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第十四章　电学综合
第2节　探究电流与电压、电阻的关系(对比法复习)
常考命题点
探究电流与电压、电阻的关系
实验名称 探究电流与电压的关系 探究电流与电阻的关系
实验装置图 实验名称 探究电流与电压的关系 探究电流与电阻的关系
连接电路注意事项 (1)连接电路时，开关应①______； (2)闭合开关前，滑片应移到②____________ 滑动变阻器的作用 保护电路 改变定值电阻两端的电压 控制不同阻值的电阻两端电压相同
控制变量法 控制定值电阻的阻值不变，移动滑动变阻器的滑片，改变定值电阻两端的③______，观察电流表的示数 控制定值电阻两端的电压不变，换用阻值不同的定值电阻，观察电流表的示数
断开
阻值最大处
电压
实验名称 探究电流与电压的关系 探究电流与电阻的关系
更换阻值不同的电阻进行多次测量的目的 减小偶然性对实验结果的影响，使实验结论具有普遍性 实验结论 在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成④____比 在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成⑤____比
正
反
小明所在的小组利用图甲电路做“探究电流与电压关系”的实验。
(1)如图甲所示，用笔画线代替导线，将实验电路连接完整，使滑动变阻器滑片向左移动时电压表示数变大。
如答图所示。
(2)连接电路前，小明发现电流表指针如图乙所示，接下来应该进行的操作是______。
(3)本实验中滑动变阻器除了起保护电路的作用外，还有一个作用是
__________________________________。
调零
改变电阻两端电压进行多次测量
(4)正确连接电路后，开关闭合前应将滑动变阻器的滑片移动到最____(选填“左”或“右”)端。连接好电路后，为了确定电流表的量程选择是否合适，应进行的操作是__________________________________________________。
(5)小明连接好电路后，闭合开关，发现电压表偏转正常，电流表出现下列现象，他断开开关后及时加以处理，其中判断和处理不当的是____。
A．表针静止不动，表明电路有断路现象；拧紧各个接线柱后再“试触”
B．表针向左反转，表明电流表正负接线柱接反；把电源两极的线头对调
C．表针向右微转，没有超过表盘上的一个小格；换用能够测量的较小量程
D．表针向右迅速偏转，超过表盘上测量的最大电流；换用能够测量的较大量程
右
用开关进行“试触”，观察电流表指针的偏转情况
B
(6)排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，某时刻电压表的示数如图丙，示数为_____V；继续调节滑动变阻器滑片，进行多次实验，记录电流表示数I和电压表示数U，绘出U－I图像，如图丁中的a所示，可得出结论：在电阻一定时，__________________________________________。
2.5
通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(7)电路中定值电阻R的U－I图像实际是图丁中的b，a与b不重合的原因是____(选填“A”或“B”)。
A．电流表的分压作用　
B．电压表的分流作用
(8)进行实验时，小明发现调节滑动变阻器滑片，电压表的示数都大于
0.5 V，为使电压表示数为0.5 V，可采取的办法是______________________
___________。
B
换用最大阻值更大的滑动
变阻器
(9)小明在处理数据时发现：电压U与电流I的比值恰好等于电阻R的阻值。为进一步论证此发现，他提出两种收集数据的方案。
方案一：收集阻值为5 Ω的其他几个小组的数据；
方案二：收集阻值不同的其他几个小组的数据。你认为方案____更合理。
二
(10)实验完成后，将定值电阻R换成小灯泡，重复上述实验过程，绘制出I－U图像，如图戊中b所示，b不同于a的原因是______________________，______(选填“能”或“不能”)用小灯泡替代定值电阻完成本实验；试分析图戊中A、B、C三点电阻RA、RB、RC大小关系为__________________。通过这个实验除了可以测出小灯泡的电阻大小，还可以测出小灯泡的________大小。
小灯泡的阻值不是定值
不能
RA＜RC＜RB
电功率
小宾在“探究电流与电阻关系”的实验中，准备了以下器材：电源(电压恒为3 V)，电流表、电压表各一个，开关一个，五个定值电阻(5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω)，两个滑动变阻器(规格分别为“10 Ω　1 A”的R1和“15 Ω　1 A”的R2)，导线若干，设计了如图甲所示的电路。
(1)连接电路时，开关应______。连接好电路后，他检查电路时发现电压表、电流表位置互换了，若此时闭合开关，电流表______(选填“会”或“不会”)被烧坏。
断开
不会
(2)正确连接电路，闭合开关前要将滑动变阻器的滑片P移到阻值最___处，闭合开关发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，移动滑动变阻器的滑片P，电流表、电压表示数均无变化，则故障可能是定值电阻R_____ (选填“短路”或“开路”)。
大
开路
(3)排除故障后，多次改变R的阻值，当R由10 Ω换成15 Ω时，应当向____ (选填“左”或“右”)调节滑动变阻器的滑片P，使________(选填“电压表”或“电流表”)示数保持不变，记下另一电表的示数，画出如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像，由图像可以得出结论：__________________
________________________________________。
左
电压表
导体两端电压一定
时，通过导体的电流与导体的电阻成反比
(4)本实验采用的科学探究方法是____________。以下实验与该实验进行多次测量的目的不相同的是____(填序号)。
A．探究影响滑动摩擦力大小的因素
B．探究杠杆的平衡条件
C．用刻度尺测物体的长度
控制变量法
C
(5)如图乙所示是小宾根据测得的实验数据所绘制的电流I随R变化的图像，其中阴影部分的面积表示的物理量是______。
(6)上述实验所选用的滑动变阻器是_____(选填“R1”或“R2”)。
(7)利用此实验电路图，还可以完成的实验探究有______________(写出一个即可)。
电压
R2
伏安法测电阻
(8)小宾试图将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系，你认为他的实验方案可行吗？________(选填“可行”或“不可行”)，你的理由是__________________________________。
不可行
灯丝的电阻随温度的变化而变化
电压
能直观判断出I与R的关系
1．(2022 黔东南21题7分)小华用如图所示装置探究电流与电压的关系，电源电压3 V恒定不变，滑动变阻器规格为“30 Ω　2 A”。
(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向右滑动时，电流表的示数变大。
探究电流与电压、电阻的关系
如答图所示。
(2)连接好电路闭合开关后，移动滑片发现，电流表无示数，电压表有示数，则出现该故障的原因可能是____________。
电阻R开路
(3)排除故障后，改变滑片位置，记录实验数据如下表，空白处的电流如图乙所示，请将数据填写到下面的表格中，根据表中数据可归纳得出结论：__________________________________。
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流I/A 0.10 0.20 _________ 0.40 0.50 0.60
电阻一定时，电流跟电压成正比
0.30
(4)为了进一步探究电流与电阻的关系，又找来10 Ω、15 Ω、20 Ω的定值电阻继续实验。
①将滑动变阻器滑片置于阻值最大处，闭合开关，缓慢移动滑片，直至电压表示数为1 V。接下来用10 Ω的电阻替换原电阻，应将滑动变阻器滑片向____(选填“左”或“右”)滑动，使电压表示数仍为1 V，记录电流表示数。再将15 Ω、20 Ω的定值电阻分别接入电路，重复以上步骤；
左
②当将20 Ω的电阻接入电路进行实验时，发现无论如何调节滑片都无法满足预设电压为1 V的条件。为使该电阻也能完成实验，小华认为可以改变电压表的预设电压，该预设值应不低于_____V；他们重新进行实验，根据记录的数据绘制图丙所示的图像，由此可得结论：__________________________________；同组的小明认为不改变电压表预设值也可解决上述问题，只需将上述准备的10 Ω电阻______(填连接方式)在电路中就可以顺利完成实验。
1.2
电压一定时，电流跟电阻
成反比
串联
2．(2022 贵阳24题10分)如图甲所示是探究“电流与电阻关系”的实验电路。
(1)由图甲可知，电压表与定值电阻R的连接方式是____联。根据滑片位置判断，此时______(选填“可以”或“不可以”)直接闭合开关进行实验；
探究电流与电阻的关系
并
可以
(2)更换定值电阻闭合开关后，电压表示数发生改变。若要控制R两端电压不变，应通过下列哪一操作后再记录数据：____(填字母序号)；
A．电流表与电压表交换位置
B．移动滑动变阻器的滑片
B
(3)当R＝20 Ω时，电流表示数如图乙所示，则表格空白处应记录的电流为_____A；
(4)分析表格中的实验数据可得结论：当电压一定时，电流与电阻成______。
实验序号 电阻R/Ω 电流I/A
1 5 1.2
2 10 0.6
3 15 0.4
4 20
5 30 0.2
0.3
反比
3．(2017 毕节38题7分)某实验小组在探究电流与电阻的关系中，实验器材有：电源、电流表、电压表、滑动变阻器各一个，开关一个，三个定值电阻(5 Ω、10 Ω、15 Ω)、导线若干。
(1)根据实物图甲，在图乙虚线框内画出实验电路图。
如答图所示。
(2)小组在探究时，先将5 Ω的电阻连入电路中，闭合开关前，应把滑动变阻器的滑片滑到最____(选填“左”或“右”)端。闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为1.5 V，并记下电流值。接着断开开关，将5 Ω电阻更换成10 Ω电阻(滑动变阻器滑片未动)，闭合开关后，接下来的操作是__________________________，直至电压表示数为_____V，并记下此时电流表的示数。
右
向右移动滑动变阻器的滑片
1.5
(3)断开开关，将10 Ω电阻更换为15 Ω电阻进行实验。当闭合开关后，发现电流表示数为“0”，电压表示数几乎等于电源电压，造成这一现象的原因是_____________________________________(写出一种即可)。故障排除后完成实验，三次实验所得的数据记录如下表。分析表中数据所得结论是____________________________________________________。
电阻R/Ω 5 10 15
电流I/A 0.30 0.15 0.10
15 Ω电阻发生开路
电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比
4．(2022 黔西南19题10分)在“探究电流与电压的关系”实验中，用2节新干电池做电源，其他器材如图甲所示。
(1)电路中滑动变阻器的主要作用是__________________________________
____________。
【解析】(1)在“探究电流与电压的关系”时，为得出普遍性的规律，要多次测量，故滑动变阻器除了保护电路外还有改变电阻两端电压和电流的作用；
探究电流与电压的关系
保护电路以及改变电阻两端的电压和
电流
(2)小明将实物连接成如图甲所示电路。经查，其中有一条连线错误，在错误的连线上画“×”并用笔画线代替导线画出正确的连线。
如答图所示。
【解析】(2)题图甲电路中，电压表串联在电路中是错误的，应与定值电阻并联，如答图所示；
(3)正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表无示数，电压表有示数，其原因可能是______________(填一种即可)。
【解析】(3)若电流表示数为0，说明电路可能开路；电压表有示数，说明电压表与滑动变阻器、电流表、开关与电源连通，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开路了；
定值电阻开路
(4)排除故障后进行实验，将滑动变阻器的滑片P逐渐向右移动，发现随着电压表示数的变大，电流表示数______，依次记录电压表与电流表的示数。
【解析】(4)排除故障后进行实验，将滑动变阻器的滑片P逐渐向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路的总电阻减小，由I＝ 知电路中的电流增大，电流表示数增大；
变大
(5)根据实验数据，作出I－U图像(图乙)。分析图像可得结论：当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成____比。
正
【解析】(5)分析题图乙可得结论：当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比；
(6)进一步分析I－U图像，结合实验器材规格可知：当电压表示数为3 V时，滑动变阻器的滑片P位于____端，当电压表示数为1 V时，滑动变阻器连入电路的电阻为____Ω。
【解析】(6)由题意知电源电压为3 V，电压表测量定值电阻两端的电压，当电压表示数为3 V时，即电压表测量电源电压，所以滑动变阻器分到的电压为零，滑动变阻器连入电路的电阻为零，所以滑动变阻器的滑片P位于B端；由题图乙知，当电压表示数为1 V时，通过电阻的电流为0.1 A，由串联电路特点和欧姆定律可得，滑动变阻器连入电路的阻值R滑＝
B
20

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