資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
實驗15 探究電流與電壓、電阻的關系
知識點一、探究電流與電壓的關系
提出問題 電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓存在什么關系
猜想與假設 由電壓可知，電壓時產生的電流的原因，同一個小燈泡，在以一節干電池供電時，小燈泡發光較暗，用兩節干電池供電時，小燈泡發光較亮，所以有兩種猜想：①導體兩端電壓越大，導體中電流越大；②通過導體的電流與導體兩端電壓成正比。
設計實驗 運用控制變量法，控制導體（電阻）的阻值不變，通過調節滑動變阻器改變電阻兩端電壓，觀察并記錄電流表的示數，分析電流隨電壓的變化規律。實驗電路如圖所示。
實驗器材 電壓表、電流表、滑動變阻器、10Ω的定值電阻、電源、開關、導線若干
進行實驗 （1）按照電路圖連接實物電路。 （2）閉合開關前檢查電路中各元件的連接是否正確，并將滑動變阻器的滑片移動定值最大處。 （3）電路連接無誤后閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示數分別為1V、2.0V、3.0V、4.0V、5.0V、6.0V，從電流表上讀出相應的電流值，并記錄在表中。 定值R/Ω10Ω電壓U/V1.02.03.04.05.06.0電流I/A0.10.20.30.40.50.6
（4）在坐標系中，根據各電流值與對應的電壓值描點，并用平滑曲線連接各點，畫出I-U關系圖像，如圖所示。
分析論證 分析實驗數據和I-U圖像可以看出：定值一定時，通過電阻的電流與其兩端電壓有關，電流隨電壓的最大而增大；電壓變為原來的幾倍，電流也變為原來的幾倍，電流與電壓的比值為一定值。
實驗結論 在電壓一定的情況下，通過導體的電流與導體兩端電壓成正比，即電阻R不變時，
2.注意事項
（1）連接電路時，開關應處于斷開狀態；
（2）為了使得出的結論更具有普遍性，可換用5Ω、15Ω的電阻重復上述實驗步驟；
（3）實驗中可以通過改變串聯的干電池的個數或調節學生電源的電壓，但實驗時常采用移動滑動變阻器的滑片P來達到改變電壓的目的；
（4）調節滑動變阻器時，要緩慢移動滑片，防止電壓表、電流表示數變化過快；
（5）移動滑動變阻器滑片過程中，眼睛要緊盯電壓表，當電壓表示數達到設定值時，停止移動滑片，記錄電流表的示數。
知識點二、探究電流與電阻的關系
提出問題 電壓一定時，導體中的電流與導體的電阻存在什么關系
猜想與假設 因為電阻表示導體對電流的阻礙作用的大小，所以電流與電阻的關系有兩種猜想：①導體電阻越大，通過的電流越小；②通過導體的電流與導體的電阻成反比。
設計實驗 （1）要研究電流與電阻的關系，需要改變接入電路的電阻的大小，在實驗時更換不同阻值的電阻接入電路即可； （2）在該實驗中，更換電阻后要控制電阻兩端電壓不變，我們可以在電路中串聯一個滑動變阻器，通過調節滑動變阻器使不同的電阻兩端電壓相等； （3）實驗電路圖如圖所示。
實驗器材 電壓表、電流表、滑動變阻器、電源、開關各一個，阻值為5Ω、10Ω、15Ω的定值電阻各一個，導線若干
進行實驗與收集證據 （1）按實驗電路圖連接實物電路，將5Ω電阻接入電路中； （2）閉合開關前，檢查電路中各元件的連接是否正確，并將滑動變阻器短片移到阻值最大處； （3）確定電路連接無誤后，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片，是一點半示數為3V，再讀出電流表的示數并填入表中； （4）斷開開關，將阻值為5Ω的定值電阻更換為10Ω、15Ω的定值電阻，調節滑動變阻器的滑片，是電壓表示數保持在3V不變，分別讀出對應電流表的讀數并填入表中； 電壓U/V3V電阻R/Ω51015電流I/A0.60.30.2
（5）在坐標系中，根據各電流值和對應的電阻值描點，并用平滑的曲線連接各點，畫出I-R關系圖像，如圖所示。
分析論證 分析數據和I-R關系圖像可以看出：電壓一定時，通過電阻的電流與其阻值有關，電阻變為原來的n倍，電流就變為原來的1/n，電流與電阻的乘積為一定值。
實驗結論 在電壓一定的情況下，通過導體的電流與導體的電阻成反比，即U不變時，I1R1=I2R2。
（2023 煙臺）在“探究電流與電壓、電阻的關系”實驗中：
（1）設計實驗時，小明制定了探究的總體思路：保持電阻不變，探究電流與電壓的關系；保持電壓不變，探究電流與電阻的關系。物理上把這種科學探究的方法叫做 。
（2）在“探究電流與電壓的關系”的過程中，小明連接了如圖甲所示的實物電路。閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應滑到 （選填“A”或“B”）端。閉合開關后，調節滑動變阻器滑片P至適當位置，此時電流表示數如圖乙所示，則電流表示數為 A。
（3）在“探究電流與電阻的關系”的過程中，小明將5Ω的電阻換成10Ω的電阻后，閉合開關，直接讀出電流值，這種做法是否正確？ ；理由是什么？ 。
（4）小明根據實驗數據繪制了I﹣U和I﹣R的圖象，如圖丙、丁所示。由圖象可以得到的實驗結論是：在電阻一定的情況下，通過導體的電流跟這段導體兩端的電壓成 ；在電壓一定的情況下，通過導體的電流跟導體的電阻成 。
（2023 廣元）同學們“探究電流與電阻的關系”時，實驗室提供的器材有：電壓恒為6V的電源一個，定值電阻5個（阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω），規格為“40Ω 1A”的滑動變阻器一個，電流表、電壓表、開關各一個，導線若干。
（1）同學們設計并連接了如圖甲所示的實驗電路，想用電壓表的3V量程測量定值電阻R兩端的電壓，請你用筆畫線代替導線，幫助他們把電壓表正確連接在電路中（導線不能交叉）。
（2）他們先將R＝5Ω的電阻接在圖甲中a、b間，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示數為U0；保持滑片不動，用10Ω的電阻替換a、b間的電阻后，需將滑動變阻器的滑片P向 （選填“左”或“右”）端移動，才能保持a、b間的電壓U0不變；再依次更換a、b間電阻為15Ω、20Ω繼續實驗。他們根據測量數據作出了電流表示數I與a、b間電阻R阻值的關系圖像，如圖乙所示。由乙圖可知：a、b間電壓U0的值為 V；a、b間電壓一定時，通過a、b間導體的電流與導體的電阻成 比。
（3）當他們用25Ω的電阻替換20Ω的電阻后，發現電壓表示數始終不能調為U0，為繼續完成此次探究，同學們一起設計了如下方案，下列方案不正確的一項是 。
A.將滑動變阻器更換為“50Ω 1A”的滑動變阻器，其余不變
B.將電壓為6V的電源更換為電壓為5.2V的電源，其余不變
C.只調節滑動變阻器，使U0為2.3V
（2023 黑龍江）在探究“電流與電阻關系”實驗時，老師給小明提供了如下器材：電源（電壓恒定為4.5V），電流表，電壓表，開關各一個，滑動變阻器甲“10Ω，2A”和滑動變阻器乙“20Ω，1A”各一個，定值電阻5Ω、10Ω、15Ω各一個，導線若干。
（1）注意在連接電路時，開關必須處于 狀態；
（2）用筆畫線代替導線，將圖甲的實驗電路連接完整（要求：滑動變阻器滑片P向左滑動時電流表示數變大，導線不允許交叉）；
（3）正確連接電路后閉合開關，發現電流表有示數，無論怎樣移動滑片P，電壓表都無示數，則故障可能是 （答出一種情況即可）；
（4）排除故障后，小明把5Ω的電阻接入電路中，移動滑片P到適當位置，讀出電流表示數如圖乙所示，正確記錄后，小明又改用10Ω電阻繼續實驗，閉合開關后，小明應將滑片P向 （選填“左”或者“右”）移動至電壓表示數為 V；
（5）小明在實驗中所選用的滑動變阻器應該是 （選填“甲”或“乙”）；
（6）利用老師給的器材，還能完成的電學實驗有： （寫出一個即可）。
（2023 益陽）小明同學想探究“通過燈泡的電流與燈泡兩端電壓的關系”，設計了如圖甲所示的電路圖。
（1）請用筆畫線代替導線，按照圖甲所示的電路圖，在圖乙中將實物電路連接完整（要求連線不得交叉；滑動變阻器的滑片向左移動，小燈泡變亮）。
（2）小明同學正確連接電路后，閉合開關，發現小燈泡不發光，電流表無示數，但電壓表示數較大。接下來正確的操作是 。
A.檢查電路是否短路
B.更換電流表
C.檢查小燈泡是否接觸良好或損壞
D.移動滑動變阻器滑片，觀察小燈泡是否發光
（3）排除電路故障后，下表是按正確的操作測得的數據，其中第一次測得的電流如圖丙所示，則電流表示數為 A。從表中數據可看出，通過燈泡的電流與燈泡兩端的電壓不成正比，其原因是 。
實驗次數 1 2 3
電壓U/V 2.0 3.0 3.8
電流I/A 0.38 0.40
（2023 威海）在探究“電流與電阻的關系”實驗中，電源電壓恒為9V，滑動變阻器規格為“50Ω 2A”。
（1）根據圖甲所示的電路圖，請用筆畫線代替導線，將圖乙所示的實物圖連接完整（導線不允許交叉）。
（2）連接好電路，將滑動變阻器阻值調到最大，閉合開關，移動滑片，發現電流表無示數，電壓表示數始終接近電源電壓。導致這一現象的原因可能是 。
A.電流表損壞
B.滑動變阻器短路
C.定值電阻R接觸不良
D.定值電阻R短路
（3）排除故障繼續實驗，更換不同的定值電阻后，都需要調節滑動變阻器，其目的是 ，實驗數據如表所示，其中第6次實驗中電流表示數如圖丙所示，其讀數為 A。
實驗次數 1 2 3 4 5 6 …
電阻R/Ω 5 7.5 12 15 20 25 …
電流I/A 1.2 0.8 0.48 0.4 0.32 …
（4）在如圖丁所示坐標系中已經描出所有實驗數據對應的點，請繪出圖象，分析并得出結論： 。
（5）實驗完成后，在評估“將5Ω電阻更換成7.5Ω電阻繼續實驗”這一環節中，甲小組認為，更換成7.5Ω電阻后需要將滑動變阻器阻值調到最大，才能閉合開關進行實驗；而乙小組認為，更換成7.5Ω電阻后不需要將滑動變阻器阻值調到最大，可直接閉合開關進行實驗。你認為哪個小組的觀點正確并寫出理由： 。
（2023 武漢模擬）在“探究電流與電阻的關系”實驗中，某實驗小組設計了如圖甲所示電路。其中電源電壓為6V，定值電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω，滑動變阻器規格為“20Ω 1A”。
（1）小明利用甲電路圖連接實物電路進行實驗，請幫小明將乙圖連接完整。
（2）小明檢查電路連接無誤后閉合開關，移動滑片，使電壓表的示數等于2V，讀出此時電流表的示數為0.4A，然后小明斷開開關，取下5Ω電阻，換上10Ω電阻，閉合開關，并 ，使10Ω電阻兩端電壓為 ，讀出此時電流，填入表格。
（3）實驗小組用10Ω電阻做完實驗后，又換用15Ω的電阻，同學們發現無論怎樣調節滑動變阻器，都無法使電壓表示數達到剛才的示數，他想到可以利用在電路中再串聯一個定值電阻的方法，若他想利用這個方法順利完成本次和余下實驗，則串聯的定值電阻阻值可選用范圍為 Ω。
（2023 咸寧模擬）小科同學為了探究“電流與電阻的關系”，設計了如圖甲的實驗電路，她在學校實驗室找來了如下一些實驗器材：電壓恒為3V的電源，電流表、電壓表各一只，一個開關，阻值分別為10Ω、20Ω、50Ω的定值電阻各一個，滑動變阻器上標有“20Ω 1A”字樣，導線若干。
（1）小科連接好電路，閉合開關后，移動滑動變阻器滑片時，發現電流表指針正常偏轉，電壓表示數為零，則發生這種故障的原因可能是 。
（2）故障排除后，小科先把10Ω的電阻接入電路，移動滑動變阻器滑片，使電壓表示數為2V，讀出電流表示數后，斷開開關，他直接拆下10Ω的電阻，改換成阻值為20Ω的電阻繼續做實驗，閉合開關，電壓表示數如圖丙所示，其示數是 V，接下來他向右調節滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數為2V。
（3）當小科改用50Ω的電阻繼續實驗時，發現無論怎樣移動滑片，都無法使電壓表示數達到實驗要求的值，你認為造成該現象的原因可能是 。
A．電源電壓太小
B．電壓表量程太小
C．滑動變阻器阻值太小
D．滑動變阻器燒壞了
（4）小科解決了上述問題后，利用收集到的多組數據。作出了如圖丁所示的電流I隨電阻R變化的關系圖像，分析圖像得出的結論是 。
（2023 鄢陵縣二模）利用如圖甲所示的電路探究電流跟電壓的關系，電源電壓保持6V不變。
（1）圖甲中有一根導線接錯，在錯誤的導線上打“×”，畫出正確的導線。
（2）連接電路時，開關應處于 狀態；閉合開關前，滑動變阻器的滑片應置于最 （選填“左”或“右”）端，其目的是 。
（3）正確連接電路后，閉合開關，移動滑片，發現電壓表和電流表示數均為0，你認為原因可能是： （寫一條原因即可）。
（4）排除故障繼續實驗，記錄實驗數據如下表：
序號 1 2 3 4 5
電壓/V 1 2 3 4 5
電流/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
根據實驗數據，你是如何判斷通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比關系的，請你簡要寫出你的方法： ；
②根據表中的數據計算1﹣5次實驗過程中，滑動變阻器接入電路的阻
值范圍為 Ω。
（5）小林想探究電流和電阻的關系，連接了如圖乙的電路，R0為定值電阻，實驗中他多次更換不同阻值的定值電阻R，記錄電流表和定值電阻R的實驗數據。你認為小林 （選填“能”或“不能”）達到實驗目的，原因是： 。
（2023 石景山區二模）實驗桌上有學生電源、滑動變阻器R、電流表和電壓表各一塊、開關1個，阻值不等的定值電阻和導線若干。小明選用這些器材，探究“導體兩端電壓一定時，通過導體的電流與導體電阻的關系”。他的實驗步驟如下：
①將電壓表、電流表調零，斷開開關，按如圖所示的電路圖連接電路，將滑動變阻器的滑片P調至B端；
②閉合開關S，調節滑動變阻器滑片P使電壓表的示數U，同時讀出電流表的示數I，斷開開關S，并將定值電阻R0的阻值、電壓表、電流表示數記錄在實驗數據記錄表中；
③更換另一阻值的定值電阻R0，閉合開關S，讀出電流表的示數I，斷開開關S，并將實驗數據記錄在表格中；
④仿照步驟③，再進行4次實驗，并將實驗數據記錄在表格中。
請根據以上敘述回答下列問題：
（1）小明實驗過程中存在的主要問題是： 。
（2）針對小明實驗過程中存在的問題，寫出改進措施： 。
（3）畫出實驗數據記錄表格。
（2023 振興區校級模擬）在“探究電流與電阻的關系”實驗中，提供器材有：電源電壓為3V保持不變，三個定值電阻R1（5Ω）、R2（10Ω）、R3（15Ω），標有“30Ω 1A”的滑動變阻器R、電壓表（可用量程：0～3V、0～15V）、電流表（0～0.6A）、開關各1只，導線若干。
（1）選擇5Ω的定值電阻R1，正確連接電路進行實驗，閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片調至最 （選填“左”或“右”）端。閉合開關，移動滑片使電壓表的示數為U1，電流表的示數如圖乙所示，此時電路中的電流為 A；
（2）滑動變阻器滑片位置不變，將定值電阻R1換成定值電阻R2，繼續實驗，為使電壓表的示數保持U1不變，應向 （左/右）移動滑片。在此移動過程中，電阻R2與滑動變阻器R消耗的電功率之比將 （選填“變大”、“變小”或“不變”）；
（3）圖丙是根據測量的數據繪制的電流與電阻關系的圖像，可得出實驗結論為： ；
（4）以現有的器材完成整個實驗，定值電阻兩端的預設電壓可取的最小值為 V；
（5）此實驗進行多次測量是為了 （選填“減小誤差”或“尋找規律”）。
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實驗15 探究電流與電壓、電阻的關系
知識點一、探究電流與電壓的關系
提出問題 電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓存在什么關系
猜想與假設 由電壓可知，電壓時產生的電流的原因，同一個小燈泡，在以一節干電池供電時，小燈泡發光較暗，用兩節干電池供電時，小燈泡發光較亮，所以有兩種猜想：①導體兩端電壓越大，導體中電流越大；②通過導體的電流與導體兩端電壓成正比。
設計實驗 運用控制變量法，控制導體（電阻）的阻值不變，通過調節滑動變阻器改變電阻兩端電壓，觀察并記錄電流表的示數，分析電流隨電壓的變化規律。實驗電路如圖所示。
實驗器材 電壓表、電流表、滑動變阻器、10Ω的定值電阻、電源、開關、導線若干
進行實驗 （1）按照電路圖連接實物電路。 （2）閉合開關前檢查電路中各元件的連接是否正確，并將滑動變阻器的滑片移動定值最大處。 （3）電路連接無誤后閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示數分別為1V、2.0V、3.0V、4.0V、5.0V、6.0V，從電流表上讀出相應的電流值，并記錄在表中。 定值R/Ω10Ω電壓U/V1.02.03.04.05.06.0電流I/A0.10.20.30.40.50.6
（4）在坐標系中，根據各電流值與對應的電壓值描點，并用平滑曲線連接各點，畫出I-U關系圖像，如圖所示。
分析論證 分析實驗數據和I-U圖像可以看出：定值一定時，通過電阻的電流與其兩端電壓有關，電流隨電壓的最大而增大；電壓變為原來的幾倍，電流也變為原來的幾倍，電流與電壓的比值為一定值。
實驗結論 在電壓一定的情況下，通過導體的電流與導體兩端電壓成正比，即電阻R不變時，
2.注意事項
（1）連接電路時，開關應處于斷開狀態；
（2）為了使得出的結論更具有普遍性，可換用5Ω、15Ω的電阻重復上述實驗步驟；
（3）實驗中可以通過改變串聯的干電池的個數或調節學生電源的電壓，但實驗時常采用移動滑動變阻器的滑片P來達到改變電壓的目的；
（4）調節滑動變阻器時，要緩慢移動滑片，防止電壓表、電流表示數變化過快；
（5）移動滑動變阻器滑片過程中，眼睛要緊盯電壓表，當電壓表示數達到設定值時，停止移動滑片，記錄電流表的示數。
知識點二、探究電流與電阻的關系
提出問題 電壓一定時，導體中的電流與導體的電阻存在什么關系
猜想與假設 因為電阻表示導體對電流的阻礙作用的大小，所以電流與電阻的關系有兩種猜想：①導體電阻越大，通過的電流越小；②通過導體的電流與導體的電阻成反比。
設計實驗 （1）要研究電流與電阻的關系，需要改變接入電路的電阻的大小，在實驗時更換不同阻值的電阻接入電路即可； （2）在該實驗中，更換電阻后要控制電阻兩端電壓不變，我們可以在電路中串聯一個滑動變阻器，通過調節滑動變阻器使不同的電阻兩端電壓相等； （3）實驗電路圖如圖所示。
實驗器材 電壓表、電流表、滑動變阻器、電源、開關各一個，阻值為5Ω、10Ω、15Ω的定值電阻各一個，導線若干
進行實驗與收集證據 （1）按實驗電路圖連接實物電路，將5Ω電阻接入電路中； （2）閉合開關前，檢查電路中各元件的連接是否正確，并將滑動變阻器短片移到阻值最大處； （3）確定電路連接無誤后，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片，是一點半示數為3V，再讀出電流表的示數并填入表中； （4）斷開開關，將阻值為5Ω的定值電阻更換為10Ω、15Ω的定值電阻，調節滑動變阻器的滑片，是電壓表示數保持在3V不變，分別讀出對應電流表的讀數并填入表中； 電壓U/V3V電阻R/Ω51015電流I/A0.60.30.2
（5）在坐標系中，根據各電流值和對應的電阻值描點，并用平滑的曲線連接各點，畫出I-R關系圖像，如圖所示。
分析論證 分析數據和I-R關系圖像可以看出：電壓一定時，通過電阻的電流與其阻值有關，電阻變為原來的n倍，電流就變為原來的1/n，電流與電阻的乘積為一定值。
實驗結論 在電壓一定的情況下，通過導體的電流與導體的電阻成反比，即U不變時，I1R1=I2R2。
（2023 煙臺）在“探究電流與電壓、電阻的關系”實驗中：
（1）設計實驗時，小明制定了探究的總體思路：保持電阻不變，探究電流與電壓的關系；保持電壓不變，探究電流與電阻的關系。物理上把這種科學探究的方法叫做 。
（2）在“探究電流與電壓的關系”的過程中，小明連接了如圖甲所示的實物電路。閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應滑到 （選填“A”或“B”）端。閉合開關后，調節滑動變阻器滑片P至適當位置，此時電流表示數如圖乙所示，則電流表示數為 A。
（3）在“探究電流與電阻的關系”的過程中，小明將5Ω的電阻換成10Ω的電阻后，閉合開關，直接讀出電流值，這種做法是否正確？ ；理由是什么？ 。
（4）小明根據實驗數據繪制了I﹣U和I﹣R的圖象，如圖丙、丁所示。由圖象可以得到的實驗結論是：在電阻一定的情況下，通過導體的電流跟這段導體兩端的電壓成 ；在電壓一定的情況下，通過導體的電流跟導體的電阻成 。
【解答】解：（1）保持電阻不變，探究電流與電壓的關系；保持電壓不變，探究電流與電阻的關系；物理上把這種科學探究的方法叫做控制變量法；
（2）為了保護電路，閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應滑到阻值最大處，即A端；
閉合開關后，調節滑動變阻器滑片P至適當位置，此時電流表示數如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值0.02A，其示數為0.4A；
（3）小明將5Ω的電阻換成10Ω的電阻后，閉合開關，直接讀出電流值，這種做法不正確；實驗中，當把5Ω的電阻換成10Ω的電阻后，根據分壓原理，電阻兩端的電壓變大，研究電流與電阻關系時要控制電壓不變，故更換電阻后，應調節滑動變阻器滑片，保持定值電阻兩端電壓不變，然后讀出電流值；
（4）由圖丙可知，圖線為一條過原點的斜線，故可以得到的實驗結論是：在電阻一定的情況下，通過導體的電流跟這段導體兩端的電壓成正比；
由圖丁可知，電流與電阻的乘積UV＝IR＝0.4A×5Ω＝……＝0.1A×20Ω＝2V，為一定值，故可以得到的實驗結論是：在電壓一定的情況下，通過導體的電流跟導體的電阻成反比。
故答案為：（1）控制變量法；（2）A；0.4；（3）不正確；沒有控制定值電阻兩端的電壓不變；（4）正比；反比。
（2023 廣元）同學們“探究電流與電阻的關系”時，實驗室提供的器材有：電壓恒為6V的電源一個，定值電阻5個（阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω），規格為“40Ω 1A”的滑動變阻器一個，電流表、電壓表、開關各一個，導線若干。
（1）同學們設計并連接了如圖甲所示的實驗電路，想用電壓表的3V量程測量定值電阻R兩端的電壓，請你用筆畫線代替導線，幫助他們把電壓表正確連接在電路中（導線不能交叉）。
（2）他們先將R＝5Ω的電阻接在圖甲中a、b間，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示數為U0；保持滑片不動，用10Ω的電阻替換a、b間的電阻后，需將滑動變阻器的滑片P向 （選填“左”或“右”）端移動，才能保持a、b間的電壓U0不變；再依次更換a、b間電阻為15Ω、20Ω繼續實驗。他們根據測量數據作出了電流表示數I與a、b間電阻R阻值的關系圖像，如圖乙所示。由乙圖可知：a、b間電壓U0的值為 V；a、b間電壓一定時，通過a、b間導體的電流與導體的電阻成 比。
（3）當他們用25Ω的電阻替換20Ω的電阻后，發現電壓表示數始終不能調為U0，為繼續完成此次探究，同學們一起設計了如下方案，下列方案不正確的一項是 。
A.將滑動變阻器更換為“50Ω 1A”的滑動變阻器，其余不變
B.將電壓為6V的電源更換為電壓為5.2V的電源，其余不變
C.只調節滑動變阻器，使U0為2.3V
【解答】解：（1）電壓表與定值電阻并聯接入電路，注意接線柱正進負出，由圖乙可知控制電壓為2V，正接線柱選擇“3“接線柱，如下圖所示：
（2）實驗中，用10Ω的電阻替換5Ω，根據分壓原理，電阻兩端的電壓變大，即電壓表示數變大；研究電流與電阻關系時要控制電壓不變，根據串聯電路電壓的規律，要增大變阻器兩端的電壓，由分壓原理，要增大變阻器電阻阻值，故應向右移動滑片才能達到實驗要求；
根據圖乙所示的圖象可知，a、b兩端的電壓為：U＝IR＝0.4A×5Ω＝﹣﹣﹣＝0.1A×20Ω＝2V，為一定值，
故可得出：當電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比；
（3）A、由圖可知，電源電壓為6V，定值電阻兩端電壓為2V，滑動變阻器兩端電壓為4V，根據串聯分壓原理得R定：R變＝UV：U變＝2V：4V＝1：2，滑動變阻器的阻值是定值電阻的2倍，當他們用25Ω的電阻替換20Ω的電阻后，則解得R變＝50Ω，如果只更換滑動變阻器，則更換的滑動變阻器最大阻值至少為50Ω，因此該方法可行，故A不符合題意；
B、如果重新開始實驗，只更換電源，將電壓為6V的電源更換為電壓為5.2V的電源，定值電阻兩端電壓保持不變為2V，滑動變阻器兩端電壓為3.2V，根據串聯分壓原理得R定：R變＝UV：U變＝2V：3.2V＝1：1.6，滑動變阻器的阻值是定值電阻的1.6倍，當他們用25Ω的電阻替換20Ω的電阻后，則解得R變＝40Ω，因此該方法可行，故B不符合題意；
C、如果重新開始實驗，只改變控制電壓U0，使U0為2.3V，電源電壓為6V，定值電阻兩端電壓為2.3V，滑動變阻器兩端電壓為3.7V，根據串聯分壓原理得R定：R變＝UV：U變＝2.3V：3.7V＝23：37，滑動變阻器的阻值是定值電阻的倍，當他們用25Ω的電阻替換20Ω的電阻后，則解得R變＝25Ω40.2Ω，因此該方法不可行，故C不正確，符合題意。
故答案為：（1）如上圖所示；（2）右；2；反；（3）C。
（2023 黑龍江）在探究“電流與電阻關系”實驗時，老師給小明提供了如下器材：電源（電壓恒定為4.5V），電流表，電壓表，開關各一個，滑動變阻器甲“10Ω，2A”和滑動變阻器乙“20Ω，1A”各一個，定值電阻5Ω、10Ω、15Ω各一個，導線若干。
（1）注意在連接電路時，開關必須處于 狀態；
（2）用筆畫線代替導線，將圖甲的實驗電路連接完整（要求：滑動變阻器滑片P向左滑動時電流表示數變大，導線不允許交叉）；
（3）正確連接電路后閉合開關，發現電流表有示數，無論怎樣移動滑片P，電壓表都無示數，則故障可能是 （答出一種情況即可）；
（4）排除故障后，小明把5Ω的電阻接入電路中，移動滑片P到適當位置，讀出電流表示數如圖乙所示，正確記錄后，小明又改用10Ω電阻繼續實驗，閉合開關后，小明應將滑片P向 （選填“左”或者“右”）移動至電壓表示數為 V；
（5）小明在實驗中所選用的滑動變阻器應該是 （選填“甲”或“乙”）；
（6）利用老師給的器材，還能完成的電學實驗有： （寫出一個即可）。
【解答】解：（1）為保護電路，在連接電路時，開關必須處于斷開狀態；
（2）滑動變阻器滑片P向左滑動時電流表示數變大，說明滑動變阻器阻值變小，故滑動變阻器選用左下接線柱與電阻R串聯在電路中，如下圖所示：
；
（3）正確連接電路后閉合開關，發現電流表有示數，說明電路是通路；無論怎樣移動滑片P，電壓表都無示數，說明電壓表并聯的電路短路或電壓表短路或電壓表斷路，即故障可能是電阻R短路（或電壓表短路或電壓表斷路）；
（4）排除故障后，小明把5Ω的電阻接入電路中，移動滑片P到適當位置，讀出電流表示數如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值0.02A，其示數為0.5A，則定值電阻兩端電壓為UV＝I1R1＝0.5A×5Ω＝2.5V；
實驗中，當把5Ω的電阻換成10Ω的電阻后，根據分壓原理，電阻兩端的電壓變大，研究電流與電阻關系時要控制電壓不變，根據串聯電路電壓的規律，要增大滑動變阻器兩端的電壓，由分壓原理，要增大滑動變阻器電阻阻值，故應把滑動變阻器滑片向右移動至電壓表示數為2.5V；
（5）實驗中使用的定值電阻阻值最大為15Ω，定值電阻兩端的電壓始終保持UV＝2.5V，根據串聯電路電壓的規律，滑動變阻器分得的電壓：U滑＝U﹣UV＝4.5V﹣2.5V＝2V，滑動變阻器分得的電壓為電壓表示數的0.8倍，根據分壓原理，當接入15Ω電阻時，滑動變阻器連入電路中的電阻為：R滑＝0.8×15Ω＝12Ω，即所選擇的滑動變阻器的最大阻值不能小于12Ω，故選乙；
（6）根據R知此實驗還可以測量電阻的阻值。
故答案為：（1）斷開；（2）見解答圖；（3）電阻R短路（或電壓表短路或電壓表斷路）；（4）右；2.5；（5）乙；（6）測量電阻的阻值。
（2023 益陽）小明同學想探究“通過燈泡的電流與燈泡兩端電壓的關系”，設計了如圖甲所示的電路圖。
（1）請用筆畫線代替導線，按照圖甲所示的電路圖，在圖乙中將實物電路連接完整（要求連線不得交叉；滑動變阻器的滑片向左移動，小燈泡變亮）。
（2）小明同學正確連接電路后，閉合開關，發現小燈泡不發光，電流表無示數，但電壓表示數較大。接下來正確的操作是 。
A.檢查電路是否短路
B.更換電流表
C.檢查小燈泡是否接觸良好或損壞
D.移動滑動變阻器滑片，觀察小燈泡是否發光
（3）排除電路故障后，下表是按正確的操作測得的數據，其中第一次測得的電流如圖丙所示，則電流表示數為 A。從表中數據可看出，通過燈泡的電流與燈泡兩端的電壓不成正比，其原因是 。
實驗次數 1 2 3
電壓U/V 2.0 3.0 3.8
電流I/A 0.38 0.40
【解答】解：（1）電流表、燈泡、滑動變阻器、開關串聯接入電路；滑動變阻器“一上一下”接線柱接入電路；如下圖所示：
（2）小明同學正確連接電路后，閉合開關，發現小燈泡不發光，電流表無示數，但電壓表示數較大，說明與電壓表并聯的小燈泡斷路，接下來應檢查小燈泡是否接觸良好或損壞，故選C；
（3）由圖可知，電流表所選量程為0～0.6A，分度值是0.02A，根據指針位置可知，其示數是0.32A；
由表格中的數據和公式R可知：隨燈泡電壓與電流增大，燈泡實際功率增大，燈絲溫度升高，燈泡電阻變大，燈泡的電流跟燈泡兩端電壓的不成正比，其原因是燈絲的電阻隨著溫度的升高而增大。
故答案為：（1）如上圖所示；（2）C；（3）0.32；燈絲的電阻隨著溫度的升高而增大。
（2023 威海）在探究“電流與電阻的關系”實驗中，電源電壓恒為9V，滑動變阻器規格為“50Ω 2A”。
（1）根據圖甲所示的電路圖，請用筆畫線代替導線，將圖乙所示的實物圖連接完整（導線不允許交叉）。
（2）連接好電路，將滑動變阻器阻值調到最大，閉合開關，移動滑片，發現電流表無示數，電壓表示數始終接近電源電壓。導致這一現象的原因可能是 。
A.電流表損壞
B.滑動變阻器短路
C.定值電阻R接觸不良
D.定值電阻R短路
（3）排除故障繼續實驗，更換不同的定值電阻后，都需要調節滑動變阻器，其目的是 ，實驗數據如表所示，其中第6次實驗中電流表示數如圖丙所示，其讀數為 A。
實驗次數 1 2 3 4 5 6 …
電阻R/Ω 5 7.5 12 15 20 25 …
電流I/A 1.2 0.8 0.48 0.4 0.32 …
（4）在如圖丁所示坐標系中已經描出所有實驗數據對應的點，請繪出圖象，分析并得出結論： 。
（5）實驗完成后，在評估“將5Ω電阻更換成7.5Ω電阻繼續實驗”這一環節中，甲小組認為，更換成7.5Ω電阻后需要將滑動變阻器阻值調到最大，才能閉合開關進行實驗；而乙小組認為，更換成7.5Ω電阻后不需要將滑動變阻器阻值調到最大，可直接閉合開關進行實驗。你認為哪個小組的觀點正確并寫出理由： 。
【解答】解：（1）由圖甲可知滑片左移滑動變阻器接入電路的電阻變大，所以導線連接滑動變阻器的右下接線柱，如圖：
；
（2）閉合開關，移動滑片，發現電流表無示數，說明電路斷路，電壓表示數始終接近電源電壓，說明電壓表串聯接入電路，即與電壓表并聯的電阻電阻斷路，故選C；
（3）探究“電流與電阻的關系”實驗需保持定值電阻兩端的電壓不變；
電流表接入電路的是小量程，分度值為0.02A，示數為0.24A；
（4）用平滑曲線連接，如圖：
，
分析圖象可得電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比；
（5）甲組，閉合開關前滑動變阻器的阻值需調到阻值最大處。
故答案為：（1）如圖；（2）C；（3）保持定值電阻兩端電壓不變；0.24；（4）如圖；電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比；（5）甲組，閉合開關前滑動變阻器的阻值需調到阻值最大處。
（2023 武漢模擬）在“探究電流與電阻的關系”實驗中，某實驗小組設計了如圖甲所示電路。其中電源電壓為6V，定值電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω，滑動變阻器規格為“20Ω 1A”。
（1）小明利用甲電路圖連接實物電路進行實驗，請幫小明將乙圖連接完整。
（2）小明檢查電路連接無誤后閉合開關，移動滑片，使電壓表的示數等于2V，讀出此時電流表的示數為0.4A，然后小明斷開開關，取下5Ω電阻，換上10Ω電阻，閉合開關，并 ，使10Ω電阻兩端電壓為 ，讀出此時電流，填入表格。
（3）實驗小組用10Ω電阻做完實驗后，又換用15Ω的電阻，同學們發現無論怎樣調節滑動變阻器，都無法使電壓表示數達到剛才的示數，他想到可以利用在電路中再串聯一個定值電阻的方法，若他想利用這個方法順利完成本次和余下實驗，則串聯的定值電阻阻值可選用范圍為 Ω。
【解答】解：（1）按照圖甲的電路圖，將圖乙中還未連入的電壓表和滑動變阻器接入電路，電壓表應并聯到定值電阻兩端，且保證電流從正接線柱流入，從負接線柱流出，滑動變阻器按照“一上一下”連入電路，且保證左側電阻接入電路，
如圖所示：
；
（2）換用10Ω的電阻替代5Ω的電阻，定值電阻變大，根據分壓原理，電壓表示數變大，因研究電流與電阻的關系時，要控制定值電阻的電壓不變，應減小定值電阻的電壓，根據串聯電路電壓的規律，應增大變阻器分得的電壓，由分壓強原理，就要增大變阻器連入電路中的電阻大小，即向右移動變阻器的滑片，使10Ω電阻兩端電壓為大小等于原來的電壓即2V，讀出此時電流，填入表格；
（3）在“探究電流與電阻的關系”實驗中，需要控制定值電阻兩端的電壓不變，即定值電阻兩端的電壓需控制在2V不變，則變阻器兩端的電壓U滑＝U﹣U定＝6V﹣2V＝4V，
他想利用這個方法順利完成本次實驗（所用定值電阻的阻值為15Ω），根據串聯分壓規律可得，此時變阻器接入電路的電阻應為：
R滑R定15Ω＝30Ω＞20Ω，
則新串聯定值電阻的最小阻值為30Ω﹣20Ω＝10Ω，而新串聯定值電阻的最大阻值為30Ω（此時原來變阻器接入電路的阻值為0），所以，這種情況下新串聯定值電阻的取值范圍為10～30Ω；
要完成余下實驗（所用定值電阻的阻值為20Ω），根據串聯分壓規律可得，此時變阻器接入電路的電阻應為：
R滑′R定′20Ω＝40Ω＞20Ω，
則新串聯定值電阻的最小阻值為40Ω﹣20Ω＝20Ω，而新串聯定值電阻的最大阻值為40Ω（此時原來變阻器接入電路的阻值為0），所以，這種情況下新串聯定值電阻的取值范圍為20～40Ω；
根據不等式的知識可知，要用這個方法順利完成本次和余下實驗，則串聯的定值電阻阻值可選用范圍應為20～30Ω。
故答案為：（1）見上圖；（2）向右移動變阻器的滑片；2V；（3）20～30。
（2023 咸寧模擬）小科同學為了探究“電流與電阻的關系”，設計了如圖甲的實驗電路，她在學校實驗室找來了如下一些實驗器材：電壓恒為3V的電源，電流表、電壓表各一只，一個開關，阻值分別為10Ω、20Ω、50Ω的定值電阻各一個，滑動變阻器上標有“20Ω 1A”字樣，導線若干。
（1）小科連接好電路，閉合開關后，移動滑動變阻器滑片時，發現電流表指針正常偏轉，電壓表示數為零，則發生這種故障的原因可能是 。
（2）故障排除后，小科先把10Ω的電阻接入電路，移動滑動變阻器滑片，使電壓表示數為2V，讀出電流表示數后，斷開開關，他直接拆下10Ω的電阻，改換成阻值為20Ω的電阻繼續做實驗，閉合開關，電壓表示數如圖丙所示，其示數是 V，接下來他向右調節滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數為2V。
（3）當小科改用50Ω的電阻繼續實驗時，發現無論怎樣移動滑片，都無法使電壓表示數達到實驗要求的值，你認為造成該現象的原因可能是 。
A．電源電壓太小
B．電壓表量程太小
C．滑動變阻器阻值太小
D．滑動變阻器燒壞了
（4）小科解決了上述問題后，利用收集到的多組數據。作出了如圖丁所示的電流I隨電阻R變化的關系圖像，分析圖像得出的結論是 。
【解答】解：（1）電流表指針正常偏轉，說明電路為通路，電壓表示數為零，可能是與電壓表并聯的定值電阻R短路。
（2）因為電源電壓為3V，故電壓表的量程為0～3V，故圖丙中電壓表的分度值為0.1V，示數為2.4V。
（3）AB、電阻兩端的電壓始終保持UV＝2V＜3V，當接入50Ω電阻時且變阻器接入最大阻值時，電源電壓為最大，由分壓原理可得：，所以電源電壓最大值：UEUR2V＝2.8V＜3V，故AB不符合題意；
CD、根據串聯電路電壓的規律，變阻器分得的電壓：U滑＝U﹣UV＝3V﹣2V＝1V，滑動變阻器分得的電壓為電壓表示數的0.5倍，根據分壓原理，當接入50Ω電阻時，滑動變阻器連入電路中的電阻為：R滑＝0.5×50Ω＝25Ω＞20Ω，故C符合題意、D不符合題意；
故選：C。
（4）由圖像可知，導體的電阻增大，通過導體的電流減小，通過導體的電流與導體的電阻的乘積保持不變，故可得出結論：導體兩端電壓一定時，通過導體的電流與電阻成反比。
故答案為：（1）R短路；（2）2.4；（3）C；（4）導體兩端電壓一定時，通過導體的電流與電阻成反比。
（2023 鄢陵縣二模）利用如圖甲所示的電路探究電流跟電壓的關系，電源電壓保持6V不變。
（1）圖甲中有一根導線接錯，在錯誤的導線上打“×”，畫出正確的導線。
（2）連接電路時，開關應處于 狀態；閉合開關前，滑動變阻器的滑片應置于最 （選填“左”或“右”）端，其目的是 。
（3）正確連接電路后，閉合開關，移動滑片，發現電壓表和電流表示數均為0，你認為原因可能是： （寫一條原因即可）。
（4）排除故障繼續實驗，記錄實驗數據如下表：
序號 1 2 3 4 5
電壓/V 1 2 3 4 5
電流/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
根據實驗數據，你是如何判斷通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比關系的，請你簡要寫出你的方法： ；
②根據表中的數據計算1﹣5次實驗過程中，滑動變阻器接入電路的阻
值范圍為 Ω。
（5）小林想探究電流和電阻的關系，連接了如圖乙的電路，R0為定值電阻，實驗中他多次更換不同阻值的定值電阻R，記錄電流表和定值電阻R的實驗數據。你認為小林 （選填“能”或“不能”）達到實驗目的，原因是： 。
【解答】解：（1）在“探究電流跟電壓的關系”的實驗中，定值電阻、滑動變阻器和電流表串聯接入電路，電壓表并聯在定值電阻兩端，而圖甲中電流表和電壓表串聯后與定值電阻并聯，這是錯誤的，據此分析改接電路，如圖所示：
；
（2）為了保護電路，在連接電路時，開關應斷開，且在閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片置于阻值最大端，由圖甲可知滑片位于最右端；
（3）連接電路后，閉合開關，移動滑片，發現電流表示數為0，說明電路可能出現了斷路，且電壓表示數也為0，說明與電壓表并聯部分之外的電路發生了斷路，由此判斷可能的電路故障為滑動變阻器斷路（或開關斷路）；
（4）①根據實驗數據：R10Ω，可知電壓與電流的比值為一定值，即可判斷出通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比關系；
②當電路電流最小為0.1A時，根據歐姆定律R計算出電路的最大總電阻R總最大，
當電路電流最小為0.5A時，根據歐姆定律R計算出電路的最小總電阻R總最小，
由①分析可知定值電阻大小為10Ω，
再根據串聯電路電阻的規律可得滑動變阻器接入電路的最大阻值為：R滑最大＝R總最大﹣R＝60Ω﹣10Ω＝50Ω，
滑動變阻器接入電路的最小阻值為：R滑最小＝R總最小﹣R＝12Ω﹣10Ω＝2Ω，
由此可知滑動變阻器接入電路的阻值范圍為：2Ω≤R′≤50Ω；
（5）因為不同阻值的定值電阻R與定值電阻R0串聯，在電源電壓不變的情況下，根據串聯分壓原理可知當換用不同阻值的定值電阻R進行實驗時，定值電阻R兩端的分壓將不同，而在“探究電流和電阻的關系”的實驗中，要控制定值電阻兩端電壓不變，由此可知小林不能達到實驗目的。
故答案為：（1）見上圖；（2）斷開；右；保護電路；（3）滑動變阻器斷路（或開關斷路）；（4）①根據實驗數據：R10Ω，可知電壓與電流的比值為一定值，即可判斷出通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比關系；②2Ω≤R′≤50；（5）不能控制定值電阻R兩端電壓不變。
（2023 石景山區二模）實驗桌上有學生電源、滑動變阻器R、電流表和電壓表各一塊、開關1個，阻值不等的定值電阻和導線若干。小明選用這些器材，探究“導體兩端電壓一定時，通過導體的電流與導體電阻的關系”。他的實驗步驟如下：
①將電壓表、電流表調零，斷開開關，按如圖所示的電路圖連接電路，將滑動變阻器的滑片P調至B端；
②閉合開關S，調節滑動變阻器滑片P使電壓表的示數U，同時讀出電流表的示數I，斷開開關S，并將定值電阻R0的阻值、電壓表、電流表示數記錄在實驗數據記錄表中；
③更換另一阻值的定值電阻R0，閉合開關S，讀出電流表的示數I，斷開開關S，并將實驗數據記錄在表格中；
④仿照步驟③，再進行4次實驗，并將實驗數據記錄在表格中。
請根據以上敘述回答下列問題：
（1）小明實驗過程中存在的主要問題是： 。
（2）針對小明實驗過程中存在的問題，寫出改進措施： 。
（3）畫出實驗數據記錄表格。
【解答】解：（1）（2）探究“導體兩端電壓一定時，通過導體的電流與導體電阻的關系”的實驗需控制電阻兩端的電壓一定，所以更換定值電阻后，閉合開關S，需調節滑動變阻器滑片P使電壓表的示數U保持不變；
（3）實驗中需記錄不同電阻的阻值和通過電路的電流，表格如下：
實驗次數 1 2 3 4 5 6
電流I/A
電阻R/Ω
故答案為：（1）沒有控制電阻兩端的電壓一定；（2）更換定值電阻后，閉合開關S，調節滑動變阻器滑片P使電壓表的示數U保持不變；（3）見上表。
（2023 振興區校級模擬）在“探究電流與電阻的關系”實驗中，提供器材有：電源電壓為3V保持不變，三個定值電阻R1（5Ω）、R2（10Ω）、R3（15Ω），標有“30Ω 1A”的滑動變阻器R、電壓表（可用量程：0～3V、0～15V）、電流表（0～0.6A）、開關各1只，導線若干。
（1）選擇5Ω的定值電阻R1，正確連接電路進行實驗，閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片調至最 （選填“左”或“右”）端。閉合開關，移動滑片使電壓表的示數為U1，電流表的示數如圖乙所示，此時電路中的電流為 A；
（2）滑動變阻器滑片位置不變，將定值電阻R1換成定值電阻R2，繼續實驗，為使電壓表的示數保持U1不變，應向 （左/右）移動滑片。在此移動過程中，電阻R2與滑動變阻器R消耗的電功率之比將 （選填“變大”、“變小”或“不變”）；
（3）圖丙是根據測量的數據繪制的電流與電阻關系的圖像，可得出實驗結論為： ；
（4）以現有的器材完成整個實驗，定值電阻兩端的預設電壓可取的最小值為 V；
（5）此實驗進行多次測量是為了 （選填“減小誤差”或“尋找規律”）。
【解答】解：（1）為了保護電路閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片調至阻值最大處，即B端；
如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，電流為0.38A；
（2）研究電流與電阻的關系時，要控制電壓不變，當R0的阻值變大時，根據分壓原理，電壓表示數變大，要減小電壓表示數，根據串聯電路電壓的規律，要增大變阻器的電壓，由分壓原理，就要增大變阻器連入電路中的電阻大小，即向右端移動；
根據P＝UI，電流相等，R2的電壓變小，R的電壓變大，故電阻R2與滑動變阻器R消耗的電功率之比變小；
（3）圖丙是根據測量的數據繪制的電流與電阻關系的圖像，可得出實驗結論為：當電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比；
（4）由串聯電路的規律及分壓原理有：①，
等式左邊為一定值，故右邊也為一定值，當變阻器的最大電阻連入電路時，對應的定值電阻最大，這時控制的電壓表示數最小，
故有：，
解得：UV＝1V，
電壓預設的最小值為UV＝1V。
（5）此實驗進行多次測量是為了尋找規律。
故答案為：（1）右；0.38；（2）右；變小；（3）當電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比；（4）1；（5）尋找規律。
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