，定值电阻与滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量定值电阻电压。从图甲中可以看出，电压表的正接线柱未与定值电阻右端连接，其他导线连接完好，电源由两节干电池组成，因此电源电压为3V，所以电压表量程选用03V，如下图所示：
（2）从图甲中可以看出，当滑片滑到a端时，滑动变阻器接入的电阻为0。从图乙中可以看出，电流表的偏转幅度很小，说明电流表的量程太大，应该改用00.6A量程。
（3）根据表格中的数据在坐标轴上描点，将各点用平滑的直线连接起来，如下图所示：
从表格中的数据可以看出，当电阻不变时，通过电阻的电流与电压成正比。
【点拨】探究电流与电压的关系实验中，常常考查实物图连线、电流表和电压表量程的选择和读数、滑动变阻器的连接和作用以及滑片移动电流表电压表示数的变化情况、电路故障、实验数据处理与分析、实验结论的得出等等。以上几点在前面几个专题中已经详细介绍了，在这里着重强调以下几点：
（1）连接电路时，开关应断开；在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处于阻值最大处，即远离下面的接线柱。
（2）电流表、电压表接线柱接入电路时应为“正入负出”，不能超量程。
（3）画图像时，采用描点法，找到一个一个电压值，同时找到对应的电流值，在“U—I”或“I—U”坐标系中找到对应的点，然后再连线，即可得到电流随电压变化的图像。
（4）在下结论时，一定要把控制的变量“电阻一定时”写在前面。
对点练：（2021山东滨州）在“探究电流与电压关系”的实验中，图甲是某实验小组设计的电路，电源电压3V保持不变。
（1）请用笔画线代替导线，在图甲中完成电路连接，要求滑片P向B端滑动时，电流表的示数变小；
（2）连接电路时，开关应该______。闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于______（选填“A”或“B”）端；
（3）检查无误后，闭合开关发现电流表几乎无示数，电压表示数接近3V。移动滑片P，两电表示数均无变化，则电路故障可能是______；
（4）排除故障后，移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示，此时通过定值电阻R的电流为______A；
（5）实验中测得五组数据，并绘制出定值电阻R的I﹣U图像如图丙所示。由图像可得：
①实验中所用定值电阻R的阻值为______Ω；
②实验结论：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
（6）结合所测数据分析，本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于______Ω。
二、探究电流与电阻的关系实验
1、实验方法：控制变量法。
2、实验器材（七种）及电路图：电流用电流表测量，电压用电压表测量， 还必须有电源、开关、导线另外还有电阻、滑动变阻器，共七种。电路图如右图：
3、实验过程：保持定值电阻两端的电压不变，改变定值电阻的阻值，通过移动滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压保持不变，测量通过不同电阻的电流，将测的数据记录到表格里。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　U＝　　V
次数 电阻R/Ω 电流I/A
1
2
3
4、实验结论和图像：在导体电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。根据实验数据可绘出U-I图像如下：
5、滑动变阻器的主要作用：控制定值电阻两端的电压不变。
例题2（2021黑龙江）某实验小组在探究“电流与电阻关系”的实验时，
（1）设计了如图甲所示电路，电源为三节新干电池，此实验中滑动变阻器的作用是保护电路和_______；
（2）请用笔画线代替导线，将图甲所示电路连接完整（要求滑片向左滑动时，电流表示数变大，连线不得交叉）；
（3）经检查电路连接正确后，闭合开关，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，若电路中只有一处故障可能是______；排除故障后，闭合开关前应将滑动变阻器滑片移至_______（选填“A”或“B”）端，如图乙所示，闭合开关后移动滑片到某一位置时，电流表的示数为_______A；
（4）图丙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R的变化图像，由图像可知电阻R两端的电压为______V，当电阻由5Ω更换为10Ω时，闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片向_______（选填“左”或“右”）端滑动，若实验中R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω，则滑动变阻器的最大阻值至少是______Ω。
【答案】（1）控制定值电阻两端的电压相同 　　（2）见解析 （3）定值电阻断路 B 0.2 　　（4）3 右 10。
【解析】（1）由于探究电流与电阻的关系，需要控制定值电阻两端的电压相同，故滑动变阻器的作用是保持定值电阻两端的电压不变。
（2）滑片向左滑动时，电流表示数变大，即向左滑动时，滑动变阻器的阻值变小，故需要选择A接线柱，故如下图所示：
。
（3）电流表无示数则断路，电压表有示数且接近电源电压，则电压表有电流通过，只能是电压表所测量的电阻断路了；闭合开关前应将滑动变阻器滑片移至B端，即滑动变阻器阻值最大处，为了保护电路；选择小量程，故读数为0.2A。
（4）从图丙可知，当电阻为5Ω时，电流为0.6A，则定值电阻两端的电压为U＝IR＝0.6A×5Ω＝3V，故定制定值的电压为3V；那么滑动变阻器分得的电压为U滑=U-UV=4.5V-3V=1.5V，滑动变阻器的最大阻值为，故实验的小丽所用的滑动变阻器其最大阻值不能小于10Ω。
【点拨】（1）在“探究电流与电阻的关系”的实验中，用10Ω的电阻替换5Ω的电阻时，为保持电压表示数不变，应将滑动变阻器阻值调大，即“换大调大”；反之用5Ω的电阻替换10Ω的电阻时，为保持电压表示数不变，应将滑动变阻器阻值调小，即“换小调小”。
（2）在“探究电流与电阻的关系”的实验中，定值电阻两端控制的电压UV、定值电阻阻值R、滑动变阻器的R滑、电源电压U四者存在的关系是：：
①当U、UV一定时，滑动变阻器的最大阻值为R滑大，则定值电阻的最大阻值为；②当U、UV一定时，定值电阻的最大阻值为Rmax，则滑动变阻器的最大阻值为；
③当U、Rmax和滑动变阻器的最大阻值R滑大一定时，定值电阻两端控制的最小电压，最大电压取决于电压表的量程（或电源电压）；
④当UV、Rmax和滑动变阻器的最大阻值R滑大一定时，电源电压的最大值为，控制的最小电压即为电源电压的最小值。
对点练：（2021湖南张家界）小丽在探究“电路中电流与电阻的关系”时，可供使用的实验器材有：电源（电压恒为6V）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个、阻值不同的定值电阻四个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），导线若干。
　　
（1）请用笔画线代替导线将甲图的实物图补充完整，要求滑动变阻器滑片P向c端滑动时接入电路中的阻值变小；
（2）当闭合开关试触时，发现电流表指针摆动出现了图乙所示情况，存在的问题是：______；
（3）将5Ω的电阻接入a、b间，闭合开关后，移动滑片Р使电压表示数为U0，记录相应的电流值；然后将5Ω的电阻换成10Ω、15Ω的电阻接入a、b间，闭合开关后，滑片Р应向 ______（选填“c”或“d”）端移动，直至电压表示数也为U0，记下相应的电流值；（4）小丽在换用20Ω电阻做实验时，发现电阻已经损坏，她灵机一动，利用现有的几个电阻解诀了这个问题。请你写出小丽的做法：　　　　　　　　　　　　　；
（5）小丽完成上述操作后又选了一个2Ω的电阻进行实验，结果发现实验不能正常进行，为完成此实验，电路需要做出调整的是______；
（6）小丽根据实验数据得出I﹣R变化的图像，如图丙所示：则小丽实验时U0＝______V，实验的小丽所用的滑动变阻器其最大阻值不能小于______Ω；
（7）小丽在得出I﹣R图像之后，又画出了如图丁所示的I﹣图像，得出结论，电流与电阻成反比。请对此做出评价。______
1、（2021海南）某实验小组探究电流与电压的关系。实验中电源电压恒为3V，定值电阻R为5Ω，实验电路图如图甲所示。
（1）请根据电路图，用笔画线表示导线，连接图乙所示的实物电路（要求导线不能交叉）；
（2）连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑片，电压表的示数约为3V保持不变，电流表的示数几乎为零，则电路的故障可能是__________（选填“定值电阻R短路”“定值电阻R断路”或“滑动变阻器断路”）；
（3）排除故障后，将多次实验测得的数据记录在表格中，请根据表格中的数据，在图丙的坐标图中画出定值电阻R的I-U图像______；
实验序号 1 2 3
U/V 0.5 1.0 2.0
I/A 0.1 0.2 0.4
（4）分析图像可知，电阻一定时，电流与电压成__________比。
2、（2021陕西）在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时，小明设计了如图-1所示电路。电源电压为3V且保持不变，R为定值电阻。
（1）连接电路时，开关应处于______状态；闭合开开关前滑动变阻器的滑片P应处于______处；
（2）闭合开关S，发现电压表示数接近3V，电流表指针几乎不偏转，移动滑片P的过程中，两表示数均无变化。已知导线、仪表均完好，且接触良好，则故障原因是______；
（3）排除故障后，闭合开关S，小明改变电阻R两端的电压，进行了多次实验，实验数据记录如下表。
试验次数 1 2 3 4
电压表示数U/V 1.0 1.5 2.0 2.5
电流表示数I/A 0.10 0.15 0.20 0.25
①请根据表中数据，在图-2中用描点法画出导体中的电流I与导体两端电压U的关系图象；
②分析数据可得：当导体电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成______；
（4）在此实验中改变电阻R两端的电压是通过改变______来实现的；
（5）此实验中多次测量寻找普遍规律的目的与下面的______（选填“A”或“B”）实验中多次测量的目的相同。
A．探究电流与电阻的关系 B．测量未知电阻的阻值
3、（2021吉林）在探究电流与电阻关系的实验中，所用实验器材均完好，如图所示，电源电压为6V不变，定值电阻分别为10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
（1）实验前，发现电流表的指针位置如图甲所示，原因是电流表___________。
（2）如图乙所示，导线a应与滑动变阻器的___________接线柱相连。
（3）电路连接完成后，分别用10Ω、15Ω、20Ω的电阻进行实验，正确操作，记录的数据如下表所示，则实验中控制电压表的示数为_________V不变。当使用30Ω的电阻做实验时，无论怎样调节滑动变阻器的滑片都无法使电压表的示数与前三次相同，为了继续完成第四次实验，如果只能更换电源，则电源电压应不高于_________V。
实验次数 1 2 3 4
R/Ω 10 15 20 30
I/A 0.3 0.2 0.15
（4）分析实验数据得出结论：在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成__________。
4、（2021辽宁）小明做“探究电流与电阻关系”实验。实验器材有：电源（电压恒为6V）、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各一只）、滑动变阻器（规格为“30Ω 0.5A”）、电压表（0～3V）、电流表（0～0.6A）、开关、导线若干。
（1）小明连接好如图甲所示的电路，闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移到最______（选填“左”或“右”）端，闭合开关，小明发现电压表示数接近电源电压，可能是定值电阻R出现了______（选填“短路”或“断路”）故障；
（2）排除故障后，多次改变R的阻值，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表示数，得到如图乙所示的电流I随电阻R的变化图象；
①由图象可得：导体两端的电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成______；
②该实验采用的研究方法是______；
（3）为了顺利完成本次实验，则定值电阻两端的电压可调范围为______V；
（4）在使用10Ω和20Ω电阻实验时，滑动变阻器消耗的电功率之比为______。
5、（2021湖南岳阳）小聪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“50Ω 2A”，有5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω的定值电阻各一个。
（1）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，记下电压表、电流表的示数；
（4）将5Ω的电阻分别换成10Ω、15Ω、25Ω、30Ω的电阻，继续实验。小聪发现当定值电阻为30Ω时，无法完成实验。为了让30Ω的电阻也能完成实验，他设计了如下三个调整方案。其中方案有错误的是______（选填“A”、“B”或“C”）。
A．在电路中多串联一个10Ω的电阻，其余操作不变
B．U1不变，改变电源电压，电源电压的取值范围是2V4.4V
C．电源电压不变，改变U1的大小（视需要选取电压表、电流表量程），U1的取值范围是2.25V6V
（5）实验完毕，得到结论：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成______比。
6、（2021江苏无锡）用图甲所示的电路探究通过导体的电流与电阻的关系。器材有：电压为3V的电源、开关、滑动变阻器（20Ω 2A）、电阻箱（09999Ω）、电压表、电流表各一个，导线若干，器材均完好。
（1）闭合开关前，应先将滑动变阻器的滑片P移到______（选填“A”或“B”）端。
（2）闭合开关后，电压表示数为零，经检查电路连接并无故障，原因是______。
（3）调节电阻箱的阻值为12Ω，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P至某一位置，电流表示数如图乙所示。改变电阻箱接入电路的电阻R，调节滑动变阻器，保持电压表示数不变，读出电流表示数I，多次实验的结果如下表所示：
实验序号 1 2 3 4 5
电阻箱阻值R/Ω 12 10 8 6 4
电流表示数I/A 0.24 0.3 0.4 0.6
①图乙中电流表示数为______A。
②图丙是以电流表示数I为纵坐标、电阻箱阻值的倒数为横坐标建立的平面直角坐标系，请根据表格中的数据，在坐标系中描点，画出I﹣图像。
③实验序号中，第1、2、3、4、5次实验时，滑动变阻器接入R1'、R2'、R3'、R4'、R5'，则______。
A．R1'=5R3'　　B．R1'R3'﹣R4'　　D．=专题5 探究电流与电压、电阻的关系
探究电流与电压、电阻的关系是欧姆定律一章中的重要实验，是得出欧姆定律的必做实验，也是中考电学最常考的电学实验之一。通过实验的探究有助于对欧姆定律的正确理解，为学好欧姆定律这一章打下良好的基础。
一、探究电流与电压的关系实验
1、实验方法：控制变量法
2、实验器材（七种）及电路图：电流用电流表测量，电压用电压表测量， 还必须有电源、开关、导线另外还有电阻、滑动变阻器，共七种。电路图如下图：
3、实验过程：保持定值电阻阻值不变，多次移动滑片，改变电阻两端的电压，测量通过电阻的电流，将测的数据记录到表格里。
　　　　　　　　　　　　　　　　　电阻R＝　　　　Ω
次数 电压U/V 电流I/A
1
2
3
4、实验结论和图像：在导体电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。根据实验数据可绘出U-I图像如下：
5、滑动变阻器的主要作用：改变导体两端的电压，从而改变电路中的电流，以便多次测量，找到电流与电压的关系。
例题1　（2021辽宁大连）某同学探究“电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压的关系”，实验器材有：两节干电池，滑动变阻器、电流表、电压表、10Ω的定值电阻及开关各一个，导线若干。
（1）图甲是该同学连接的部分电路，请用笔画线，将图中的实验电路连接完整；
（2）闭合开关后，将滑动变阻器的滑片从b端向a端滑动，观察到电流表示数逐渐变大。当滑片滑到a端时，电流表示数如图乙所示，接下来的操作是：　　　　　　　　　　。
（3）进行实验，记录的实验数据如下表：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 电阻R＝10Ω
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.6 1.0 1.4 1.8 2.2 2.6
电流I/A 0.06 0.10 0.14 0.18 0.22 0.26
①请在方格纸上画出电流I与电压U的关系图象。
②分析图象得出的探究结论是：____　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　__。
【答案】（1）见解析 　（2）电流表的量程改用00.6A （3）①见解析　②当电阻一定时，电流与电压成正比。
【解析】（1）探究“电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压的关系”实验中，定值电阻与滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量定值电阻电压。从图甲中可以看出，电压表的正接线柱未与定值电阻右端连接，其他导线连接完好，电源由两节干电池组成，因此电源电压为3V，所以电压表量程选用03V，如下图所示：
（2）从图甲中可以看出，当滑片滑到a端时，滑动变阻器接入的电阻为0。从图乙中可以看出，电流表的偏转幅度很小，说明电流表的量程太大，应该改用00.6A量程。
（3）根据表格中的数据在坐标轴上描点，将各点用平滑的直线连接起来，如下图所示：
从表格中的数据可以看出，当电阻不变时，通过电阻的电流与电压成正比。
【点拨】探究电流与电压的关系实验中，常常考查实物图连线、电流表和电压表量程的选择和读数、滑动变阻器的连接和作用以及滑片移动电流表电压表示数的变化情况、电路故障、实验数据处理与分析、实验结论的得出等等。以上几点在前面几个专题中已经详细介绍了，在这里着重强调以下几点：
（1）连接电路时，开关应断开；在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处于阻值最大处，即远离下面的接线柱。
（2）电流表、电压表接线柱接入电路时应为“正入负出”，不能超量程。
（3）画图像时，采用描点法，找到一个一个电压值，同时找到对应的电流值，在“U—I”或“I—U”坐标系中找到对应的点，然后再连线，即可得到电流随电压变化的图像。
（4）在下结论时，一定要把控制的变量“电阻一定时”写在前面。
对点练：（2021山东滨州）在“探究电流与电压关系”的实验中，图甲是某实验小组设计的电路，电源电压3V保持不变。
（1）请用笔画线代替导线，在图甲中完成电路连接，要求滑片P向B端滑动时，电流表的示数变小；
（2）连接电路时，开关应该______。闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于______（选填“A”或“B”）端；
（3）检查无误后，闭合开关发现电流表几乎无示数，电压表示数接近3V。移动滑片P，两电表示数均无变化，则电路故障可能是______；
（4）排除故障后，移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示，此时通过定值电阻R的电流为______A；
（5）实验中测得五组数据，并绘制出定值电阻R的I﹣U图像如图丙所示。由图像可得：
①实验中所用定值电阻R的阻值为______Ω；
②实验结论：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
（6）结合所测数据分析，本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于______Ω。
【答案】（1）见解析　　（2）断开 B （3）定值电阻R开路 （4）0.30 （5） ①5 ②保持电阻不变，导体中的电流与导体两端电压成正比 （6）25
【解析】（1）滑片P向B端滑动时，电流表的示数变小，滑动变阻器接入电路电阻变大，下端接线柱应接C点，如下图所示：
（2）连接电路时，开关应该处于断开状态，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处，即B端。
（3）闭合开关发现电流表几乎无示数，说明电路是开路；电压表示数接近3V，测电源电压，移动滑片P，两电表示数均无变化，则电路故障可能是定值电阻R开路。
（4）乙图中，电流表量程为00.6A，分度值为0.02A，示数为0.30A。
（5）定值电阻R的阻值为，由图丙图像可得出：保持电阻不变，导体中的电流与导体两端电压成正比。
（6）当电路中电流最小时总电阻最大，为，此时滑动变阻器接入电路中的电阻为R‘＝R总－R＝30Ω－R＝30Ω－5Ω＝25Ω，故本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于25Ω。
二、探究电流与电阻的关系实验
1、实验方法：控制变量法。
2、实验器材（七种）及电路图：电流用电流表测量，电压用电压表测量， 还必须有电源、开关、导线另外还有电阻、滑动变阻器，共七种。电路图如右图：
3、实验过程：保持定值电阻两端的电压不变，改变定值电阻的阻值，通过移动滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压保持不变，测量通过不同电阻的电流，将测的数据记录到表格里。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　U＝　　V
次数 电阻R/Ω 电流I/A
1
2
3
4、实验结论和图像：在导体电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。根据实验数据可绘出U-I图像如下：
5、滑动变阻器的主要作用：控制定值电阻两端的电压不变。
例题2（2021黑龙江）某实验小组在探究“电流与电阻关系”的实验时，
（1）设计了如图甲所示电路，电源为三节新干电池，此实验中滑动变阻器的作用是保护电路和_______；
（2）请用笔画线代替导线，将图甲所示电路连接完整（要求滑片向左滑动时，电流表示数变大，连线不得交叉）；
（3）经检查电路连接正确后，闭合开关，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，若电路中只有一处故障可能是______；排除故障后，闭合开关前应将滑动变阻器滑片移至_______（选填“A”或“B”）端，如图乙所示，闭合开关后移动滑片到某一位置时，电流表的示数为_______A；
（4）图丙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R的变化图像，由图像可知电阻R两端的电压为______V，当电阻由5Ω更换为10Ω时，闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片向_______（选填“左”或“右”）端滑动，若实验中R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω，则滑动变阻器的最大阻值至少是______Ω。
【答案】（1）控制定值电阻两端的电压相同 　　（2）见解析 （3）定值电阻断路 B 0.2 　　（4）3 右 10。
【解析】（1）由于探究电流与电阻的关系，需要控制定值电阻两端的电压相同，故滑动变阻器的作用是保持定值电阻两端的电压不变。
（2）滑片向左滑动时，电流表示数变大，即向左滑动时，滑动变阻器的阻值变小，故需要选择A接线柱，故如下图所示：
。
（3）电流表无示数则断路，电压表有示数且接近电源电压，则电压表有电流通过，只能是电压表所测量的电阻断路了；闭合开关前应将滑动变阻器滑片移至B端，即滑动变阻器阻值最大处，为了保护电路；选择小量程，故读数为0.2A。
（4）从图丙可知，当电阻为5Ω时，电流为0.6A，则定值电阻两端的电压为U＝IR＝0.6A×5Ω＝3V，故定制定值的电压为3V；那么滑动变阻器分得的电压为U滑=U-UV=4.5V-3V=1.5V，滑动变阻器的最大阻值为，故实验的小丽所用的滑动变阻器其最大阻值不能小于10Ω。
【点拨】（1）在“探究电流与电阻的关系”的实验中，用10Ω的电阻替换5Ω的电阻时，为保持电压表示数不变，应将滑动变阻器阻值调大，即“换大调大”；反之用5Ω的电阻替换10Ω的电阻时，为保持电压表示数不变，应将滑动变阻器阻值调小，即“换小调小”。
（2）在“探究电流与电阻的关系”的实验中，定值电阻两端控制的电压UV、定值电阻阻值R、滑动变阻器的R滑、电源电压U四者存在的关系是：：
①当U、UV一定时，滑动变阻器的最大阻值为R滑大，则定值电阻的最大阻值为；②当U、UV一定时，定值电阻的最大阻值为Rmax，则滑动变阻器的最大阻值为；
③当U、Rmax和滑动变阻器的最大阻值R滑大一定时，定值电阻两端控制的最小电压，最大电压取决于电压表的量程（或电源电压）；
④当UV、Rmax和滑动变阻器的最大阻值R滑大一定时，电源电压的最大值为，控制的最小电压即为电源电压的最小值。
对点练：（2021湖南张家界）小丽在探究“电路中电流与电阻的关系”时，可供使用的实验器材有：电源（电压恒为6V）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个、阻值不同的定值电阻四个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），导线若干。
　　
（1）请用笔画线代替导线将甲图的实物图补充完整，要求滑动变阻器滑片P向c端滑动时接入电路中的阻值变小；
（2）当闭合开关试触时，发现电流表指针摆动出现了图乙所示情况，存在的问题是：______；
（3）将5Ω的电阻接入a、b间，闭合开关后，移动滑片Р使电压表示数为U0，记录相应的电流值；然后将5Ω的电阻换成10Ω、15Ω的电阻接入a、b间，闭合开关后，滑片Р应向 ______（选填“c”或“d”）端移动，直至电压表示数也为U0，记下相应的电流值；（4）小丽在换用20Ω电阻做实验时，发现电阻已经损坏，她灵机一动，利用现有的几个电阻解诀了这个问题。请你写出小丽的做法：　　　　　　　　　　　　　；
（5）小丽完成上述操作后又选了一个2Ω的电阻进行实验，结果发现实验不能正常进行，为完成此实验，电路需要做出调整的是______；
（6）小丽根据实验数据得出I﹣R变化的图像，如图丙所示：则小丽实验时U0＝______V，实验的小丽所用的滑动变阻器其最大阻值不能小于______Ω；
（7）小丽在得出I﹣R图像之后，又画出了如图丁所示的I﹣图像，得出结论，电流与电阻成反比。请对此做出评价。______
【答案】（1）见解析　（2）电流表的正负接线柱接反了 （3）d （4）将5Ω和15Ω串联 （5）电流表改接大量程 （6）2.4 30 （7）见解析
【解析】（1）滑动变阻器串联，且一上一下，滑动变阻器滑片P向c端滑动时接入电路中的阻值变小，故滑动变阻器的接在c接线柱，故用一根导线一端与c和b两端相连，如图所示：
（2）电流表指针反偏，只能说明电流表的正负接线柱接反了。
（3）探究电流与电阻的关系，需要控制定值电阻两端的电压相同，当换成大电阻后，根据串联分压，电阻变大，电压表的示数变大，那么滑动变阻器需要分担更多的电压，那么滑动变阻器的所接入的阻值变大，故需要将滑片向d端移动。
（4）将5Ω和15Ω串联，即可等效于20Ω的电阻。
（5）一个2Ω的电阻时，电阻太小，定制电阻为2Ω，定值电阻的电压为2.4V，则电流为1.2A，电流过大，需要更换大量程。
（6）根据图丙可知，定值电阻两端控制的电压为UV=2.4V，那么滑动变阻器分得的电压为
U滑=U-UV=6V-2.4V=3.6V，滑动变阻器的最大阻值为，故实验的小丽所用的滑动变阻器其最大阻值不能小于30Ω。
（7）因I-R图像是一条曲线无法直观得出电流与电阻的关系，I﹣图像更加直观；
但小丽得出的结论不正确，没有注意“电压一定”，电流与电阻成反比（只要答出其中一条即可）。
1、（2021海南）某实验小组探究电流与电压的关系。实验中电源电压恒为3V，定值电阻R为5Ω，实验电路图如图甲所示。
（1）请根据电路图，用笔画线表示导线，连接图乙所示的实物电路（要求导线不能交叉）；
（2）连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑片，电压表的示数约为3V保持不变，电流表的示数几乎为零，则电路的故障可能是__________（选填“定值电阻R短路”“定值电阻R断路”或“滑动变阻器断路”）；
（3）排除故障后，将多次实验测得的数据记录在表格中，请根据表格中的数据，在图丙的坐标图中画出定值电阻R的I-U图像______；
实验序号 1 2 3
U/V 0.5 1.0 2.0
I/A 0.1 0.2 0.4
（4）分析图像可知，电阻一定时，电流与电压成__________比。
【答案】（1）见解析　　（2）定值电阻R断路 （3）见解析　　（4）正。
【解析】（1）由甲图可知，滑动变阻器和定值电阻串联，滑动变阻器要采用“一上一下”的连接方式，如图所示：
（2）定值电阻R短路时电压表也被短路，电压表无示数，电流表有示数，不符合题意；当定值电阻R断路时，电压表和电流表串联，因为电压表电阻很大，所以电路中的电流很小，几乎可以忽略不计，所以电流表示数几乎为零，电压表测的是电源电压，其示数接近3V，符合题意；当滑动变阻器断路时不能形成闭合回路，电路中无电流，故电流表和电压表均无示数，不符合题意，因此电路故障是定值电阻R断路。
（3）根据表格描点，注意当电流为0的时候电压也为0，将所描的点依次连接，如图所示：
（4）由图可知，在电阻一定时，电流和电压关系的图像是一条经过原点的倾斜的直线，说明在电阻一定时，电流和电压成正比。
2、（2021陕西）在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时，小明设计了如图-1所示电路。电源电压为3V且保持不变，R为定值电阻。
（1）连接电路时，开关应处于______状态；闭合开开关前滑动变阻器的滑片P应处于______处；
（2）闭合开关S，发现电压表示数接近3V，电流表指针几乎不偏转，移动滑片P的过程中，两表示数均无变化。已知导线、仪表均完好，且接触良好，则故障原因是______；
（3）排除故障后，闭合开关S，小明改变电阻R两端的电压，进行了多次实验，实验数据记录如下表。
试验次数 1 2 3 4
电压表示数U/V 1.0 1.5 2.0 2.5
电流表示数I/A 0.10 0.15 0.20 0.25
①请根据表中数据，在图-2中用描点法画出导体中的电流I与导体两端电压U的关系图象；
②分析数据可得：当导体电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成______；
（4）在此实验中改变电阻R两端的电压是通过改变______来实现的；
（5）此实验中多次测量寻找普遍规律的目的与下面的______（选填“A”或“B”）实验中多次测量的目的相同。
A．探究电流与电阻的关系 B．测量未知电阻的阻值
【答案】（1）断开 最大阻值 （2）电阻R断路 （3）见解析 正比 （4）滑动变阻器接入电路的阻值 （5）A。
【解析】（1）连接电路时，开关应处于断开状态，才能保护电路；闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应处于阻值最大处。
（2）实验所用电路是串联连接，电压表测定值电阻R两端的电压，电流表测电路中的电流，闭合开关，电流表无示数，则电路中出现了断路，而电压表的示数接近3V，说明电压表与电源是接通的，那么出现的故障应是电阻R断路了。
（3）由表格数据在坐标中描出各，并用线将各点连接，作出是导体中电流I与导体两端电压U的关系图象如下：
；
由表格数据知，各组电压与电流的比值为定值10，所以两者成正比关系，即：当是导体电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。
（4）据串联电路的分压特点，变阻器的滑片移动时，接入电路的阻值发生变化，则分去的电压也变化，那么电阻R两端的电压也随之变化，所以实验中通过改变变阻器接入电路的阻值来改变电阻R两端的电压。
（5）探究电流与电阻的关系，进行多次测量是寻找普遍规律，避免偶然性，而测量未知电阻的阻值进行多次实验是为了减小实验误差，故A正确。
3、（2021吉林）在探究电流与电阻关系的实验中，所用实验器材均完好，如图所示，电源电压为6V不变，定值电阻分别为10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
（1）实验前，发现电流表的指针位置如图甲所示，原因是电流表___________。
（2）如图乙所示，导线a应与滑动变阻器的___________接线柱相连。
（3）电路连接完成后，分别用10Ω、15Ω、20Ω的电阻进行实验，正确操作，记录的数据如下表所示，则实验中控制电压表的示数为_________V不变。当使用30Ω的电阻做实验时，无论怎样调节滑动变阻器的滑片都无法使电压表的示数与前三次相同，为了继续完成第四次实验，如果只能更换电源，则电源电压应不高于_________V。
实验次数 1 2 3 4
R/Ω 10 15 20 30
I/A 0.3 0.2 0.15
（4）分析实验数据得出结论：在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成__________。
【答案】（1）没调零 （2） C或D （3）3 5 （4）反比
【解析】（1）实验前，电流表有示数，即指针没有在零刻度，原因是电流表指针没调零。
（2）变阻器应一上一下接，所以a接C或D。
（3）取第1组数据，电压为U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V，则实验中控制电压表的示数为3V；30Ω电阻分压为3V，所以电流为，变阻器取最大20Ω，变阻器分压U3=IRP=
0.1A×20Ω=2V，电源电压最大为U4=3V+2V=5V。
（4）由表格，在电压一定时，电流和电阻乘积为定值，故可得在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
4、（2021辽宁）小明做“探究电流与电阻关系”实验。实验器材有：电源（电压恒为6V）、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各一只）、滑动变阻器（规格为“30Ω 0.5A”）、电压表（0～3V）、电流表（0～0.6A）、开关、导线若干。
（1）小明连接好如图甲所示的电路，闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移到最______（选填“左”或“右”）端，闭合开关，小明发现电压表示数接近电源电压，可能是定值电阻R出现了______（选填“短路”或“断路”）故障；
（2）排除故障后，多次改变R的阻值，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表示数，得到如图乙所示的电流I随电阻R的变化图象；
①由图象可得：导体两端的电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成______；
②该实验采用的研究方法是______；
（3）为了顺利完成本次实验，则定值电阻两端的电压可调范围为______V；
（4）在使用10Ω和20Ω电阻实验时，滑动变阻器消耗的电功率之比为______。
【答案】（1）左 断路 （2）反比 控制变量法 （3）2.4～3 2：1
【解析】（1）小明连接好如图甲所示的电路，闭合开关前，为保护电路，应将滑动变阻器滑片移到阻值最大处，即最左端；若定值电阻短路，则电压表示数为0；若定值电阻为断路，则电压表串联在电路中，电压表测电源电压，电压表示数接近电源电压，故闭合开关，小明发现电压表示数接近电源电压，可能是定值电阻R出现了断路故障。
（2）①由图乙知，因电流与电压之积为一定值2.5V，故可得：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；②研究电流与电阻的关系时要控制电阻的电压不变，故该实验采用的研究方法是控制变量法。
（3）定值电阻与滑动变阻器串联，根据串联电路电压的规律及分压原理有，
方程左边为一定值，故右边也为一定值，当变阻器连入电路的电阻最大时，对应的定值电阻应最大，此时，电阻的电压最小，即，故电压表控制的最小示数为
U1＝2.4V，因电压表选用小量程，故定值电阻控制的最大电压为3V，因此，为了顺利完成本次实验，则定值电阻两端的电压可调范围为2.4～3V。
（4）实验中，定值电阻的电压保持不变，使用10Ω和20Ω电阻实验时，由欧姆定律可知，电路的电流之比为2：1，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压也不变，根据P=UI，在电压不变时，电功率与电流成正比，故使用10Ω和20Ω电阻实验时，滑动变阻器消耗的电功率之比为2：1。
5、（2021湖南岳阳）小聪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“50Ω 2A”，有5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω的定值电阻各一个。
（1）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，记下电压表、电流表的示数；
（4）将5Ω的电阻分别换成10Ω、15Ω、25Ω、30Ω的电阻，继续实验。小聪发现当定值电阻为30Ω时，无法完成实验。为了让30Ω的电阻也能完成实验，他设计了如下三个调整方案。其中方案有错误的是______（选填“A”、“B”或“C”）。
A．在电路中多串联一个10Ω的电阻，其余操作不变
B．U1不变，改变电源电压，电源电压的取值范围是2V4.4V
C．电源电压不变，改变U1的大小（视需要选取电压表、电流表量程），U1的取值范围是2.25V6V
（5）实验完毕，得到结论：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成______比。
【答案】（1）断开 （2）断路 （3）0.4 （4）B （5）反
【解析】（1）为了保护电路，在连接电路时，开关应断开。
（2）若电流表始终无示数，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，则与电压表并联的定值电阻断路。
（3）如图乙所示，电流表选用00.6A的量程，0.2A之间有10个小格，1小格代表0.02A，电流表的分度值为0.02A，电流表的示数为0.4A。
（4）定值电阻两端的电压U1=IR=0.4A×5Ω=2V。控制30Ω的定值电阻电压不变，电路中的电流，其他电阻两端的总电压U’=U-U1=6V-2V=4V，其他电阻的总电阻，滑动变阻器规格为“50Ω 2A”，在电路中多串联一个10Ω的电阻，其他电阻的总电阻最大值R’=R max+R加=50Ω+10Ω=60Ω，调整有效，A方案正确；U1不变，电源电压取2V时，滑动变阻器两端的电压为0V，连入电路中的电阻为零，U1不变，即控制30Ω的定值电阻电压不变，电路中的电流不变，滑动变阻器连入电路中的电阻取最大值50Ω时，电路中的总电阻R总=Rmax+R1=50Ω+30Ω=80Ω，此时电源电压，电源电压的取值范围是2V5.33V，故B方案错误；电源电压不变，改变U1的大小，U1取2.25V时，电路中的最小电流，滑动变阻器两端的电压，
滑动变阻器连入电路中的电阻，滑动变阻器规格为“50Ω2A”，方案可行，C方案正确。故选B。
（5）由可知，实验完毕，得到结论，电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
6、（2021江苏无锡）用图甲所示的电路探究通过导体的电流与电阻的关系。器材有：电压为3V的电源、开关、滑动变阻器（20Ω 2A）、电阻箱（09999Ω）、电压表、电流表各一个，导线若干，器材均完好。
（1）闭合开关前，应先将滑动变阻器的滑片P移到______（选填“A”或“B”）端。
（2）闭合开关后，电压表示数为零，经检查电路连接并无故障，原因是______。
（3）调节电阻箱的阻值为12Ω，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P至某一位置，电流表示数如图乙所示。改变电阻箱接入电路的电阻R，调节滑动变阻器，保持电压表示数不变，读出电流表示数I，多次实验的结果如下表所示：
实验序号 1 2 3 4 5
电阻箱阻值R/Ω 12 10 8 6 4
电流表示数I/A 0.24 0.3 0.4 0.6
①图乙中电流表示数为______A。
②图丙是以电流表示数I为纵坐标、电阻箱阻值的倒数为横坐标建立的平面直角坐标系，请根据表格中的数据，在坐标系中描点，画出I﹣图像。
③实验序号中，第1、2、3、4、5次实验时，滑动变阻器接入R1'、R2'、R3'、R4'、R5'，则______。
A．R1'=5R3'　　B．R1'R3'﹣R4'　　D．=
【答案】（1）B （2）电阻箱阻值为零 （3） 0.2 见解析 D
【解析】（1）闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的阻值应该移到最大处，即移到B端。
（2）电压表示数为零，则说明与电压表并联的用电器两端电压为零，经检查电路连接并无故障，则判断原因是电阻箱阻值为零。
（3）①由图乙可知，电流表量程为00.6A，分度值为0.02A，故电流表示数为0.2A。
②[4]根据表格数据，进行描点连线，作图如下：
③第1次实验时，电阻箱阻值为12Ω，电流为0.2A，电路中的总电阻R总===15Ω
则R1'的电阻R1'= R总-R箱=15Ω-12Ω=3Ω，同理，根据第2、3、4、5次实验数据，依次算出R2'、R3'、R4'、R5'的阻值分别为2.5Ω、2Ω、1.5Ω、1Ω。
A．R1'=3Ω，R3'=2Ω，则5R3'=5×2Ω=10Ω，故R1'<5R3'，A错误；
B．R1'=3Ω，R4'=1.5Ω，R5'=1Ω，则R4'+ R5'=1.5Ω+1Ω=2.5Ω，R1'>R4'+R5'，B错误；
C．R1'=3Ω，R2'=2.5Ω，则R1'﹣R2'=3Ω-2.5Ω=0.5Ω，R3'=2Ω，R4'=1.5Ω，则R3'﹣R4'=2Ω-1.5Ω=0.5Ω，则R1'﹣R2'=R3'﹣R4'，C错误；
D．R1'=3Ω，R4'=1.5Ω，则，R3'=2Ω，R5'=1Ω，则，则，D正确。故选D。

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