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17.1 電流與電壓和電阻的關系
一、電流于電壓、電阻的關系
1.電流：電荷的定向移動形成電流。
2.電壓：電壓是形成電流的原因，電壓使電路中的自由電荷定向移動形成了電流。
3.電阻：電阻表示導體對電流阻礙作用的大小。
二、探究電流與電壓的關系（電阻不變）
1.器材：電源、導線、開關、定值電阻、電流表、電壓表、滑動變阻器。
2.電路圖與實物圖
3.實驗數據
U/v
I/A
R/Ω 5
4.實驗I/U圖像
5.電阻不變時，電流的大小和電壓成正比。
三、探究電流與電阻的關系（電壓不變）
1.電源、導線、開關、多個定值電阻、電流表、電壓表、滑動變阻器。
2.實驗數據
R/Ω
I/A
U/v 3
3.實驗I/R圖像
4.電壓不變時，電流的大小和電阻成反比。
【典型例題】
類型一、探究電流與電壓的關系
1.在物理實驗課上，同學們要探究“電流與電壓的關系”。實驗室提供的器材有：
A．兩節干電池，B．電壓表（0～3V-15V），C．電流表，D．定值電阻，E．滑動變阻器，F．開關和導線若干。
（1）請用筆劃線代替導線將圖甲中的電路連接完整；（ ）
（2）連接好電路后，閉合開關，發現電壓表有示數，電流表示數為零，經檢查兩電表均完好，則電路中出現的故障是___________；
（3）正確進行實驗，得到實驗數據如下表：
實驗次數 1 2 3 4 5
電壓U/V 1.2 1.5 1.8 2.0 2.4
電流I/A 0.24 0.30 ？ 0.40 0.48
當電壓表示數為1.8V時，電流表示數（如乙圖所示）為___________A。
（4）實驗中獲得了多組實驗數據，這是通過___________實現的；
（5）根據實驗數據分析可得：電阻一定時，導體中的電流跟導體兩端的電壓成___________。
舉一反三：
1.在“探究電流與電壓的關系”實驗中，用2節新干電池做電源，其他器材如圖甲所示。
（1）電路中滑動變阻器的主要作用是 　 　。
（2）小明將實物連接成如圖甲所示電路。經查，其中有一條連線錯誤，在錯誤的連線上畫“×”并用筆畫線代替導線畫出正確的連線。
（3）正確連接電路后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片P，發現電流表無示數，電壓表有示數，其原因可能是 　 　（填一種即可）。
（4）排除故障后進行實驗，將滑動變阻器的滑片P逐漸向右移動，發現隨著電壓表示數的變大，電流表示數 　 　，依次記錄電壓表與電流表的示數。
（5）根據實驗數據，作出I﹣U圖像。分析圖像可得結論：當導體的電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端電壓成 　 　比。
類型二、探究電流與電阻的關系
1.小華同學在“探究電流與電阻關系”的實驗時，定值電阻R有5Ω、10Ω、20Ω三種規格，R1為滑動變阻器，電源電壓保持3V不變。
（1）為能完成實驗，用筆畫線將圖甲連接完整。
（2）小華首先將阻值為5Ω的電阻接入電路，閉合開關后，發現電流表指針向左偏轉如圖乙所示，其原因可能是 　 　。
（3）改正電路后，閉合開關，移動滑片P，當電壓表示數為2V時，記錄電流表的示數，作為第一組數據；接下來用10Ω的電阻替換5Ω的電阻做實驗，移動滑片P，使電流表的示數為 　 　A時，作為第二組數據，然后將20Ω的電阻替換10Ω的電阻繼續實驗，并正確記錄數據，根據實驗數據總結得出：在電壓一定時，電流與電
阻成反比。
舉一反三：
1.如圖甲所示，是某實驗小組“探究電流與電阻的關系”的實物圖。選用的實驗器材是：電源（電壓恒為3V）、電流表、電壓表，電阻R有4個阻值（5、10、20、30）供選用，滑動變阻器（20；1A）、開關、導線若干。
（1）請用筆畫線代替導線將圖甲中的實物圖連接完整_______；
（2）連接電路時，開關應保持_______；開關閉合前，滑動變阻器的滑片P應滑到_______（選填“A”或“B”）端；
（3）檢查電路連接無誤后閉合開關后，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片P，電流表幾乎無示數，電壓表有示數且不變，原因可能是_______；
A．R短路　　B．R斷路　　C．滑動變阻器斷路
（4）排除故障后繼續實驗，實驗過程中，當把10電阻換成20電阻后，為保持_______（選填“電流表”或“電壓表”）示數不變，滑片P應向_______（選填“A”或“B”）端移動。
（5）根據實驗數據繪制了如圖乙所示的圖像，得出電流與電阻的關系是：_________________；
能力提升
一、單選題
1．關于電流跟電壓和電阻的關系，下列說法正確的是（　　）
A．導體的電阻越大，通過導體的電流越小
B．導體的電阻越大，通過導體的電流越大
C．導體兩端的電壓越大，導體的電阻越大，通過導體的電流也越大
D．在導體兩端的電壓一定的情況下，導體的電阻越小，通過導體的電流越大
2．某同學利用如圖所示的電路探究“電流與電壓、電阻的關系”，有關對應實驗中滑動變阻器的作用和操作說法正確的是（　　）
A．實驗開始前，選取合適的實驗儀器，不需要考慮滑動變阻器的規格
B．實驗開始時，滑動變阻器的滑片處于最小阻值處，作用是保護電路
C．在探究通過導體的電流與導體兩端電壓關系時，可調節滑片使電壓表的示數產生變化
D．在探究通過導體的電流與導體的電阻關系時，因為要控制其它變量，所以滑片不能動
3．在“探究電流和電壓的關系”和“探究電流和電阻的關系”兩個實驗中，下列說法正確的是（　　）
A．兩個實驗多次實驗的目的都是為了得到普遍性實驗結論
B．探究電流和電壓的關系中，滑動變阻器的作用主要是控制定值電阻兩端電壓一定
C．在探究電流和電阻的關系中，滑動變阻器的作用主要是改變定值電阻兩端的電壓
D．兩個實驗都用到的實驗探究方法是轉換法
4．在“探究電流與電阻的關系”實驗中，小紅根據正確的測量數據繪制出電流與電阻（I—R）的圖像，如下圖所示，其中正確的是（　　）
A． B． C． D．
5．小波同學為了探究電流跟電阻的關系，在如圖所示的情況下，將A、B兩點間10Ω的電阻更換為20Ω的電阻，閉合開關后，下一步的操作應當是（　　）
A．記錄電流表和電壓表的示數 B．將滑動變阻器的滑片向右移動
C．將滑動變阻器的滑片向左移動 D．適當增加電池的節數
6．如圖所示為探究“電流與電阻關系”的實驗電路圖，每次實驗必須保持大小不變的是（　　）
A．電壓表的示數 B．電流表的示數
C．定值電阻的阻值 D．滑動變阻器的阻值
7．下圖是小強在做“探究串聯電路中電流、電壓特點”實驗時連接的實物電路。當開關閉合時，發現燈L1不亮、燈L2亮，電流表和電壓表均有讀數。則出現此故障的原因可能是（　　）
A．L1短路 B．L2短路 C．L1開路 D．L2開路
8．在探究“電流與電阻的關系”時，電源電壓恒為 ，實驗準備了阻值分別為 、 、 的電阻，當將 的電阻接入R所在位置時，調節滑動變阻器，使電壓表的示數為 ，再分別用 、20Ω的電阻替換的 電阻進行實驗，下列說法正確的是（　　）
A．此實驗中滑動變阻器的作用是改變R兩端的電壓
B．更換定值電阻時，開關可以不斷開
C．用 的電阻替換 電阻時，滑片位置不動，電壓表的示數大于
D．用 的電阻代替 電阻實驗時，為達到實驗目的應調節滑片向左移動
二、填空題
9．在“探究電流與電阻關系”的實驗中：連接電路時，開關必須　 　，閉合開關后，發現電壓表有示數且接近電源電壓，電流表無示數，其原因是　 　。實驗過程中，將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻時，應將滑動變阻器的滑片P向　 　（選填“左”或“右”）端移動，使電壓表示數　 　。
10．利用圖像可以描述物理量之間的關系。如圖所示是“探究電流、電壓、電阻之間的關系”的圖像，由圖像可知：同一導體的電阻與電壓　 　（選填“成正比”、“成反比”或“無關”）。導體甲、乙的電阻大小關系是R甲　 　R乙（選填“大于”、“小于”或“等于”）。
11．在“探究電流與電壓的關系”實驗中，某實驗小組經過相互討論，將實驗方案由甲圖改為乙圖，這樣改進的好處是　 　。
12．在利用下圖探究“電流與電壓關系”的實驗中，在閉合開關前，要將滑動變阻器調到最大阻值，這個操作的目的是　 　。在實驗過程中，滑動變阻器的作用是　 　；在利用該圖探究“電流和電阻的關系”實驗時，滑動變阻器的作用是　 　。
三、實驗探究題
13．為了探究“導體中電流與導體兩端電壓的關系”，某物理興趣小組設計了如圖甲所示的電路圖。實驗中各元件均完好，電源電壓保持不變。
（1）請對照圖甲的電路圖，用筆畫線代替導線，將圖乙所示的實物電路補充完整。（導線不能交叉）
（2）本實驗中滑動變阻器的作用是：　 　。
（3）正確連接好實物電路后，閉合開關S，緩慢減小滑動變阻器接入電路的阻值，觀察、記錄電壓表和電流表的示數，同時將實驗數據記錄在表格中。請你根據表格中實驗數據在圖丙中描繪出I﹣U圖像。
電阻R 10Ω
電壓U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
電流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
（4）根據I﹣U圖像可得出實驗結論：當導體的電阻一定時，通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比。小組中有同學認為無需借助圖像，根據表中的實驗數據也能得出上述結論。但有些同學卻認為根據I﹣U圖像總結得出實驗結論更好一些，其理由是：　 　。
14．在探究“通電導體中電流與電阻的關系”的實驗過程中，小明連接了如圖甲所示的電路（電源電壓保持4.0 V不變）。
（1）連接好電路，閉合開關，發現電流表有示數，移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數始終等于零，造成這一現象的原因可能是______ （選填字母）；
A．定值電阻R被斷路
B．電流表被燒壞了
C．滑動變阻器短路
D．定值電阻R被短路
（2）排除故障繼續實驗. 小明同學把5Ω的定值電阻換成10Ω的定值電阻后立即閉合開關，為保證實驗正常進行，應將變阻器滑片向　 　 （選填“左”或“右”）滑動；
（3）根據實驗數據，作出I-R圖像如圖乙所示。由圖像可知，R兩端的電壓為　 　V；根據實驗目的，分析圖像可得出結論：　 　一定時，電流與電阻成　 　。
15．小明設計如圖甲所示電路探究“電流與電阻的關系”，電源電壓恒為6V，滑動變阻器標有“30Ω 1A”字樣。R為定值電阻，規格有5Ω、10Ω、20Ω和30Ω各一個。
實驗次序 1 2 3
R/Ω 5 10 20
I/A 0.48 0.24 0.12
（1）連接電路時，開關應處于　 　狀態；
（2）閉合開關后發現電壓表指針如圖乙所示，原因是　 　；
（3）糾正錯誤后繼續實驗，調節滑片使電壓表示數為2.4V，記下電流表示數，再將10Ω和20Ω的電阻分別接入電路，重復上述操作得到數據如丙表，分析數據可得：在電壓一定時，導體中的電流與它的電阻成　 　比；
（4）為進一步驗證上述結論，小明取下20Ω的電阻，并換成30Ω接入電路，閉合開關后發現，無論怎樣移動滑片P，都不能將電壓表的示數調節為2.4V，為繼續完成此次實驗，他對圖甲電路進行適當改進，以下方案可行的是________。
A．將電源電壓調整為4.5V
B．將“30Ω 1A”的滑動變阻器換成“40Ω 1A”

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