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3.4 欧姆定律及其应用（第1课时）能力提升
一、选择题
1．如图所示的电路图，在A、B两点间分别接入不同元件，可以进行不同的实验。下列描述正确的是（ ）
A．探究电流与电阻的关系——改变接入AB间电阻大小和电压大小
B．测量不同亮度时小灯泡的阻值——求平均值，减小误差
C．探究电流与电压的关系——AB间电阻大小不变，电压大小也不能变
D．测量未知电阻阻值——滑动变阻器用于改变电阻两端电压和通过的电流
【答案】D
【详解】A．探究电流与电阻的关系，需要改变电阻大小，但需要控制电阻两端电压不变，故A错误；
B．测量不同亮度时小灯泡的阻值，由于小灯泡的电阻会随温度的变化而变化，在不同亮度下，小灯泡的温度不同，电阻也不同，所以求平均值没有意义，不能减小误差，故B错误；
C．在探究电流与电压的关系时，需要控制AB间电阻大小不变，改变电阻两端的电压大小，记录对应的电流值，从而得出电流与电压的关系，故C错误；
D．测量未知电阻阻值时，滑动变阻器的作用是改变电阻两端的电压和通过的电流，从而多次测量，取平均值来减小误差，故D正确。
故选D。
2．小科为探究“电压一定时，电流与电阻之间的关系”，设计了如图实验。先在AB间接入10Ω的定值电阻R1，移动滑片P，读取电压表、电流表示数并记录；然后用15欧的定值电阻R2替换R1后，接下来的操作和操作后的电路分析正确的是（　　）
A．闭合开关，电压表示数变大 B．闭合开关，电流表示数不变
C．注视电压表，并向左调节滑片 D．注视电流表，并向右调节滑片
【答案】A
【详解】A．根据串联分压原理可知，将定值电阻由10Ω改接成15Ω的电阻，电阻增大，闭合开关，其分得的电压增大，故电压表示数变大；电阻增大，滑动变阻器电阻不变，电路总电阻变大，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中的电流变小，电流表示数变小，故A正确，B错误；
CD．要探究“电流与电阻之间的关系”，要保证电阻两端的电压一定。当定值电阻换成较大电阻后，电阻两端的电压变大，为保证电阻两端的电压一定，要使滑动变阻器连入电路的电阻也变大，故接下来的操作是注视电压表，并向右调节滑片，故CD错误。
故选A。
3．如图所示是探究“通过导体的电流大小与导体电阻大小的关系”的电路图。下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最左端
B．实验中，应控制定值电阻两端的电压不变
C．实验中，滑动变阻器的主要作用是控制通过定值电阻的电流不变
D．把定值电阻由5Ω更换为10Ω时，滑动变阻器的滑片应向左移动
【答案】B
【详解】A．闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值处，由图可知该实验中P应置于最右端，故A错误；
BC．在探究“通过导体的电流大小与导体电阻大小的关系”时，由控制变量法可知，应更换定值电阻，控制定值电阻两端电压不变，所以要用滑动变阻器来保持定值电阻两端电压不变，故B正确，C错误；
D．实验过程中电源电压不变，定值电阻两端的电压不变，则滑动变阻器两端的电压不变，因串联电路中导体两端的电压之比等于电阻之比，则定值电阻和滑动变阻器接入电路的阻值之比不变，所以将5Ω电阻换成10Ω电阻时，需增大滑动变阻器接入电路的阻值，所以滑动变阻器的滑片应向右移动，故D错误。
故选B。
4．如图是小莲探究电流与电阻关系的电路图，R为定值电阻，R′为滑动变阻器，下列有关说法错误的是（　　）
A．实验过程中要更换电阻R，以改变电阻大小
B．调节R′的目的是控制R两端电压不变
C．R′滑片向左移时，电压表示数会变大
D．本实验得出的结论是电阻与电流成反比
【答案】D
【详解】AB．要探究电流与电阻关系，需要控制电阻两端的电压不变，改变电路的电阻，故AB正确，不符合题意；
C．当R'滑片向左移时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，由知，电路中的电流变大，电压表示数会变大，由串联电路电压的规律知定值电阻R两端的电压变大，电压表的示数变大，故C正确，不符合题意；
D．本实验得出的结论是：在导体两端的电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比，故D错误，符合题意。
故选D。
5．科学研究中常常用到“控制变量法”、“等效替代法”、“类比法”、“转换法”等科学研究方法．下列实例中运用了“类比法”的是（ ）
A．在串联电路中，用20欧的电阻代替5欧和15欧的电阻
B．研究物质的导电性时，根据灯泡的亮暗程度来判断物质导电性强弱
C．研究电流的形成原因时，将电流与水流相比较，从分析水流的形成来分析电流的形成
D．研究电流与电阻关系时，保持定值电阻两端电压不变，更换定值电阻，观察电流变化情况
【答案】C
【详解】A．在串联电路中，用20欧的电阻代替5欧和15欧的电阻，运用了等效替代法，故A不符合题意；
B．物质的导电性不能直接测量，灯泡的亮暗程度来判断物质导电性强弱，采用的是转换法，故B不符合题意；
C．电流不能直接观察，在研究流的形成原因时，将电流与水流相比较，从分析水流的形成入手来分析电流的形成，运用的是类比法，故C符合题意；
D．研究电流与电阻关系时，保持定值电阻两端电压不变，更换定值电阻，观察电流变化情况，运用了控制变量法，故D不符合题意。
故选C。
6．电路中通过同一盏灯的电流与灯两端电压的关系是（　　）
A．电流会随电压的减小而增大 B．电流会随电压的增大而增大
C．电流会随电压的增大而减小 D．电流不会随电压的变化而变化
【答案】B
【详解】由于在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比，所以电路中电流的大小与导体两端电压有关系；本题中同一盏灯可以看做是电阻一定，所以电流与电压成正比，即电流会随电压的增大而增大，随电压的减小而减小，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
7．某同学利用如图甲所示的电路进行实验，电源电压恒为3V，更换5个定值电阻Rx，得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是（　　）
A．该同学研究的是电流和电压的关系
B．实验中电压表的示数保持0.5V不变
C．实验时，将滑动变阻器滑片向右移时，电压表示数将变大
D．按图乙5个定值电阻对应滑动变阻器阻值变化范围为1~5Ω
【答案】D
【详解】A．根据图像，实验中更换不同的定值电阻，保持定值电阻两端电压一定不变，根据控制变量法，该同学研究的是电流和电阻的关系，故A错误；
B．如图乙所示，当Rx为5Ω时，电流为0.5A，实验中保持不变的电压即电压表的示数为
故B错误；
C．实验时，将滑动变阻器滑片向右移时，滑动变阻器接入电阻变大，根据串联电路分压的规律，滑动变阻器分得电压变大，定值电阻分得电压变小，电压表示数将变小，故C错误；
D．当Rx为5Ω时，电流为0.5A，滑动变阻器接入最小电阻为
当Rx为25Ω时，电流为0.1A，滑动变阻器接入最大电阻为
按图乙5个定值电阻对应滑动变阻器阻值变化范围为1~5Ω，故D正确。
故选D。
8．用如图所示电路研究电流跟电压的关系。为了改变定值电阻R两端电压，设计了三种方案：
甲：多节干电池串联接入MN。乙：电池与滑动变阻器串联接入MN。丙：电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN。可行的方案是（　　）
A．仅有甲 B．仅有乙、丙
C．仅有甲、乙两种 D．甲、乙、丙都可行
【答案】D
【详解】甲：串联电池的总电压等于电池的电压之和，即节数越多，则电压越大，可以改变定值电阻R两端电压，故甲符合题意；
乙：电池与滑动变阻器串联接入MN时，移动滑动变阻器滑片P改变接入电路中的电阻，从而改变电路中的电流和R两端的电压，方法可行，故乙符合题意；
丙：电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN，定值电阻R′的阻值不同，分得的电压不同，定值电阻R两端的电压不同，方法可行，故丙符合题意。
综上可知，甲、乙、丙三种方案均可行。
故选D。
9．用如图所示的电路进行“探究电流与电阻的关系”的实验。电源电压恒为4.5伏，分别接入阻值为5欧、10欧、15欧、20欧和25欧的定值电阻R。移动滑动变阻器滑片，完成实验并绘制出图乙所示的图像。下列说法正确的是（　　）
A．本实验中控制R两端的电压为2V
B．实验中选择的滑动变阻器最大阻值应该不小于20欧
C．将15欧的定值电阻替换为20欧的定值电阻，闭合开关后应向A端移动滑片
D．实验结论：在导体两端电压一定时，导体中的电阻与导体的电流成反比
【答案】B
【详解】AD．由图乙可知
U=I1R1=0.5A×5Ω=2.5V
U=I2R2=0.1A×25Ω=2.5V
即本实验中控制R两端的电压为2.5V。可知当R两端电压一定时，电流与电阻的乘积为一个定值，即成反比，故可得出结论：电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比。不能说成导体中的电阻与导体的电流成反比。故AD错误；
B．如乙图所示，实验中电流变化范围为0.1~0.5A，当接入25Ω电阻时，电路中电流为0.1A，此时总电阻为
故滑动变阻器接入电阻至少为
故为完成整个实验，滑动变阻器最大电阻至少为20Ω，允许电流至少为0.5A，故B正确；
C．将15欧的定值电阻替换为20欧的定值电阻，根据串联电路分压的规律，定值电阻两端电压变大，接下来的步骤为闭合开关后向B端移动滑动变阻器的滑片，以增大滑动变阻器两端的电压、减小定值电阻两端的电压，使电压表的示数为2.5V时，读出电流表的示数。故C错误。
故选B。
10．早在19世纪20年代，德国物理学家欧姆就对导体中电流、导体两端电压的关系进行了大量的实验研究。发现对于大多数导体而言，导体中电流跟导体两端电压成正比，并于1827年在《动电电路的数学研究》一书中，把他的实验规律总结成如下公式：（S表示导体中的电流；E表示导体两端电压；Y表示导体对电流的传导率，简称电导率）。关于这一规律，下列说法正确的是（　　）
A．对于不同的导体，给它们两端加相同的电压，通过的电流与导体的电导率成反比
B．对于不同的导体，如果通过的电流相同，电压与导体的电导率成正比
C．电导率反映的是导体对电流的导通作用
D．电导率的大小是由加在导体两端电压与通过导体的电流决定的
【答案】C
【详解】由题知，导体中的电流S与导体两端电压E成正比，即，Y表示电导率；
A．由可知，在电压相同时，通过的电流与导体的电导率成正比，故A错误；
B．电压是形成电流的原因，所以电压与导体的电导率无关，故B错误；
C．由知，电压E一定时，通过的电流S与电导率Y成正比，所以电导率反映的是导体对电流的导通能力，故C正确；
D．电导率是导体对电流的传导率，电导率是导体本身的一种性质，与加在导体两端电压与通过导体的电流无关，故D错误。
故选C。
二、非选择题
11．图甲是小伟探究“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关系图象。由图象可知：他每次控制电阻的两端电压为 V不变。若电源电压为，实验中的阻值分别为、、、、，那么滑动变阻器的阻值至少为 。
【答案】 2.5 20Ω
【详解】[1]由图知，电阻两端的电压
所以每次控制电阻的两端电压为2.5V不变。
[2]根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压
变阻器分得的电压为电压表示数的0.8倍，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻
故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少20Ω的滑动变阻器。
12．实验小组在“探究电流与电压的关系”的实验中，连接了如图所示的实物电路，所用电源为两节新干电池，滑动变阻器上标有“10Ω，1A”字样。
实验序号 1 2 3 4 5
电压U/V 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8
电流I/A 0.12 0.16 0.20 0.24 0.28
(1)如图所示的实验电路，闭合开关后几乎没有示数的是 表；
(2)正确连接电路后，实验小组进行了多次实验，记录的实验数据如表所示；
①结合实验所用的器材分析，第 次的实验数据不是实际测量得出的；
②分析其余数据可得出结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(3)完成实验后，为了使实验结论更具有普遍性，小组同学又利用小灯泡替换定值电阻再次进行实验，得出的结论是：通过小灯泡的电流跟它两端的电压不成正比。原因是灯丝的电阻会随_______而增大。
A．灯两端的电压的升高 B．通过灯丝的电流的增大
C．灯丝温度的升高 D．灯的亮度的增大
【答案】(1)电流
(2)1
(3)C
【详解】（1）原电路图中，电流表和电阻R并联，电压表串联在电路中，因电压表内阻很大，闭合开关后，电路中几乎没有电流通过，因此电流表无示数，此时电压表测电源电压，有示数。
（2）由题意可知，电源为两节干电池串联，即3V。由表中数据可知，当电阻R两端电压为1.2V时，通过电路中的电流为0.12A，根据串联电路的规律及欧姆定律可知，滑动变阻器连入电路中的电阻为
故第1次的实验数据不是实际测量得出的。
（3）灯丝的电阻随温度的升高而增大，因此通过小灯泡的电流跟它两端的电压不成正比，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
13．某实验小组的同学“探究电流与电压的关系”时，用到如下器材：电源1个，电流表、电压表各1只，定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω各1只），滑动变阻器1只，开关1个，导线若干。设计的电路图如图甲所示。
(1)这个实验中使用了控制变量的方法，其中被控制的变量是 ，滑动变阻器的作用是 。
下面是他们获取的一组实验数据
电压U/A 2 4 6 8 10
电流I/A 0.39 0.79 1.20 1.58 2.00
(2)请在图乙的坐标系中画出电流随电压变化的图像。
(3)分析表中的数据或图像，你能得出的探究结论。
【答案】(1) 电阻 通过改变阻值来改变电路中的电流，从而改变电阻两端的电压
(2)
(3)电阻一定时，通过电阻的电流与加在电阻两端的电压成正比
【详解】（1）[1][2]探究电流与电压的关系时，需要保持电阻不变，所以被控制的变量是电阻R1；滑动变阻器的作用是改变电路中电流大小，从而改变电阻R1两端的电压，达到多次测量，寻找普遍规律。
（2）根据表格数据在坐标图中描点，然后画出电流随电压变化的图象，如下图所示：
（3）分析图像可知，电流与电压成正比例图像，故可得结论：在电阻一定时，通过电阻的电流跟加在电阻两端电压成正比。
14．为了探究“通过导体的电流与电阻的关系”，小明利用电压为7V的电源，“15Ω，2.5A”的滑动变阻器、开关、电压表、电流表等仪器进行实验，步骤如下：
①将阻值为5Ω的定值电阻按图甲电路图连接电路；
②闭合开关S，移动滑动变阻器滑片P，当电压表示数为3.5V时，记录电流表的示数，此时滑动变阻器接入电路的有效阻值记为；
③用阻值为10Ω的定值电阻替换，重复步骤②，此时滑动变阻器接入电路的有效阻值记为；
④用阻值为15Ω的定值电阻替换，重复步骤②，此时滑动变阻器接入电路的有效阻值记为。
(1)在图乙相应的位置画出步骤②中电流表的示数。
(2)实验中滑动变阻器3次接入电路的有效阻值，，的大小关系为： 。
(3)若要在图甲ab间分别接入5Ω，10Ω，15Ω，20Ω四个电阻来进一步探究“通过导体的电流和电阻的关系”，实验中要控制电阻两端电压不变，那么电阻两端电压最小能控制到 V。
【答案】(1)
(2)
(3)4
【详解】（1）由①②可知，电压表的示数UV=3V，R1=5Ω，电流表的示数
图乙中电流表的量程是0~3A，分度值是0.1A，电流表的指针在0.7A处，如图所示：
（2）三次实验，电压表示数均为3.5V，由串联电路电压的规律可知变阻器分得的电压也是一定的，由分压原理，当定值电阻的阻值变大，变阻器连入电路的电阻变大，因为R1所以Ra（3）由串联电路的规律及分压原理有
等式左边为一定值，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，电阻控制的电压最小，即
解得U′V=4V，电阻两端电压最小能控制到4V。
15．小阳用如图所示的实验电路探究电流与电阻的关系。选用的器材有：稳压学生电源（调至4.5V不变），电压表（0～3V）、电流表（0～0.6A）、定值电阻R（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、滑动变阻器（20Ω，2A）、开关、导线若干。
电压U/V 2
电阻R/Ω 5 10 15 20
电流I/A 0.4 0.2 0.13
(1)请在电路图的圆圈中画上相应的电表符号完成电路图 ；
(2)连接电路，闭合开关后，移动滑片，发现两电表均无示数。为判断原因，将电压表与滑动变阻器并联，闭合开关后电压表有示数，电流表无示数。若电路中只有一处故障，故障的原因可能是 ；
(3)排除故障后，小阳将阻值为5Ω的电阻接入电路，记录电流表示数为0.4A。若要将电阻更换为10欧重复实验，则图中滑动变阻器的滑片应向 （填“左”或“右”）移动，直至电压表示数为2V；
(4)进行第4次实验时，将接入电阻R的阻值换为20Ω，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能将电压表的示数调到2V。为达实验目的，若重新选择器材进行实验，使以上四个定值电阻都能为实验所用，下列调整可行的是（　　）（填序号，可多选）。
A．换用最大阻值更大的滑动变阻器
B．增大电源电压
C．适当增大定值电阻R两端的电压
【答案】(1)
(2)滑动变阻器断路
(3)左
(4)AC
【详解】（1）在探究电流与电阻关系的电路中，电压表应与定值电阻并联，测量定值电阻两端的电压；电流表应与定值电阻串联，测量通过定值电阻的电流。如图所示：
（2）连接电路后，两电表均无示数，将电压表与滑动变阻器并联后，电压表有示数，电流表无示数。因为电压表有示数，说明电压表与电源之间是通路，而电流表无示数，可能是电路断路；电路中只有一处故障，所以故障原因可能是滑动变阻器断路。当滑动变阻器断路时，整个电路断开，电流表无示数，而电压表并联在滑动变阻器两端时，相当于测电源电压，所以有示数。
（3）排除故障后，小阳将阻值为5Ω的电阻接入电路，记录电流表示数为0.4A，则该定值电阻的两端电压为
在电流与电阻的关系的探究实验中，需控制定值电阻的两端电压不变；当定值电阻R由5Ω 更换为10Ω 时，电阻增大，其两端电压会增大。要使定值电阻两端电压保持2V不变，应减小定值电阻的两端电压，根据串联电路的电压规律可知，应增大变阻器的两端电压，根据串联分压原理，应增大滑动变阻器接入电路的电阻，即滑片应向左移动，直至电压表示数为2V。
（4）接入电阻R的阻值换为20Ω时，根据串联电路特点和欧姆定律可得
即
解得，大于滑动变阻器的最大阻值，所以无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能将电压表的示数调到2V。
A．根据以上分析可知，换用最大阻值更大的滑动变阻器，比如最大阻值为等，可使以上四个定值电阻都能为实验所用，故A符合题意；
B．若改变电源电压，同理则有
即
解得，可知，减小电源电压，可使以上四个定值电阻都能为实验所用，故B不符合题意；
C．适当增大定值电阻R两端的电压，根据串联分压原理，滑动变阻器分得的电压相对减小，在滑动变阻器现有最大阻值下，有可能使电路满足要求，故C符合题意。
故选AC。
16．“探究通过导体的电流与电阻的关系”的实验中，小科探究过程如下：
【实验过程】
①按图甲将阻值为5Ω的电阻接入电路，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器，电压表示数几乎不变，电流表无示数，试改动一根导线，使电路连接正确并完成该实验。
②正确连接电路后闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，观察并记录相关数据。
③换用阻值为10Ω、20Ω的电阻，重复上述过程。
【实验数据】最终得到实验结果如图乙所示。
请回答下列问题：
(1)实验过程①在错误导线上画“×”并在图上正确连线 ；
(2)小科根据图乙数据分析，得出的结论是 ；
(3)利用本实验电路还可以进行“伏安法测电阻”实验。“电流和电阻的关系”和“伏安法测电阻”这两个实验中进行多次实验的目的是 （填“相同”或“不相同”）的；
(4)小科利用修正后的甲电路测量某未知电阻时，发现由于电表本身电阻的影响，造成测量结果有误差。现采用图丙所示电路，能较准确的测量Rx的阻值，已知A、B之间的电压U保持不变。当S接通c时，电压表示数为10V，电流表示数为0.2A，当S接通d时，电压表示数为12V，电流表示数为0.15A，则待测电阻Rx的阻值为 Ω。
【答案】(1)
(2)在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比
(3)不相同
(4)70
【详解】（1）由实物电路可知，电流表与电阻R并联，电压表与电阻R串联是错误的，电流表应与电阻串联，电压表与电阻并联，如下图所示：
（2）根据图乙图表可知，电流与电阻的乘积是一个定值，则可得出：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
（3）“探究电流和电阻的关系”实验中，需要保持导体两端的电压不变，改变接入电路的电阻，得出电流与电阻的关系，故多次测量的目的是寻找普遍规律。“伏安法测电阻”实验中，需要测量电阻两端的电压和通过的电流，再根据计算出电阻，则多次测量求平均值的目的是为了减小误差，在这两个实验中进行多次实验的目的是不相同。
（4）设电流表的内阻为RA，S接c时，电压表测的是待测电阻的两端电压，根据串联电路特点和欧姆定律可得U=U1+I1RA
即U=10V+0.2A×RA①
S接d时，电压表测的是待测电阻和电流表的两端电压之和，根据串联电路特点和欧姆定律可得U2=I2（Rx+RA）
即U2=0.15A×（Rx+RA）②
因为此时电压表也测电源电压，则有U=U2=12V ③
由①②③解得Rx=70Ω。
17．为了研究通过导体的电流与导体两端的电压的关系，小嘉设计了图甲所示的电路。电源电压恒为6V，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器。
(1)闭合开关后，移动滑片P，发现两电表示数始终如图乙所示，原因可能是 。
(2)改正错误后，小嘉继续实验，将有关实验数据标记在图丙上。分析图丙可知，他所选择的滑动变阻器的规格可能是（　　）（选填字母）。
A．10；2A B．25；2A
C．25；0.5A D．50；0.5A
(3)图丙中，阴影部分的面积大小表示 。
(4)分析数据可以得出的结论是 。
【答案】(1)滑动变阻器接了C、D（都接在上面两个接线柱上）或滑动变阻器短路
(2)B
(3)当电压为1V时，电阻R1的电功率
(4)当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比
【详解】（1）闭合开关后，移动滑片P，发现两电表示数始终如图乙所示，由于图乙中电压表选用大量程，分度值为0.5V，示数为6V，为电源电压，说明变阻器没有变阻的作用，接入电路中的电阻为0，即将滑动变阻器的 CD两个接线柱接入了电路。
（2）原电路中，变阻器与电阻串联，电压表测电阻的电压，电流表测电路中的电流，由图丙知道，当电压为1V时，通过的电流为0.2A，此时电路中的电流最小，电阻最大，根据串联电路的规律和欧姆定律知道，变阻器连入电路中的电阻
即他所选择的滑动变阻器的规格是25Ω 2A，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
（3）由图丙知道，横轴为电阻R1两端的电压，纵轴表示的是通过电阻R1的电流，由知道，阴影部分的面积表示当电压为1V时，电阻R1的电功率。
（4）将图中的各点连接起来，其图像为过原点的直线，故可总结出：在电阻一定时，通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
18．某同学用图甲所示的实验装置探究电流和电阻的关系。电源电压为4.5V。四个定值电阻（其中5Ω、10Ω、15Ω各一个、未知阻值一个），两个滑动变阻器（规格分别为“10Ω 1A”和“20Ω 1A”）。请回答：
(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到最 （填“左”或“右”）端。
(2)该同学依次使用三个已知阻值的定值电阻进行实验，记录实验数据并绘制出I-R图像，如图乙所示。由此得到的实验结论是 。
(3)为进一步验证上述结论，他继续用未知阻值的电阻进行实验，调节滑动变阻器。控制电压不变，电流表表盘如图丙所示，则该电阻的阻值为 Ω。
(4)根据以上实验数据，实验中选择的滑动变阻器规格应为 。
【答案】(1)右
(2)在电压一定时，电流与电阻成反比
(3)20
(4)“20 Ω 1 A”
【详解】（1）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到阻值最大端，即最右端。
（2）由图乙的I R图像可知，通过定值电阻的电流与定值电阻的阻值的乘积0.48A×5Ω=0.24A×10Ω=0.16A×15Ω=2.4V
即电流I与电阻R的乘积是一个定值，即IR=U（定值）。这表明在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
（3）由图乙可知，实验中控制定值电阻两端的电压为2.4V，由丙图可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，读数为0.12A，该电阻的阻值
（4）当定值电阻接入电路的阻值最大为20Ω时，据串联电路的分压特点知，滑动变阻器需要接入的阻值最大。整个过程中，变阻器两端的电压U变=U总-U=4.5V-2.4V=2.1V
据串联电路的分压特点有20Ω∶R大=2.4V∶2.1V
解得变阻器接入电路的最大阻值R大=17.5Ω＞10Ω，所以小明选择的滑动变阻器规格应为20Ω 1A。
19．同学们设计并连接了如图甲所示的电路，分组探究电流与电压的关系。
(1)闭合开关前，需要将滑片向 调至阻值最大。
(2)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为1.0V时，电流表示数如图乙所示。读出电流为 A。
(3)继续移动滑动变阻器的滑片，进行多次测量，记录实验数据如下表。分析表中数据，可以得出结论： 。
实验次数 1 2 3 4
电压 U/V 1.0 1.6 2.2 2.8
电流I/A ？ 0.16 0.22 0.28
(4)完成实验后，老师让同学们根据各自测得的数据绘制I-U图像，图丙为小科和小江绘制的I-U图像。导致他们绘制的图像不同的原因可能是 。
【答案】(1)左
(2)0.1
(3)在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(4)两位同学实验所用的电阻大小不同
【详解】（1）根据甲图可知，滑动变阻器下方的接线柱接在右端，闭合开关前，需要将滑片调到阻值最大的左端，所以要将滑片向左调至阻值最大。
（2）根据乙图可知，电流表的量程为0-0.6A，分度值为0.02A，则示数为0.1A。
（3）分别计算出每组电压和电流的比值，它们都相等，那么得到结论：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
（4）完成实验后，老师让同学们根据各自测得的数据绘制I-U图像，图丙为小科和小江绘制的I-U图像。导致他们绘制的图像不同的原因可能是：两位同学实验所用的电阻大小不同。
20．某同学利用如图甲所示电路（电源电压恒为3V），进行了如下探究。
【实验目的】
(1)探究电流与 的关系；
【实验步骤】
(2)按图甲连接好电路，闭合开关，分别将5Ω、10Ω、20Ω的电阻接入电路中，记录对应的电压表示数和电流表示数，实验结果如表1所示。表1空格处中的电流表示数如图乙所示，此时通过电阻R的电流为 ；
表一
实验组别 1 2 3
电压U（V） 1.6 2 2.4
电阻R（Ω） 5 10 20
电流I（A） 0.32 0.22 ——————
表二
实验组次 1 2 3
电压U（V） 2 2 2
电阻R（Ω） 5 10 20
电流I（A） 0.40 0.20 0.10
【实验反思】
(3)查阅资料：电源本身存在较大的电阻。实验中电阻两端电压改变的原因是 ；
【实验改进】
(4)小科在原电路的基础上增加了一个电路元件顺利完成了实验，实验结果如表2所示，请写出电路元件的名称及连接方式： 。
【答案】(1)电阻
(2)0.12A
(3)见解析
(4)串联一个滑动变阻器
【详解】（1）根据实验后续分析可知，探究的是电流与电阻关系。
（2）乙图中电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，读数为0.12A。
（3）电源存在电阻且与电阻R串联，根据串联分压原理可知，电阻两端电压会随电阻R的增大而增大。
（4）实验中为了保持定值电阻两端电压不变，应在电路中串联一个滑动变阻器，控制定值电阻两端电压不变。
21．如图是探究“电流与电阻的关系”的实验电路。已知电源电压为5V，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”，选择的定值电阻阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω。
(1)根据图甲所示实物图在虚线框内丙图中画出电路图； （学生电源符号用电池组符号表示）
(2)小科正确连接电路后，闭合开关S时，发现电流表、电压表指针均指向零刻度；假设电路只有一处故障，出现这一现象的原因可能是____（选填字母）；
A．定值电阻短路 B．定值电阻断路
C．滑动变阻器断路 D．滑动变阻器短路
(3)排除故障后，小科测出多组数据并绘制成图乙；实验过程中，当定值电阻由5Ω换成10Ω后，接下来的操作是 ，再读出电流表的示数；
(4)小科对小科所绘制的图乙提出质疑，她指出其中一组数据与事实不符，请分析说明小科的判断依据是： 。
【答案】(1)
(2)C
(3)将滑动变阻器的滑片应向B端移动，使电压表的示数为2.5V
(4)见详解
【详解】（1）根据实物图可知，电压表与定值电阻R并联，电流表、定值电阻和滑动变阻器串联，所以作出电路图，如下图所示：
（2）若闭合开关S时，发现电流表指针指向零刻度，说明电路可能断路；电压表指针不动，说明故障原因可能是滑动变阻器断路，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
（3）由图乙可知，实验中定值电阻两端保持的电压为
根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，则定值电阻两端的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知，应增大滑动变阻器两端的电压，由串联分压原理可知，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以将滑动变阻器的滑片应向B端移动，使电压表的示数为2.5V，再读出电流表的示数。
（4）滑动变阻器的最大电阻为20Ω，定值阻值最大为25Ω，则电路的电阻最大值为R大=20Ω+25Ω=45Ω
那么电路中的最小电流为
所以图乙中数据中定值电阻为25Ω时，电流大小为0.1A与事实不符。
22．图甲是小致实验小组在探究“电流与电阻的关系”时的电路图，电源电压恒为 6V。电压表、电流表无损坏，有阻值为 5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻 5 个。
(1)某次实验，更换电阻R，合上开关后，电压表有示数，电流表无示数，其原因可能是 ；
(2)在老师的引导下，他们将 5 次实验数据描绘在图乙中。图中 A 点对应的横坐标与纵坐标围成矩形的面积 （选填“大于”、“小于”或“等于”）B 点对应的横坐标与纵坐标围成矩形的面积；
(3)观察图象可以得出实验结论是电压一定时，导体中电流与导体的电阻成 。
【答案】(1)定值电阻断路
(2)等于
(3)反比
【详解】（1）串联电路中无电流，则电路发生断路，电压表有示数，说明电压表串联接入电路，测电源电压，因此故障是定值电阻断路。
（2）乙图中，横纵坐标的乘积为电压，在探究电流与电阻的关系的实验中需要控制电压不变，因此A点对应的横坐标与纵坐标围成矩形的面积等于B点对应的横坐标与纵坐标围成矩形的面积。
（3）由图可知电压一定时，当电阻越大时，电流越小，因此可得结论为：当电压一定时，电流与电阻成反比。
23．小科用如图甲所示的电路图探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”，电源电压恒为6V，改变电阻R的阻值，记下相应的4次实验的电流和电阻值，描绘在图乙中。
（1）根据电路图，在图丙实物图中用笔画线代替导线，将电压表正确连入电路 ；
（2）选择定值电阻并连接电路后，小科 向左移动滑动变阻器进行实验，请补充“ ”中小科进行的实验操作 ；
（3）图乙中“10Ω；0.2A”围成的阴影部分面积表示的是 ；
（4）实验中，小科能选择的滑动变阻器规格是 ；
A．10Ω；0.5A　　B．20Ω；1A　　C．50Ω；2A
（5）根据图乙可以得出的结论是 。
【答案】 将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，闭合开关 定值电阻两端的电压 C 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
【详解】（1）由图甲可知，电压表测定值电阻两端的电压，由图像可知，电阻两端的电压
因此电压表选用0~3V的量程与定值电阻并联，如图
（2）[2]为了保护电路，连接电路时开关应断开，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，因此“......”中小科进行的实验操作是：将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，闭合开关。
（3）[3]由数学知识可知，图乙中阴影部分的面积为 IR，由欧姆定律可知，因此阴影部分面积表示的物理量是定值电阻两端的电压。
（4）[4]由图乙可知，实验中使用的定值电阻阻值最大为20Ω，定值电阻两端的电压始终保持，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压
当接入20Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为
:
即所选择的变阻器的最大阻值不能小于40Ω，故选C。
（5）[5]由图像可知，导体的电阻增大，通过导体的电流减小，通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变，故可得出结论：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。
24．如图是小宁同学探究电流与电阻关系实验的实物图。学生电源电压为6V，滑动变阻器的规格为“30Ω，1A”，电流表、电压表所接量程如图所示，依次把5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个定值电阻分别接入电路进行实验并得到如下数据。
实验序号 电压表示数（V） 电阻（Ω） 电流（A）
1 2.5 5 0.5
2 2.5 10 0.25
3 2.5 15 0.16
4 2.5 20 0.13
（1）正确连接实物图（要求滑动变阻器向右移动时电流表示数变大）。
（2）根据实验数据可以得出的实验结论是 。
（3）电路连接不变下保证电路中各元件的安全，四个电阻都能完成实验，则定值电阻两端的电压可调的范围是 。
【答案】 当电压一定时，电流与电阻成反比 2.4V-3V
【详解】（1）[1]要使滑动变阻器向右移动时电流表示数变大，即电阻变小，所以选择右下接线柱，连在定值电阻的左接线柱，如图所示：
（2）[2]根据实验数据可以得出电流和电阻的乘积是一个定值，实验结论是当电压一定时，电流与电阻成反比。
（3）[3]当滑动变阻器全部接入电路，最大定值电阻R4接入的A、B两点之间时，电路中的电流最小，为
电压表示数最小，为
U最小=I最小R4=0.12A×20Ω=2.4V
因为电流表可用量程为0~0.6A，则电路中最大电流为0.6A，最小定值电阻R1接入的A、B两点之间时，电压表示数最大，为
U最大=I最大R1=0.6A×5Ω=3V
故应控制A、B两点之间的电压在范围内2.4V~3V。
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3.4 欧姆定律及其应用（第1课时）能力提升
一、选择题
1．如图所示的电路图，在A、B两点间分别接入不同元件，可以进行不同的实验。下列描述正确的是（ ）
A．探究电流与电阻的关系——改变接入AB间电阻大小和电压大小
B．测量不同亮度时小灯泡的阻值——求平均值，减小误差
C．探究电流与电压的关系——AB间电阻大小不变，电压大小也不能变
D．测量未知电阻阻值——滑动变阻器用于改变电阻两端电压和通过的电流
2．小科为探究“电压一定时，电流与电阻之间的关系”，设计了如图实验。先在AB间接入10Ω的定值电阻R1，移动滑片P，读取电压表、电流表示数并记录；然后用15欧的定值电阻R2替换R1后，接下来的操作和操作后的电路分析正确的是（　　）
A．闭合开关，电压表示数变大 B．闭合开关，电流表示数不变
C．注视电压表，并向左调节滑片 D．注视电流表，并向右调节滑片
3．如图所示是探究“通过导体的电流大小与导体电阻大小的关系”的电路图。下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最左端
B．实验中，应控制定值电阻两端的电压不变
C．实验中，滑动变阻器的主要作用是控制通过定值电阻的电流不变
D．把定值电阻由5Ω更换为10Ω时，滑动变阻器的滑片应向左移动
4．如图是小莲探究电流与电阻关系的电路图，R为定值电阻，R′为滑动变阻器，下列有关说法错误的是（　　）
A．实验过程中要更换电阻R，以改变电阻大小
B．调节R′的目的是控制R两端电压不变
C．R′滑片向左移时，电压表示数会变大
D．本实验得出的结论是电阻与电流成反比
5．科学研究中常常用到“控制变量法”、“等效替代法”、“类比法”、“转换法”等科学研究方法．下列实例中运用了“类比法”的是（ ）
A．在串联电路中，用20欧的电阻代替5欧和15欧的电阻
B．研究物质的导电性时，根据灯泡的亮暗程度来判断物质导电性强弱
C．研究电流的形成原因时，将电流与水流相比较，从分析水流的形成来分析电流的形成
D．研究电流与电阻关系时，保持定值电阻两端电压不变，更换定值电阻，观察电流变化情况
6．电路中通过同一盏灯的电流与灯两端电压的关系是（　　）
A．电流会随电压的减小而增大 B．电流会随电压的增大而增大
C．电流会随电压的增大而减小 D．电流不会随电压的变化而变化
7．某同学利用如图甲所示的电路进行实验，电源电压恒为3V，更换5个定值电阻Rx，得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是（　　）
A．该同学研究的是电流和电压的关系
B．实验中电压表的示数保持0.5V不变
C．实验时，将滑动变阻器滑片向右移时，电压表示数将变大
D．按图乙5个定值电阻对应滑动变阻器阻值变化范围为1~5Ω
8．用如图所示电路研究电流跟电压的关系。为了改变定值电阻R两端电压，设计了三种方案：
甲：多节干电池串联接入MN。乙：电池与滑动变阻器串联接入MN。丙：电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN。可行的方案是（　　）
A．仅有甲 B．仅有乙、丙
C．仅有甲、乙两种 D．甲、乙、丙都可行
9．用如图所示的电路进行“探究电流与电阻的关系”的实验。电源电压恒为4.5伏，分别接入阻值为5欧、10欧、15欧、20欧和25欧的定值电阻R。移动滑动变阻器滑片，完成实验并绘制出图乙所示的图像。下列说法正确的是（　　）
A．本实验中控制R两端的电压为2V
B．实验中选择的滑动变阻器最大阻值应该不小于20欧
C．将15欧的定值电阻替换为20欧的定值电阻，闭合开关后应向A端移动滑片
D．实验结论：在导体两端电压一定时，导体中的电阻与导体的电流成反比
10．早在19世纪20年代，德国物理学家欧姆就对导体中电流、导体两端电压的关系进行了大量的实验研究。发现对于大多数导体而言，导体中电流跟导体两端电压成正比，并于1827年在《动电电路的数学研究》一书中，把他的实验规律总结成如下公式：（S表示导体中的电流；E表示导体两端电压；Y表示导体对电流的传导率，简称电导率）。关于这一规律，下列说法正确的是（　　）
A．对于不同的导体，给它们两端加相同的电压，通过的电流与导体的电导率成反比
B．对于不同的导体，如果通过的电流相同，电压与导体的电导率成正比
C．电导率反映的是导体对电流的导通作用
D．电导率的大小是由加在导体两端电压与通过导体的电流决定的
二、非选择题
11．图甲是小伟探究“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关系图象。由图象可知：他每次控制电阻的两端电压为 V不变。若电源电压为，实验中的阻值分别为、、、、，那么滑动变阻器的阻值至少为 。
12．实验小组在“探究电流与电压的关系”的实验中，连接了如图所示的实物电路，所用电源为两节新干电池，滑动变阻器上标有“10Ω，1A”字样。
实验序号 1 2 3 4 5
电压U/V 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8
电流I/A 0.12 0.16 0.20 0.24 0.28
(1)如图所示的实验电路，闭合开关后几乎没有示数的是 表；
(2)正确连接电路后，实验小组进行了多次实验，记录的实验数据如表所示；
①结合实验所用的器材分析，第 次的实验数据不是实际测量得出的；
②分析其余数据可得出结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(3)完成实验后，为了使实验结论更具有普遍性，小组同学又利用小灯泡替换定值电阻再次进行实验，得出的结论是：通过小灯泡的电流跟它两端的电压不成正比。原因是灯丝的电阻会随_______而增大。
A．灯两端的电压的升高 B．通过灯丝的电流的增大
C．灯丝温度的升高 D．灯的亮度的增大
13．某实验小组的同学“探究电流与电压的关系”时，用到如下器材：电源1个，电流表、电压表各1只，定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω各1只），滑动变阻器1只，开关1个，导线若干。设计的电路图如图甲所示。
(1)这个实验中使用了控制变量的方法，其中被控制的变量是 ，滑动变阻器的作用是 。
下面是他们获取的一组实验数据
电压U/A 2 4 6 8 10
电流I/A 0.39 0.79 1.20 1.58 2.00
(2)请在图乙的坐标系中画出电流随电压变化的图像。
(3)分析表中的数据或图像，你能得出的探究结论。
14．为了探究“通过导体的电流与电阻的关系”，小明利用电压为7V的电源，“15Ω，2.5A”的滑动变阻器、开关、电压表、电流表等仪器进行实验，步骤如下：
①将阻值为5Ω的定值电阻按图甲电路图连接电路；
②闭合开关S，移动滑动变阻器滑片P，当电压表示数为3.5V时，记录电流表的示数，此时滑动变阻器接入电路的有效阻值记为；
③用阻值为10Ω的定值电阻替换，重复步骤②，此时滑动变阻器接入电路的有效阻值记为；
④用阻值为15Ω的定值电阻替换，重复步骤②，此时滑动变阻器接入电路的有效阻值记为。
(1)在图乙相应的位置画出步骤②中电流表的示数。
(2)实验中滑动变阻器3次接入电路的有效阻值，，的大小关系为： 。
(3)若要在图甲ab间分别接入5Ω，10Ω，15Ω，20Ω四个电阻来进一步探究“通过导体的电流和电阻的关系”，实验中要控制电阻两端电压不变，那么电阻两端电压最小能控制到 V。
15．小阳用如图所示的实验电路探究电流与电阻的关系。选用的器材有：稳压学生电源（调至4.5V不变），电压表（0～3V）、电流表（0～0.6A）、定值电阻R（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、滑动变阻器（20Ω，2A）、开关、导线若干。
电压U/V 2
电阻R/Ω 5 10 15 20
电流I/A 0.4 0.2 0.13
(1)请在电路图的圆圈中画上相应的电表符号完成电路图 ；
(2)连接电路，闭合开关后，移动滑片，发现两电表均无示数。为判断原因，将电压表与滑动变阻器并联，闭合开关后电压表有示数，电流表无示数。若电路中只有一处故障，故障的原因可能是 ；
(3)排除故障后，小阳将阻值为5Ω的电阻接入电路，记录电流表示数为0.4A。若要将电阻更换为10欧重复实验，则图中滑动变阻器的滑片应向 （填“左”或“右”）移动，直至电压表示数为2V；
(4)进行第4次实验时，将接入电阻R的阻值换为20Ω，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能将电压表的示数调到2V。为达实验目的，若重新选择器材进行实验，使以上四个定值电阻都能为实验所用，下列调整可行的是（　　）（填序号，可多选）。
A．换用最大阻值更大的滑动变阻器
B．增大电源电压
C．适当增大定值电阻R两端的电压
16．“探究通过导体的电流与电阻的关系”的实验中，小科探究过程如下：
【实验过程】
①按图甲将阻值为5Ω的电阻接入电路，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器，电压表示数几乎不变，电流表无示数，试改动一根导线，使电路连接正确并完成该实验。
②正确连接电路后闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，观察并记录相关数据。
③换用阻值为10Ω、20Ω的电阻，重复上述过程。
【实验数据】最终得到实验结果如图乙所示。
请回答下列问题：
(1)实验过程①在错误导线上画“×”并在图上正确连线 ；
(2)小科根据图乙数据分析，得出的结论是 ；
(3)利用本实验电路还可以进行“伏安法测电阻”实验。“电流和电阻的关系”和“伏安法测电阻”这两个实验中进行多次实验的目的是 （填“相同”或“不相同”）的；
(4)小科利用修正后的甲电路测量某未知电阻时，发现由于电表本身电阻的影响，造成测量结果有误差。现采用图丙所示电路，能较准确的测量Rx的阻值，已知A、B之间的电压U保持不变。当S接通c时，电压表示数为10V，电流表示数为0.2A，当S接通d时，电压表示数为12V，电流表示数为0.15A，则待测电阻Rx的阻值为 Ω。
17．为了研究通过导体的电流与导体两端的电压的关系，小嘉设计了图甲所示的电路。电源电压恒为6V，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器。
(1)闭合开关后，移动滑片P，发现两电表示数始终如图乙所示，原因可能是 。
(2)改正错误后，小嘉继续实验，将有关实验数据标记在图丙上。分析图丙可知，他所选择的滑动变阻器的规格可能是（　　）（选填字母）。
A．10；2A B．25；2A C．25；0.5A D．50；0.5A
(3)图丙中，阴影部分的面积大小表示 。
(4)分析数据可以得出的结论是 。
18．某同学用图甲所示的实验装置探究电流和电阻的关系。电源电压为4.5V。四个定值电阻（其中5Ω、10Ω、15Ω各一个、未知阻值一个），两个滑动变阻器（规格分别为“10Ω 1A”和“20Ω 1A”）。请回答：
(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到最 （填“左”或“右”）端。
(2)该同学依次使用三个已知阻值的定值电阻进行实验，记录实验数据并绘制出I-R图像，如图乙所示。由此得到的实验结论是 。
(3)为进一步验证上述结论，他继续用未知阻值的电阻进行实验，调节滑动变阻器。控制电压不变，电流表表盘如图丙所示，则该电阻的阻值为 Ω。
(4)根据以上实验数据，实验中选择的滑动变阻器规格应为 。
19．同学们设计并连接了如图甲所示的电路，分组探究电流与电压的关系。
(1)闭合开关前，需要将滑片向 调至阻值最大。
(2)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为1.0V时，电流表示数如图乙所示。读出电流为 A。
(3)继续移动滑动变阻器的滑片，进行多次测量，记录实验数据如下表。分析表中数据，可以得出结论： 。
实验次数 1 2 3 4
电压 U/V 1.0 1.6 2.2 2.8
电流I/A ？ 0.16 0.22 0.28
(4)完成实验后，老师让同学们根据各自测得的数据绘制I-U图像，图丙为小科和小江绘制的I-U图像。导致他们绘制的图像不同的原因可能是 。
20．某同学利用如图甲所示电路（电源电压恒为3V），进行了如下探究。
【实验目的】
(1)探究电流与 的关系；
【实验步骤】
(2)按图甲连接好电路，闭合开关，分别将5Ω、10Ω、20Ω的电阻接入电路中，记录对应的电压表示数和电流表示数，实验结果如表1所示。表1空格处中的电流表示数如图乙所示，此时通过电阻R的电流为 ；
表一
实验组别 1 2 3
电压U（V） 1.6 2 2.4
电阻R（Ω） 5 10 20
电流I（A） 0.32 0.22 ——————
表二
实验组次 1 2 3
电压U（V） 2 2 2
电阻R（Ω） 5 10 20
电流I（A） 0.40 0.20 0.10
【实验反思】
(3)查阅资料：电源本身存在较大的电阻。实验中电阻两端电压改变的原因是 ；
【实验改进】
(4)小科在原电路的基础上增加了一个电路元件顺利完成了实验，实验结果如表2所示，请写出电路元件的名称及连接方式： 。
21．如图是探究“电流与电阻的关系”的实验电路。已知电源电压为5V，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”，选择的定值电阻阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω。
(1)根据图甲所示实物图在虚线框内丙图中画出电路图； （学生电源符号用电池组符号表示）
(2)小科正确连接电路后，闭合开关S时，发现电流表、电压表指针均指向零刻度；假设电路只有一处故障，出现这一现象的原因可能是____（选填字母）；
A．定值电阻短路 B．定值电阻断路 C．滑动变阻器断路 D．滑动变阻器短路
(3)排除故障后，小科测出多组数据并绘制成图乙；实验过程中，当定值电阻由5Ω换成10Ω后，接下来的操作是 ，再读出电流表的示数；
(4)小科对小科所绘制的图乙提出质疑，她指出其中一组数据与事实不符，请分析说明小科的判断依据是： 。
22．图甲是小致实验小组在探究“电流与电阻的关系”时的电路图，电源电压恒为 6V。电压表、电流表无损坏，有阻值为 5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻 5 个。
(1)某次实验，更换电阻R，合上开关后，电压表有示数，电流表无示数，其原因可能是 ；
(2)在老师的引导下，他们将 5 次实验数据描绘在图乙中。图中 A 点对应的横坐标与纵坐标围成矩形的面积 （选填“大于”、“小于”或“等于”）B 点对应的横坐标与纵坐标围成矩形的面积；
(3)观察图象可以得出实验结论是电压一定时，导体中电流与导体的电阻成 。
23．小科用如图甲所示的电路图探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”，电源电压恒为6V，改变电阻R的阻值，记下相应的4次实验的电流和电阻值，描绘在图乙中。
（1）根据电路图，在图丙实物图中用笔画线代替导线，将电压表正确连入电路 ；
（2）选择定值电阻并连接电路后，小科 向左移动滑动变阻器进行实验，请补充“ ”中小科进行的实验操作 ；
（3）图乙中“10Ω；0.2A”围成的阴影部分面积表示的是 ；
（4）实验中，小科能选择的滑动变阻器规格是 ；
A．10Ω；0.5A　　B．20Ω；1A　　C．50Ω；2A
（5）根据图乙可以得出的结论是 。
24．如图是小宁同学探究电流与电阻关系实验的实物图。学生电源电压为6V，滑动变阻器的规格为“30Ω，1A”，电流表、电压表所接量程如图所示，依次把5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个定值电阻分别接入电路进行实验并得到如下数据。
实验序号 电压表示数（V） 电阻（Ω） 电流（A）
1 2.5 5 0.5
2 2.5 10 0.25
3 2.5 15 0.16
4 2.5 20 0.13
（1）正确连接实物图（要求滑动变阻器向右移动时电流表示数变大）。
（2）根据实验数据可以得出的实验结论是 。
（3）电路连接不变下保证电路中各元件的安全，四个电阻都能完成实验，则定值电阻两端的电压可调的范围是 。
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