資源簡介 第十七章 歐姆定律第1節 電流與電壓和電阻的關系1.通過實驗探究電流跟電壓、電阻的關系,讓學生經歷科學探究的全過程。2.進一步熟悉探究實驗中的控制變量法。3.會觀察收集思路點撥試驗中的數據并嘗試采用圖像法思路點撥實驗數據。4.能說出電流與電壓、電阻間的正比、反比關系。一、電流與電壓的關系:1.實驗器材:電壓表、電流表、定值電阻1個(如10Ω)、開關、導線若干、2節干電池(或學生電源)、滑動變阻器“20Ω 1A”;2.測量器材:電壓表、電流表;①電壓表:測電阻兩端的電壓;②電流表:測通過電阻的電流;3.實驗電路:如右圖;4.實驗方法: 控制變量法 (控制電阻不變);5.設計和進行實驗:①檢查器材,觀察電壓表、電流表指針是否指向零;②根據實驗器材設計電路圖并正確連接電路圖;③檢查電路,調節滑動變阻器使其阻值最大;④閉合開關,調節滑動變阻器滑片P至某一位置,記錄此時電壓表、電流表示數;⑤繼續調節滑動變阻器滑片P至另一位置,記錄此時電壓表、電流表示數;⑥重復上述調節滑動變阻器滑片P的位置,記錄總共四組電壓表、電流表示數。6.實驗記錄:(例)①電壓表接入電路的量程 0~3V ,電流表接入電路的量程 0~0.6A ;②數據記錄(電阻= 10 Ω,控制不變)試驗次數 電壓U/V 電流I/A12347.制圖--繪制I-U坐標圖:①描點:將記錄的數據分別在I-U坐標里描出對應的坐標點;②連線:用曲線將描出的坐標點連接;③思路點撥圖像:根據曲線特征,思路點撥電流與電壓的函數關系;8.實驗結論: 在電阻一定的情況下,導體中的電流跟這段導體兩端的電壓成正比 。①當電阻不變時,電阻兩端的電壓越大,流過電阻的電流越大;②不同電阻的I-U圖中,電阻越大,直線越斜(電阻越大、直線斜率越大);9.滑動變阻器的作用:①保護電路;②改變定值電阻兩端的電阻(改變電路中的電流)。二、電流與電阻的關系:1.實驗器材:電壓表、電流表、定值電阻四個(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、開關、導線若干、2節干電池(或學生電源)、滑動變阻器“20Ω 1A”;2.測量器材:電壓表、電流表;①電壓表:測電阻兩端的電壓;②電流表:測通過電阻的電流;3.實驗電路:如右圖;4.實驗方法: 控制變量法 (控制電阻不變);5.設計和進行實驗:①檢查器材,觀察電壓表、電流表指針是否指向零;②根據實驗器材設計電路圖并正確連接電路圖;③檢查電路,調節滑動變阻器使其阻值最大;④閉合開關,調節滑動變阻器,使電壓表示數達到某一數值(比如2.5V),記錄此時電壓、電流和電阻值。⑤換接第二個電阻(記錄電阻阻值),調節滑動變阻器,使電壓表示數達到與第一次的示數相同,記錄電流值;⑥依次接入第三、第四個電阻,調節滑動變阻器,使電壓表示數達到與第一次的示數相同,記錄電流值。6.實驗記錄:(例)①電壓表接入電路的量程 0~3V ,電流表接入電路的量程 0~0.6A ;②數據記錄(電壓= 2 V,控制不變)試驗次數 電阻R/Ω 電流I/A12347.制圖--繪制I-U坐標圖:①描點:將記錄的數據分別在I-R坐標里描出對應的坐標點;②連線:用曲線將描出的坐標點連接;③思路點撥圖像:根據曲線特征,思路點撥電流與電壓的函數關系;8.實驗結論: 當電壓一定時,導體中的電流跟這段導體的電阻成反比 。①當電壓一定時,電阻越大,流過電阻的電流越小;②更換阻值大的定值電阻時,滑動變阻器的阻值也調大(換大調大);知識點一:探究電流與電壓關系【探究重點】1、實驗電路圖:2、控制不變的量:電阻。控制方法:使用同一個定值電阻進行實驗。3、改變的量:定值電阻兩端的電壓。改變方法:(1)改變電池節數;(2)調節滑動變阻器滑片。4、滑動變阻器在實驗中的作用:(1)保護電路;(2)改變定值電阻兩端的電壓。5、實驗結論:當電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比。6、電流與電壓之間的關系:當電阻一定時,導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比。不能說成電壓跟電流成正比,電流和電壓之間存在因果關系,電壓是原因,電流是結果,因果關系不能顛倒。【例題精講】(2023 哈爾濱)如圖所示,探究“電流跟電壓的關系”實驗中,下列說法不正確的是( )A.探究電流跟電壓的關系時,需要控制導體的電阻一定B.滑動變阻器可以起到改變定值電阻兩端電壓的作用C.實驗的結論是:電流跟電壓成反比D.多次實驗是為了得到電流跟電壓之間的定量關系【答案】C【思路點撥】(1)根據控制變量法知,在探究電流跟電壓的關系時,需要控制導體的電阻一定,通過滑動變阻器可以改變定值電阻兩端電壓和通過電阻的電流;(2)在電阻不變時,通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比;(3)多次實驗得到普遍規律。【解析】A、探究電流跟電壓的關系時,由控制變量法可知,需要控制導體的電阻一定,故A正確;B、滑動變阻器可以改變接入電路中的電阻,使得電路中電流發生改變,從而起到改變定值電阻兩端電壓的作用,故B正確;C、由歐姆定律可知,在電阻不變時,通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比,故C錯誤;D、多次實驗得到多組實驗數據,從而可以得到電流跟電壓之間的定量關系,故D正確。故選:C。【點評】解決此類控制變量法的問題,要結合研究對象逐個判斷各個實驗所用的研究方法,注意控制變量法是針對物理學中多因素變化的問題。【鞏固訓練】(2023 寧夏)在“探究電流與電壓的關系”實驗中,實驗小組用電壓表測得電源電壓為2.8V,并連接了如圖甲所示的部分電路:(1)觀察圖甲,請指出電路連接過程中的不妥之處: 。(2)改正后,請用筆畫線代替導線,在圖甲上完成剩余電路的連接(要求:向右移動滑動變阻器的滑片P,其阻值增大)。(3)閉合開關后,觀察到電壓表示數接近電源電壓,電流表無示數,出現該故障的原因是 。(4)排除故障后,開始測量并將實驗數據記錄在表中,當電壓表示數為2.0V時,電流表示數如圖乙所示,為 A。電壓U/V 1.0 1.5 2.0 2.5電流I/A 0.10 0.15 0.25(5)根據表中實驗數據,得出的實驗結論是: 。(6)若要繼續完成“探究電流與電阻的關系”的實驗,除了現有的實驗器材之外,還需增加 。【答案】(1)連接電路時未斷開開關;(2)見解析圖;(3)定值電阻斷路;(4)0.20;(5)在電阻一定的情況下,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比;(6)兩個阻值不同的定值電阻。【解析】(1)為了保護電路,連接電路時開關應該斷開;由圖甲可知,電路連接過程中的不妥之處:連接電路時未斷開開關;(2)向右移動滑動變阻器的滑片P,其阻值增大,故滑動變阻器選用左下接線柱與開關串聯在電路中,如下圖所示:;(3)閉合開關后,觀察到電流表無示數,說明電路可能斷路,電壓表示數接近電源電壓,說明電壓表與電源連通,則與電壓表并聯的電路以外的電路是完好的,則與電壓表并聯的電路斷路了,即出現該故障的原因是定值電阻斷路;(4)排除故障后,開始測量并將實驗數據記錄在表中,當電壓表示數為2.0V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0.20A;(5)由表中數據可知,當定值電阻兩端電壓增大為原來的幾倍,通過定值電阻的電流也增大為原來的幾倍,故可得出的實驗結論是:在電阻一定的情況下,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比;(6)在探究電流與電阻的關系的實驗中,應控制定值電阻兩端電壓不變,更換不同阻值的定值電阻,故除了現有的實驗器材之外,還需增加兩個阻值不同的定值電阻。知識點二:探究電流與電阻關系【探究重點】1、實驗電路圖:2、控制不變的量:電壓。控制方法:調節滑動變阻器滑片。3、改變的量:電阻。改變方法:更換定值電阻。4、滑動變阻器在實驗中的作用:(1)保護電路;(2)使定值電阻兩端的電壓保持不變。5、實驗結論:當電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比。6、電流與電阻的關系:當電壓一定時,導體的電流跟導體的電阻成反比。不能說成電阻跟電流成反比,導體的電阻是導體本身的一種性質,不隨導體中的電流的變化而變化。【例題精講】(2023 蘇州)用如圖電路探究電流與電阻的關系,所用器材:電源(6V),定值電阻R1(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各1個),規格為“15Ω 1A”的滑動變阻器R2,如表為實驗數據記錄表。關于該實驗,下列說法正確的是( )序號 電阻R1/Ω 電流I/A1 5 0.62 10 0.33 15 0.24 20 未測A.實驗過程中控制電壓表示數為2VB.將電阻R1由5Ω更換為10Ω時,應向左適當移動滑動變阻器滑片C.前3次實驗中,滑動變阻器的功率在第1次實驗中最小D.若使用現有器材完成第4次實驗,需要改變電路【答案】D【思路點撥】(1)根據表中數據結合U=IR求出定值電阻兩端電壓;(2)根據控制變量法,研究電流與電阻的關系時,需控制定值電阻兩端的電壓不變,當換上大電阻時,根據分壓原理確定電壓表示數的變化,由串聯電路電壓的規律結合分壓原理確定滑動變阻器滑片移動的方向;(3)研究電流與電阻的關系時,需控制定值電阻兩端的電壓不變,根據串聯電路電壓規律求出滑動變阻器兩端電壓,利用P=UI判斷前3次實驗中,滑動變阻器最小功率;(4)探究電流與電阻的關系,應保持電阻兩端的電壓不變;根據串聯電路電壓的規律求出滑動變阻器分得的電壓,根據分壓原理,求出當接入20Ω電阻時滑動變阻器連入電路中的電阻,然后進行思路點撥回答。【解析】A、由表中數據可知,實驗過程中控制電壓表示數為UV=IR=0.6A×5Ω=0.3A×10Ω=0.2A×15Ω=3V,故A錯誤;B、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,所以應向右適當移動滑動變阻器滑片,故B錯誤;C、研究電流與電阻的關系時,需控制定值電阻兩端的電壓不變,因電源電壓不變,根據串聯電路電壓規律可知,滑動變阻器兩端電壓也不變;前3次實驗中,第3次電流最小,由P=UI可知,滑動變阻器的功率在第3次實驗中最小,故C錯誤;D、實驗中使用的定值電阻阻值最大為20Ω,定值電阻兩端的電壓始終保持UV=3V,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=6V﹣3V=3V,滑動變阻器分得的電壓為電壓表示數的=1倍,根據分壓原理,當接入20Ω電阻時,滑動變阻器連入電路中的電阻為:R滑=1×20Ω=20Ω,而本實驗中提供的滑動變阻器規格為“15Ω 1A”,無法滿足實驗需求,所以需要改變電路,故D正確。故選:D。【點評】本題探究電流與電阻的關系實驗,考查了電壓的計算、實驗操作、控制變量法和歐姆定律的應用等知識。【鞏固訓練】(2023 鞍山)小明使用阻值為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值電阻各一個,電壓為3V的電源以及規格為“10Ω,0.5A”的滑動變阻器等器材,來“探究電流與電阻的關系”。(1)他首先將5Ω的電阻接入了圖甲的電路中,檢查時發現電路中有一根導線連接錯誤,請在錯誤的導線上畫“×”,并用筆畫線代替導線將電路連接正確;(2)電路正確連接后,閉合開關時發現,此時電壓表和電流表均無示數,他判斷產生此現象的原因是 (選填“定值電阻”或“滑動變阻器”)斷路。排除故障后移動滑動變阻器的滑片,電流表示數如圖乙所示,則此時電壓表示數為 V;(3)當定值電阻由5Ω換為10Ω時,為達到實驗要求,需向 (選填“左”或“右”)調節滑動變阻器的滑片。分別將5Ω和10Ω的電阻接入電路,在電壓表示數不變的情況下,滑動變阻器消耗的電功率之比為 ;(4)如果只利用現有器材,讓四個電阻單獨接入電路都可完成實驗,定值電阻兩端的電壓應控制在2V~ V之間;(5)小明按上述方法,更換不同阻值的電阻進行了多次實驗后,得出結論:當電壓一定時,導體中的電流與導體的電阻成 。(6)完成上面實驗后,小明又設計了圖丙所示的電路來測量額定電壓為2.5V的小燈泡正常發光時的電阻,已知電源電壓為7V,R0的阻值為10Ω,請完成以下實驗步驟:①開關S和S1閉合、S2斷開,移動滑動變阻器的滑片,使小燈泡正常發光;②保持滑動變阻器滑片位置不變,將開關S和S2閉合、S1斷開,此時電壓表示數為3V;再將滑動變阻器的滑片移到最 (選填“左”或“右”)端,此時電壓表示數為5V,電路中的電流為 A;③小燈泡正常發光時的電阻RL= Ω。(結果保留一位小數)【答案】(1)見解析圖;(2)滑動變阻器;2;(3)右;2:1;(4)2.5;(5)反比;(6)②左;0.2;③8.3。【解析】(1)原電路圖中,電流表與定值電阻并聯,電壓表串聯在電路中是錯誤的,在探究電流與電阻的關系實驗中,定值電阻、滑動變阻器和電流表串聯,電壓表并聯在定值電阻兩端,如下圖所示:;(2)若電流表無示數,說明電路可能斷路;電壓表無示數,說明電壓表與電源之間存在斷路,即產生此現象的原因是滑動變阻器斷路;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,則定值電阻兩端電壓為UV=I1R1=0.4A×5Ω=2V,即電壓表示數為2V;(3)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滑動;小明將5Ω和10Ω電阻分別接入電路,因定值電阻兩端的電壓保持不變,根據歐姆定律可知,在電壓不變時,電流與電阻成反比,故電路中電流之比為:I1:I2=10Ω:5Ω=2:1;因電源電壓和定值電阻兩端的電壓不變,根據串聯電路電壓規律,滑動變阻器兩端電壓不變,由P=UI可知,在電壓不變時,電功率與電流成正比,故兩次實驗滑動變阻器消耗的電功率之比為2:1;(4)由圖甲可知,電流表選用小量程,滑動變阻器允許通過的最大電流為0.5A,即電路中最大電流為0.5A,當電路中電流最大,定值電阻阻值最小時,定值電阻兩端電壓最大,故定值電阻兩端最大電壓為:UV大=I大R定小=0.5A×5Ω=2.5V;(5)因電流與電阻的乘積為一定值,故可得出結論:當電壓一定時,導體中的電流與導體的電阻成反比;(6)①開關S、S1閉合、S2斷開,此時燈泡和滑動變阻器串聯,電壓表測滑動變阻器兩端的電壓,當燈泡正常發光時,燈泡兩端的電壓為2.5V;由串聯電路的電壓規律可知,電壓表的示數為7V﹣2.5V=4.5V;②保持滑動變阻器位置不動,開關S、S2閉合、S1斷開,此時滑動變阻器的最大電阻和R0串聯,電壓表測滑片右側電阻絲的電壓,已知此時電壓表示數為3V;再將滑動變阻器滑片調到最左端,滑動變阻器的最大電阻仍然和R0串聯,電壓表測整個滑動變阻器兩端的電壓,此時電壓表示數為5V,根據串聯電路電壓的規律,定值電阻兩端的電壓為7V﹣5V=2V,由歐姆定律,電路中的電流為:I==0.2A;③在②中,因電壓表接在滑片上,故電流經滑動變阻器的全部電阻絲后經定值電阻回到電源負極,故在移動滑片過程中,電路中的電流不變,電壓表測滑片右側部分電阻絲的電壓;故當電壓表示數為3V時,由歐姆定律,滑動變阻器連入電路的電阻:R滑部分==15Ω,由串聯電路電流特點和歐姆定律,在①中,燈正常發光時燈的電流為:IL==0.3A;小燈泡正常發光時的電阻為:RL=≈8.3Ω。1.(2023 榆樹市一模)小明在研究通過導體的電流與其兩端電壓關系時,根據測量數據繪制出如圖所示的I一U圖象。下列判斷錯誤的是( )A.通過R1的電流與它兩端所加電壓成正比B.通過R2的電流與它兩端所加電壓不成正比C.將它們串聯接到同一電路中時,通過R1的電流較小D.將它們并聯連接到兩端電壓為2.5V的電路中,通過干路的電流是0.7A【答案】C【解析】A.電阻R1的函數圖象是一條過原點的向上的直線,所以通過的電流跟它兩端所加電壓成正比,故A正確;B.電阻R2的函數圖象像是一條彎曲的曲線,所以通過R2的電流與它兩端所加電壓不成正比,故B正確;C.若將它們串聯接入到同一電路中,因串聯電路中電流處處相等,所以通過R1和R2電流相同,故C錯誤;D.由圖象可知,R1兩端的電壓U1=2V時,通過的電流I1=0.4A,由I=可得,R1==5Ω,將它們并聯連接到兩端電壓為2.5V的電路中時,因并聯電路中各支路兩端的電壓相等,所以,它們兩端的電壓均為2.5V,則通過R1的電流:I1′==0.5A,由圖象可知,通過R2的電流I2=0.2A,因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,干路電流:I=I1′+I2=0.5A+0.2A=0.7A,故D正確。故選:C。2.(2023 南寧一模)某同學在探究“電流跟電壓、電阻的關系”時,根據收集到的數據畫出了如圖所示的一個圖象。下列結論與圖象相符的是( )A.電壓一定時,電流隨著電阻的增大而減小B.電阻一定時,電壓隨著電流的增大而增大C.電阻一定時,電流隨著電壓的增大而增大D.電壓一定時,電阻隨著電流的增大而減小【答案】A【解析】(1)圖象的橫坐標表示電阻,縱坐標表示電流,因此得到的是電流和電阻的關系;(2)圖象是個反比例函數圖象,因此說明電流與電阻成反比,即電流隨電阻的增大而減小;(3)在探究電流與電阻的關系時,應控制電壓不變;綜上,由圖象可得出的結論是:電壓一定時,電流隨電阻的增大而減小。故選:A。3.(2023 高要區二模)小明在研究通過導體的電流與其兩端電壓關系時,根據測量數據繪制出如圖所示的I﹣U圖象。下列判斷錯誤的是( )A.通過R1的電流與它兩端所加電壓成正比B.通過R2的電流與它兩端所加電壓成正比C.將它們串聯接到同一電路中,當通過的電流為0.2A時,電路的總電壓為3.5VD.將它們并聯連接到兩端電壓為2.5V的電路中,通過干路的電流是0.7A【答案】B【解析】A、電阻R1的函數圖象是一條過原點的向上的直線,所以通過R1的電流跟它兩端所加電壓成正比,故A正確;B、電阻R2的函數圖象像是一條曲線,所以通過R2的電流與它兩端所加電壓不成正比,故B錯誤;C、將它們串聯接到同一電路中,當通過的電流為0.2A時,R1兩端的電壓為1V,R2兩端的電壓為2.5V,由串聯電路電壓的規律知電源電壓為:U=U1+U2=1V+2.5V=3.5V,故C正確;D、由圖象知當通過的電流為0.2A時,R1兩端的電壓為1V,R1的電阻為:R1==5Ω,當電壓為2.5V時,通過R1的電流為:I1′==0.5A,由圖象可知當電壓為2.5V時通過R2的電流I2=0.2A,因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,干路電流:I=I′+I2=0.5A+0.2A=0.7A,故D正確。故選:B。4.(2023 洪山區校級模擬)在探究電阻一定時電流與電壓關系的實驗中,某同學連接的電路如圖所示。已知電源電壓為3V,滑動變阻器上標有“30Ω 1A”字樣。閉合開關,調節滑動變阻器,實驗中得到的實驗數據如表所示,下列說法不正確的是( )序號 1 2 3 4 5U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5I/A 0.10 0.19 0.42 0.39 0.49①第1次實驗的數據不是他實驗中實際測得的②第4次實驗時滑動變阻器接入電路電阻與定值電阻的阻值之比為2:1③多次實驗的目的是為了減小誤差④該實驗得出的結論是:通過導體的電流跟導體兩端的電壓與成正比A.③④ B.①③ C.②③④ D.①②③④【答案】D【解析】①已知電源電壓為3V,根據串聯電路電壓規律可知,滑動變阻器兩端電壓為U滑=U﹣U1=3V﹣0.5V=2.5V,則滑動變阻器接入電路的阻值為:R滑==25Ω<30Ω,所以第1次實驗的數據是他實驗中實際測得的,故①錯誤;②第4次實驗時,根據串聯電路電壓規律,滑動變阻器兩端電壓為U滑=U﹣U4=3V﹣2V=1V;根據串聯分壓原理可知,,故②錯誤;③在探究電阻一定時電流與電壓關系的實驗中,多次實驗的目的是為了尋找普遍規律,故③錯誤;④若忽略誤差不計,由表中正確數據可知,電壓增大為原來的幾倍,通過導體的電流也增大為原來的幾倍,所以得出的結論是:當電阻一定時,通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比,故④錯誤。故選:D。5.(2023 泗水縣四模)如圖在探究電流跟電阻關系的實驗中,滑動變阻器的規格為“30Ω 0.5A”,定值電阻為5Ω、10Ω、15Ω,實驗數據見下表。下列關于實驗的幾種說法中正確的是( )實驗次數 電阻R/Ω 電流I/A1 5 0.32 10 0.153 15 0.10①上述3次實驗中,都是調節滑動變阻器使電壓表的示數為1.5V②要順利完成這3次實驗,電源電壓不能超過4.5V③如果只有6V電源,要順利完成3次實驗則定值電阻兩端的電壓不能低于2V④用該實驗器材只能探究電流與電壓和電阻的關系A.① B.①② C.①②③ D.①②③④【答案】C【解析】①探究電流跟電阻關系時要控制電阻的電壓不變,由表中數據知,電流與電阻之積為:U=IR=0.3A×5Ω=﹣﹣﹣﹣﹣0.1A×15Ω=1.5V;入上述3次實驗中,都是調節滑動變阻器使電壓表的示數為1.5V,①正確;②滑動變阻器的規格為“30Ω 0.5A”,定值電阻最大15Ω,由串聯電路的規律及分壓原理有:,此時左邊為一定值,右邊也為一定值,當變阻器的最大電阻連入電路時,對應的定值電阻也最大,此時電源電壓最大:即,故電源電壓不能超過:U=4.5V;②正確;③如果只有6V電源,同上有:,定值電阻兩端的電壓不能低于:U′=2V;③正確;④根據P=UI,還可測電阻的功率,④錯誤。故選:C。6.(2023 巨野縣一模)利用如圖甲所示的電路探究電流和電阻的關系,電源電壓保持3V不變,分別將5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值電阻R連入電路,按實驗要求測得通過各定值電阻的電流,描繪出如圖乙所示的圖象,則下列判斷正確的是( )A.實驗中電壓表的示數保持1V不變B.當R短路時,電壓表有示數,電流表無示數C.電壓一定時,電阻和電流成正比D.將R從5Ω換成10Ω后,應將滑片向右移【答案】D【解析】A、根據圖乙可知,當電阻為5Ω時,電路中的電流為0.5A;由I=可得,電壓表的示數:U=IR=0.5A×5Ω=2.5V,故A錯誤;B、當R短路時,電壓表測量R兩端的電壓,故電壓表無示數,電路仍接通,故電流表有示數,故B錯誤;C、電壓一定時,電流和電阻成反比,故C錯誤;D、將R從5Ω換成10Ω后,電阻分得的電壓會變大,為了保證定值電阻R兩端電壓不變,需減小定值電阻兩端電壓,根據串聯電路電壓規律,應增大滑動變阻器兩端電壓,根據分壓原理,需增大滑動變阻器接入電路的阻值,故將滑片向右移動,故D正確。故選:D。7.(2023 門頭溝區二模)小明想要利用如圖所示的電路探究“電流與電壓的關系”,下列說法正確的是( )A.實驗過程中應該保持電阻R阻值不變B.實驗過程中滑動變阻器的作用只是保護電路C.實驗過程中應該調滑動變阻器使電流表示數不變D.實驗過程中應該調滑動變阻器保持電壓表示數不變【答案】A【解析】A.探究電流跟電壓的關系,需保持電阻R阻值不變,改變定值電阻兩端的電壓,故A正確;BCD.探究“電流與電壓的關系”時,滑動變阻器既可以起到保護電路的作用,又可以改變定值電阻兩端的電壓和通過定值電阻的電流,故BCD錯誤。故選:A。8.(2023 諸城市二模)小明同學用如圖所示的電路探究“通過導體的電流與電阻的關系”,有下列器材:電壓恒為6V的電源、電流表、電壓表、阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的定值電阻R、滑動變阻器(lA 20Ω)、開關和導線若干。(1)在如圖所示的電路中,小明首先將R=5Ω的電阻接入,閉合開關前檢查發現有一根導線連接錯誤,請在錯誤的導線上畫“×”,并用筆畫線代替導線將電路連接正確;(2)在進行第2次實驗時,小明同學斷開開關,將R=5Ω的電阻換為10Ω后,就想閉合開關,同組的小華及時制止。小明同學應先將 ,再閉合開關移動滑片,當 時,將電流表示數填入表格中;實驗次數 1 2 3 4R/Ω 5 10 20 30I/A 0.6 0.3 0.15 0.1(3)進行第4次實驗時,將接入電阻R的阻值換為30Ω,發現無論怎樣移動滑動變阻器的滑片都不能將電壓表的示數調到3.0V。為達實驗目的,若重新選擇器材進行實驗,以上四個定值電阻都能為實驗所用,下列調整可行的是 。A.增大電源電壓B.換用最大阻值更小的滑動變阻器C.減小電源電壓D.換用最大阻值更大的滑動變阻器(4)小明同學得到的數據如上表所示,通過思路點撥實驗數據,得出的結論是 。【答案】(1)見解析;(2)將滑動變阻器滑片移動阻值最大處;電壓表示數為3V;(3)CD;(4)當導體兩端電壓一定時,通過導體的電流與其電阻成反比。【解析】(1)原電路圖中,電流表與定值電阻并聯是錯誤的,在探究“通過導體的電流與電阻的關系”實驗中,定值電阻、滑動變阻器和電流表串聯,電壓表并聯在定值電阻兩端,如下圖所示:;(2)思路點撥表格數據知,定值電阻兩端的電壓U定=5Ω×0.6A=10Ω×0.3A=20Ω×0.15A=30Ω×0.1A=3V;將R=5Ω的電阻換為10Ω后,根據串聯電路的分壓原理知,電阻兩端的電壓大于3V,要保持定值電阻兩端的電壓不變,小明同學應先將滑動變阻器滑片移動阻值最大處,再閉合開關移動滑片,當電壓表示數為3V時,將電流表示數填入表格中;(3)滑動變阻器最大阻值為20Ω;當R為30Ω時,若此時電壓表示數能調至3V,則根據串聯電路電壓規律,滑動變阻器兩端電壓為U滑=U﹣UV=6V﹣3V=3V,U定=U滑=3V,由分壓原理可知,此時滑動變阻器最大阻值至少為30Ω,而R滑大=20Ω,由此可知,將接入電阻R的阻值換為30Ω,發現無論怎樣移動滑動變阻器的滑片都不能將電壓表的示數調到3V的原因是滑動變阻器最大阻值太小,所以可以更換最大阻值更大的滑動變阻器;若30Ω的定值阻值分擔電壓為3V,則20Ω的滑動變阻器需分擔電壓為×20Ω=2V,則總電壓變為2V+3V=5V,所以還可以減小電源電壓來達到實驗目的;故下列調整可行的是CD。(4)由表中數據可知,當電阻增大為原來的幾倍,通過電阻的電流就減小為原來的幾分之一,故得出的結論是:當導體兩端電壓一定時,通過導體的電流與其電阻成反比;9.(2023 成縣三模)某實驗小組用如圖甲所示電路進行“探究電流與電阻的關系”實驗。(1)請將圖乙連接完整,要求:滑動變阻器滑片向左移動時電阻變大。(2)連接電路時,開關應處于 狀態,閉合開關前,滑動變阻器滑片P應該位于 端(選填“A”或“B”)。(3)閉合開關后,同學們發現,無論怎樣調節滑動變阻器的滑片,電流表始終沒有示數,電壓表示數接近電源電壓,原因可能是 。(4)排除故障后,先將5Ω定值電阻接入電路,閉合開關,調節滑動變阻器的滑片,使電壓表的示數為某一定值,此時電流表的示數如圖丙所示,為 0 A。(5)在實驗過程中,將20Ω的定值電阻換成10Ω的定值電阻,閉合開關,應向 (選填“A”或“B”)端移動滑片,直至電壓表示數為 V時,讀出電流表的示數。再繼續實驗,實驗數據記錄在表格中。由實驗數據可知:當導體兩端的電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成 。實驗次數 1 2 3R/Ω 5 10 20I/A 0.2 0.1(6)實驗結束后,某同學向老師提出可以用小燈泡來代替定值電阻,進行“電流與電壓的關系”的實驗探究,老師指出這個實驗操作是不可行的,原因是 。【答案】(1)見解析;(2)斷開;A;(3)電阻R斷路;(4)0.4;(5)B;2;反比;(6)燈絲電阻隨溫度的變化而變化。【解析】(1)結合電流圖連接實物圖,如下:(2)為了保護電路,連接電路時,開關S應處于斷開狀態,閉合開關前,滑動變阻器滑片P應該位于阻值最大處,即A端;(3)閉合開關后,同學們發現,無論怎樣調節滑動變阻器的滑片,電流表始終沒有示數,說明電路可能斷路;電壓表示數接近電源電壓,說明電壓表與電源連通,則與電壓表并聯的電路以外的電路是完好的,則與電壓表并聯的電路斷路了,即原因可能是電阻R斷路;(4)將5Ω定值電阻接入電路,閉合開關,調節滑動變阻器的滑片,使電壓表的示數為某一定值,此時電流表的示數如圖丙所示,電流表選用小量程,分度值0.02A,其示數為0.4A,則定值電阻兩端電壓為UV=I1R1=0.4A×5Ω=2V;(5)實驗中,將20Ω的定值電阻換成10Ω的定值電阻,根據分壓原理,電阻兩端的電壓變小,研究電流與電阻關系時要控制電壓不變,即2V;根據串聯電路電壓的規律,要減小滑動變阻器兩端的電壓,由分壓原理,要減小滑動變阻器電阻阻值,故應把滑動變阻器滑片向B端移動滑片,直至電壓表示數為2V時,讀出電流表的示數;由表中數據可知,當電阻增大為原來的幾倍,電流就減小為原來的幾分之一,故可知:當導體兩端的電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比;(6)在“電流與電壓的關系”的實驗中,需控制電阻的阻值不變,而燈絲電阻隨溫度的變化而變化,不是一定值,故不能用小燈泡來代替定值電阻,進行“電流與電壓的關系”的實驗探究。10.(2023 南城縣一模)在探究“通過導體中的電流與電阻的關系”實驗中,所用電源電壓恒為10V,已有的5個定值電阻的阻值分別為20Ω、30Ω、40Ω、50Ω、60Ω。(1)根據圖a(甲)所示電路,用筆畫線代替導線將圖a(乙)所示的實物電路連接完整(導線不交叉)。(2)閉合開關前,滑動變阻器的滑片應移至最 (填“左”或“右”)端。閉合開關后,發現電流表指針無偏轉,電壓表指針有明顯偏轉,原因可能是電阻R (填“短路”或“斷路”);(3)在實驗中,先接入20Ω的電阻,調節滑動變阻器的滑片P至某一位置時,觀察到電流表、電壓表指針位置如圖b(甲)、(乙)所示,則電流表示數為 A,電壓表示數為 V。接下來用30Ω代替20Ω的電阻做實驗時,應將滑動變阻器的滑片P從上一位置向 (填“左”或“右”)滑動;(4)上述實驗中所選滑動變阻器的最大阻值至少為 Ω。【答案】(1);(2)右;斷路;(3)0.4;8;右;(4)15。【解析】(1)變阻器按一上一下連入電路中與電阻串聯,如下所示:(2)閉合開關前,為保護電器,滑動變阻器的滑片應移至阻值最大處,即最右端。閉合開關后,發現電流表指針無偏轉,電路可能斷路,電壓表指針有明顯偏轉,電壓表與電源連通,原因可能是電阻R斷路。(3)在實驗中,先接入20Ω的電阻,調節滑動變阻器的滑片P至某一位置時,觀察到電流表、電壓表指針位置如圖b(甲)、(乙)所示,電流表選用小量程,分度值為0.02A,則電流表示數為0.4A;電壓表選用大量程,分度值為0.5V,電壓表示數為8V。用30Ω代替20Ω的電阻做實驗時,電阻增大,其分得的電壓增大;探究電流與電阻的實驗中應控制電壓不變,即應保持電阻兩端的電壓不變,根據串聯電路電壓的規律可知應增大滑動變阻器分得的電壓,由分壓原理,應增大滑動變阻器連入電路中的電阻,所以滑片應向右端移動,使電壓表的示數不變。(4)電壓表的示數8V,根據串聯電路電壓的規律,變阻器分得的電壓U滑=U﹣UV=10V﹣8V=2V變阻器分得的電壓為電壓表示數的倍,根據分壓原理,當接入60Ω電阻時,變阻器連入電路中的電阻為R滑=0.25×60Ω=15Ω述實驗中所選滑動變阻器的最大阻值至少為15Ω。1.(2023 揚州)如圖所示,在“探究電流與電阻的關系”時,電源電壓恒為4.5V,R1可選用5Ω、10Ω、20Ω的電阻,滑動變阻器R2規格為“25Ω 0.5A”,電壓表(量程為0V~3V),電流表(量程為0~0.6A)。下列說法正確的是( )A.將R1由10Ω換成20Ω,不需要調節滑動變阻器B.調節滑動變阻器的過程中,應觀察電流表的示數C.實驗中可保持R1兩端電壓為3VD.將R1由10Ω換成20Ω,正確操作后滑動變阻器的功率將變小【答案】D【解析】AB、根據串聯電路的分壓原理可知,將定值電阻由10Ω改接成20Ω的電阻,電阻增大,其分得的電壓增大;探究電流與電阻的實驗中應控制電壓不變,根據串聯電路電壓的規律可知,為了保持定值電阻兩端電壓不變,應增大滑動變阻器分得的電壓,由串聯分壓的分壓原理可知,應增大滑動變阻器連入電路中的電阻,所以滑片應向左端移動,觀察電壓表,使電壓表的示數不變,故AB錯誤;C、因為串聯電路電流相等,所以I=,當定值電阻最大為20Ω時且滑動變阻器的電阻最大時定值電阻兩端的電壓最小,最小為:,解得UV=2V;由于滑動變阻器的規格為“20Ω 0.5A”,電流表的量程為0~0.6A,所以電路的最大電流為0.5A,由歐姆定律,因此定值電阻兩端允許的最大電壓:U最大=I最大R1=0.5A×5Ω=2.5V;故定值電阻兩端的電壓范圍為2V~2.5V,故C錯誤;D、由串聯電路的電壓特點可知,滑動變阻器兩端的電壓:U滑=U﹣UV,當接入10Ω的電阻時,電路中的電流:I1=,滑動變阻器的電功率:P1=U滑I1=(U﹣UV)×,當接入20Ω的電阻時,電路中的電流:I2=,滑動變阻器的電功率:P2=U滑I2=(U﹣UV)×,將R1由10Ω換成20Ω,正確操作是保持UV不變,則,即P2=P1,因此將R1由10Ω換成20Ω,正確操作后滑動變阻器的功率將變小,故D正確。故選:D。2.(2023 宿遷)用圖甲所示電路“探究電流與電阻的關系”。電源電壓為4.5V不變,滑動變阻器規格為“20Ω 1A”,有4Ω、6Ω、8Ω、10Ω、12Ω的定值電阻各一個。(1)用筆畫線代替導線把圖甲電路連接完整,要求:當滑片P向左滑動時,變阻器接入電路的電阻變大;(2)連接電路時,開關應該 (選填“斷開”或“閉合”);(3)先接入12Ω定值電阻,閉合開關,移動變阻器的滑片P移至合適位置,電壓表的示數如圖乙所示,示數為 V,記下電流表的示數。斷開開關,將12Ω電阻換成10Ω后,閉合開關,移動變阻器的滑片P使 表的示數與前一次相同,記錄相關數據;(4)依次改變電阻R的阻值,共測得五組實驗數據,根據實驗數據,在圖丙的坐標系中描繪出I﹣R圖象為曲線A;①由圖象可得出的結論是: ;②根據上面所測的五組實驗數據,把每次實驗時記錄的電流值和對應變阻器RP的阻值,在圖丙坐標系中描成點,將這些點繪成曲線B,發現曲線B與曲線A (選填“有交點”或“無交點”),其原因是 ;③本實驗的主要研究方法是“控制變量法”,下列物理教材中的實驗,沒有用到“控制變量法”的有 。A.探究二力平衡的條件B.探究影響液體內部壓強的因素C.用電流表和電壓表測量定值電阻的阻值【答案】故答案為:(1)如圖見解析;(2)斷開;(3)2.4;電壓;(4)①電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比;②無交點;對每一個電流值,變阻器RP的阻值是定值電阻的阻值倍數不變,兩個圖像平行;③C。【解析】(1)由題知滑片P向左滑動時,變阻器接入電路的電阻變大;因此應該用導線連接到滑動變阻器的右下方接線柱,如下圖所示:(2)為保護電路,連接電路時開關應斷開;(3)先接入12Ω定值電阻,閉合開關,移動變阻器的滑片P移至合適位置,電壓表用的小量程,分度值為0.1V,示數為2.4V,記下電流表的示數。斷開開關,將12Ω電阻換成10Ω后,根據探究電流與電阻關系,必須控制電壓不變,閉合開關,移動變阻器的滑片P使電壓表的示數與前一次相同,記錄相關數據;(4)依次改變電阻R的阻值,共測得五組實驗數據,根據實驗數據,在圖丙的坐標系中描繪出I﹣R圖象為曲線A;①由圖象可知,0.6A×4Ω=0.4A×6Ω=0.3A×8Ω=0.2A×12Ω=2.4V;可得出的結論是:電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比。②因為電源電壓不變,而定值電阻的電壓保持不變,滑動變阻器的電壓也不變,根據串聯分壓規律知,因而各次實驗中,定值電阻和滑動變阻器的阻值倍數關系保持不變,因而對每一個電流值,變阻器RP的阻值始終是定值電阻的阻值倍數不變,則把每次實驗時記錄的電流值和對應變阻器RP的阻值,在圖丙坐標系中描成點,將這些點繪成曲線B,發現曲線B與曲線A平行,因而兩者無交點;③本實驗的主要研究方法是“控制變量法”,A.探究二力平衡的條件,有多個因素影響,必須采用控制變量法;B.探究影響液體內部壓強的因素時,探究與深度關系,控制液體密度不變,用了控制變量法;C.用電流表和電壓表測量定值電阻的阻值,是測量型實驗,沒有控制變量;沒有用到“控制變量法”的有 C。3.(2023 德陽)在“探究通過導體的電流與電壓、電阻的關系”實驗中,小明利用穩壓電源(恒為4.8V)、電阻箱(阻值可調節)、滑動變阻器(“60Ω 0.6A”)、電壓表、電流表、導線若干做了如下實驗:(1)請你用筆畫線代替導線,將圖甲的實物圖連接完整,要求滑動變阻器的滑片P向右滑動時,接入電路的電阻變大。(2)按照(1)問中你的連接方式,閉合開關前,滑動變阻器的滑片應置于 端。(選填“左”或“右”)(3)小明控制電阻箱接入電路的阻值R=5Ω一定,調節滑動變阻器的阻值,進行了5次實驗,測得了表1中的數據,其中第4次實驗時,電壓表指針如圖乙所示,其示數為 V,通過實驗數據的思路點撥可得出:通過導體的電流與 的關系。表1實驗次數 1 2 3 4 5U/V 0.5 1 1.5 3I/A 0.1 0.2 0.3 0.5 0.6(4)小明實驗時控制電壓表的示數U=3V一定,通過移動變阻器滑片P和改變電阻箱R接入電路的阻值,進行了5次實驗,測得了表2中的數據,通過實驗數據的思路點撥可得出:通過導體的電流與 的關系,本實驗研究物理問題所用到的方法是 。表2實驗次數 1 2 3 4 5R/Ω 5 10 15 20 30I/A 0.6 0.3 0.2 0.15 0.1(5)小明按照(4)問的實驗操作進行更多的數據探究,電阻箱接入電路的阻值不能超過 1 Ω。【答案】(1)見解析圖;(2)右;(3)2.5;導體兩端的電壓成正比;(4)導體的電阻成反比;控制變量法;(5)100。【解析】(1)在“探究通過導體的電流與電壓、電阻的關系”實驗中,電阻箱與滑動變阻為串聯電路,電壓表測量電阻箱的電壓,電流表測量整個電路的電流,滑動變阻器“一上一下”接法,滑片P向右滑動時,電阻變大,下面那個接線柱接在A點,如圖所示:;(2)按照(1)中連接方式,閉合開關前,滑片P置于右側時阻值最大,可以起到保護電路的作用;(3)如圖乙所示,此時電壓表的量程為0~3V,其讀數為2.5V;通過思路點撥實驗數據可知,在電阻一定時,電壓越大,電流越大,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比例關系;(4)通過思路點撥實驗數據可知,在電壓一定時,電阻越大,電流越小,通過導體的電流與導體的電阻成反比關系,本實驗控制了導體兩端的電壓為UV=IR=0.6A×5Ω=3V,利用的方法是控制變量法;(5)由題意可知電源電壓為4.8V,滑動變阻器的最大阻值為60Ω,實驗需要控制電阻箱兩端的電壓為3V,則滑動變阻器兩端的電壓為U2=4.8V﹣3V=1.8V;根據串聯分壓的知識可知,電阻箱的最大阻值為:,即,解得電阻箱的最大值為:R1=100Ω。4.(2023 日照)小明同學在參加學校物理興趣小組探究活動中發現,很多電器產品復雜的電路都是由簡單的電路組合而成,使用時它們的電流與電壓、電阻總存在一定的關系。某次探究活動中,小明找到一個未知電阻R1(阻值不變),設計了如圖甲所示的電路圖。電源電壓保持6V不變,滑動變阻器R2的規格為“50Ω 1A”。(1)根據電路圖連接實驗電路時,所采用的電流表、電壓表如圖乙所示。閉合開關后發現電壓表無示數,電流表有示數。滑動滑片,電流表示數發生變化。則電路中故障可能是: ;排除故障之后,閉合開關,滑動滑片,記錄實驗數據見表1:表1數據序號 1 2 3 4 5 6電壓U/V 2 2.5 3 3.5 4.5 5電流I/A 0.2 0.25 1.5 0.35 0.45 0.5①由表1可知電阻R1= Ω。這些數據中第 組(填寫數據序號)是明顯錯誤的。請你幫助小明思路點撥讀取數據錯誤的原因是: 。②通過此實驗,可以得出電流I與電壓U的關系:在電阻一定的情況下,通過導體的電流與導體兩端的電壓 。(2)保持其他元件不變,只將R1由10Ω更換為5Ω,要繼續保持電阻R1兩端電壓3V不變,滑動變阻器R2需要向 (選填“左”或“右”)端滑動;將R1繼續更換為15Ω、20Ω…,保持R1兩端電壓3V不變,記錄數據見表2:表2電壓U=3V數據序號 1 2 3 4 5 …電阻R1/Ω 5 10 15 20 30 …電流I/A 0.6 0.3 0.2 0.15 0.1 …①要想滿足電阻R1兩端電壓保持3V不變,電阻R1可更換的最大電阻值為 Ω。②思路點撥表中的實驗數據,得出電流I與電阻R的關系: 。(3)在探究多個變量之間的關系時,兩實驗均利用了 法。【答案】(1)電壓表斷路;①10Ω;3;電流表的量程判斷錯誤;②成正比;(2)左;①50Ω;②成反比;(3)控制變量。【解析】(1)電流表有偏轉,說明電路中有電流通過,故不可能是電流表短路、滑片接觸不良、開關斷路,移動滑片時,電流表有示數變化說明電路故障可能是電壓表斷路;①根據歐姆定律R=,計算出表一中各組數據的平均值,排除錯誤選項,并取平均值;研究電流與電壓的關系時,需控制定值電阻的電阻相同,所以第三組數據錯誤,再根據讀數規律,得出是讀錯量程了。②根據表格得出,電壓與電流的比值是定值,從而得出電流與電壓成正比;(2)探究“電流與電阻的關系”實驗中,應控制定值電阻兩端的電壓不變,而根據串聯分壓原理可知,將定值電阻由10Ω改接成5Ω的電阻,電阻減小,其分得的電壓減小,由分壓原理,應減小滑動變阻器連入電路中的電阻,所以滑片應向左端移動,使電壓表的示數為3V;①由分壓原理,使電壓表的示數保持為3V,電源電源為6V,所以滑動變阻器兩端電壓也為3V,故定值電阻最大阻值等于滑動變阻器最大阻值,為50Ω;②根據表格可知,電流與電阻的成績為定值,所以電流與電阻成反比;(3)在探究多個變量之間的關系時,需要使用控制變量法。5.(2023 丹東)在“探究電流與電壓的關系”實驗中,小潘設計并連接了如圖甲所示的電路。(1)在閉合開關前,滑動變阻器的滑片應移到最 端。(選填“左”或“右”)(2)閉合開關,發現電流表有示數,電壓表無示數,已知導線、儀表均完好且接觸良好,則故障原因可能是定值電阻 。(選填“斷路”或“短路”)(3)排除故障后,閉合開關,移動滑動變阻器的滑片,當電壓表的示數為1.0V時,電流表示數如圖乙所示,則電流表示數為 A。(4)繼續移動滑動變阻器的滑片,進行多次測量,記錄實驗數據如下表。實驗次數 1 2 3 4電壓U/V 1.0 1.6 2.2 2.8電流I/A 0.16 0.22 0.28思路點撥表中數據可知:在電阻一定的情況下,通過導體的電流與導體兩端的電壓成 。(5)同桌的小明分別用兩個阻值未知的電阻R1和R2進行實驗,得到兩個電阻的I﹣U圖象,如圖丙所示。由圖象可知R1 R2。(選填“>”“<”或“=”)(6)若將定值電阻換成小燈泡,不能達到本實驗的探究目的,是因為 。【答案】(1)左;(2)短路;(3)0.1;(4)正比;(5)<;(6)實驗中應控制電阻的阻值不變,而燈泡的電阻會隨溫度的變化而變化。【解析】(1)在閉合開關前,滑動變阻器的滑片應移到阻值最大處,即最左端。(2)閉合開關,發現電流表有示數,則電路接通,電壓表無示數,則電壓表所測量的元件斷路,已知導線、儀表均完好且接觸良好,則故障原因可能是定值電阻短路。(3)電流表選用小量程,分度值為0.02A,電流表示數為0.1A。(4)思路點撥表中數據,結合歐姆定律可知,可知:在電阻一定的情況下,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比。(5)由圖象可知,在電流相同時,R2兩端的電壓大于R1兩端的電壓,根據R=可知R1<R2。(6)若將定值電阻換成小燈泡,不能達到本實驗的探究目的,是因為實驗中應控制電阻的阻值不變,而燈泡的電阻會隨溫度的變化而變化。第十七章 歐姆定律第1節 電流與電壓和電阻的關系1.通過實驗探究電流跟電壓、電阻的關系,讓學生經歷科學探究的全過程。2.進一步熟悉探究實驗中的控制變量法。3.會觀察收集思路點撥試驗中的數據并嘗試采用圖像法思路點撥實驗數據。4.能說出電流與電壓、電阻間的正比、反比關系。一、電流與電壓的關系:1.實驗器材:電壓表、電流表、定值電阻1個(如10Ω)、開關、導線若干、2節干電池(或學生電源)、滑動變阻器“20Ω 1A”;2.測量器材:電壓表、電流表;①電壓表:測電阻兩端的電壓;②電流表:測通過電阻的電流;3.實驗電路:如右圖;4.實驗方法: 控制變量法 (控制電阻不變);5.設計和進行實驗:①檢查器材,觀察電壓表、電流表指針是否指向零;②根據實驗器材設計電路圖并正確連接電路圖;③檢查電路,調節滑動變阻器使其阻值最大;④閉合開關,調節滑動變阻器滑片P至某一位置,記錄此時電壓表、電流表示數;⑤繼續調節滑動變阻器滑片P至另一位置,記錄此時電壓表、電流表示數;⑥重復上述調節滑動變阻器滑片P的位置,記錄總共四組電壓表、電流表示數。6.實驗記錄:(例)①電壓表接入電路的量程 0~3V ,電流表接入電路的量程 0~0.6A ;②數據記錄(電阻= 10 Ω,控制不變)試驗次數 電壓U/V 電流I/A12347.制圖--繪制I-U坐標圖:①描點:將記錄的數據分別在I-U坐標里描出對應的坐標點;②連線:用曲線將描出的坐標點連接;③思路點撥圖像:根據曲線特征,思路點撥電流與電壓的函數關系;8.實驗結論: 在電阻一定的情況下,導體中的電流跟這段導體兩端的電壓成正比 。①當電阻不變時,電阻兩端的電壓越大,流過電阻的電流越大;②不同電阻的I-U圖中,電阻越大,直線越斜(電阻越大、直線斜率越大);9.滑動變阻器的作用:①保護電路;②改變定值電阻兩端的電阻(改變電路中的電流)。二、電流與電阻的關系:1.實驗器材:電壓表、電流表、定值電阻四個(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、開關、導線若干、2節干電池(或學生電源)、滑動變阻器“20Ω 1A”;2.測量器材:電壓表、電流表;①電壓表:測電阻兩端的電壓;②電流表:測通過電阻的電流;3.實驗電路:如右圖;4.實驗方法: 控制變量法 (控制電阻不變);5.設計和進行實驗:①檢查器材,觀察電壓表、電流表指針是否指向零;②根據實驗器材設計電路圖并正確連接電路圖;③檢查電路,調節滑動變阻器使其阻值最大;④閉合開關,調節滑動變阻器,使電壓表示數達到某一數值(比如2.5V),記錄此時電壓、電流和電阻值。⑤換接第二個電阻(記錄電阻阻值),調節滑動變阻器,使電壓表示數達到與第一次的示數相同,記錄電流值;⑥依次接入第三、第四個電阻,調節滑動變阻器,使電壓表示數達到與第一次的示數相同,記錄電流值。6.實驗記錄:(例)①電壓表接入電路的量程 0~3V ,電流表接入電路的量程 0~0.6A ;②數據記錄(電壓= 2 V,控制不變)試驗次數 電阻R/Ω 電流I/A12347.制圖--繪制I-U坐標圖:①描點:將記錄的數據分別在I-R坐標里描出對應的坐標點;②連線:用曲線將描出的坐標點連接;③思路點撥圖像:根據曲線特征,思路點撥電流與電壓的函數關系;8.實驗結論: 當電壓一定時,導體中的電流跟這段導體的電阻成反比 。①當電壓一定時,電阻越大,流過電阻的電流越小;②更換阻值大的定值電阻時,滑動變阻器的阻值也調大(換大調大);知識點一:探究電流與電壓關系【探究重點】1、實驗電路圖:2、控制不變的量:電阻。控制方法:使用同一個定值電阻進行實驗。3、改變的量:定值電阻兩端的電壓。改變方法:(1)改變電池節數;(2)調節滑動變阻器滑片。4、滑動變阻器在實驗中的作用:(1)保護電路;(2)改變定值電阻兩端的電壓。5、實驗結論:當電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比。6、電流與電壓之間的關系:當電阻一定時,導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比。不能說成電壓跟電流成正比,電流和電壓之間存在因果關系,電壓是原因,電流是結果,因果關系不能顛倒。【例題精講】(2023 哈爾濱)如圖所示,探究“電流跟電壓的關系”實驗中,下列說法不正確的是( )A.探究電流跟電壓的關系時,需要控制導體的電阻一定B.滑動變阻器可以起到改變定值電阻兩端電壓的作用C.實驗的結論是:電流跟電壓成反比D.多次實驗是為了得到電流跟電壓之間的定量關系【鞏固訓練】(2023 寧夏)在“探究電流與電壓的關系”實驗中,實驗小組用電壓表測得電源電壓為2.8V,并連接了如圖甲所示的部分電路:(1)觀察圖甲,請指出電路連接過程中的不妥之處: 。(2)改正后,請用筆畫線代替導線,在圖甲上完成剩余電路的連接(要求:向右移動滑動變阻器的滑片P,其阻值增大)。(3)閉合開關后,觀察到電壓表示數接近電源電壓,電流表無示數,出現該故障的原因是 。(4)排除故障后,開始測量并將實驗數據記錄在表中,當電壓表示數為2.0V時,電流表示數如圖乙所示,為 A。電壓U/V 1.0 1.5 2.0 2.5電流I/A 0.10 0.15 0.25(5)根據表中實驗數據,得出的實驗結論是: 。(6)若要繼續完成“探究電流與電阻的關系”的實驗,除了現有的實驗器材之外,還需增加 。知識點二:探究電流與電阻關系【探究重點】1、實驗電路圖:2、控制不變的量:電壓。控制方法:調節滑動變阻器滑片。3、改變的量:電阻。改變方法:更換定值電阻。4、滑動變阻器在實驗中的作用:(1)保護電路;(2)使定值電阻兩端的電壓保持不變。5、實驗結論:當電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比。6、電流與電阻的關系:當電壓一定時,導體的電流跟導體的電阻成反比。不能說成電阻跟電流成反比,導體的電阻是導體本身的一種性質,不隨導體中的電流的變化而變化。【例題精講】(2023 蘇州)用如圖電路探究電流與電阻的關系,所用器材:電源(6V),定值電阻R1(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各1個),規格為“15Ω 1A”的滑動變阻器R2,如表為實驗數據記錄表。關于該實驗,下列說法正確的是( )序號 電阻R1/Ω 電流I/A1 5 0.62 10 0.33 15 0.24 20 未測A.實驗過程中控制電壓表示數為2VB.將電阻R1由5Ω更換為10Ω時,應向左適當移動滑動變阻器滑片C.前3次實驗中,滑動變阻器的功率在第1次實驗中最小D.若使用現有器材完成第4次實驗,需要改變電路【鞏固訓練】(2023 鞍山)小明使用阻值為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值電阻各一個,電壓為3V的電源以及規格為“10Ω,0.5A”的滑動變阻器等器材,來“探究電流與電阻的關系”。(1)他首先將5Ω的電阻接入了圖甲的電路中,檢查時發現電路中有一根導線連接錯誤,請在錯誤的導線上畫“×”,并用筆畫線代替導線將電路連接正確;(2)電路正確連接后,閉合開關時發現,此時電壓表和電流表均無示數,他判斷產生此現象的原因是 (選填“定值電阻”或“滑動變阻器”)斷路。排除故障后移動滑動變阻器的滑片,電流表示數如圖乙所示,則此時電壓表示數為 V;(3)當定值電阻由5Ω換為10Ω時,為達到實驗要求,需向 (選填“左”或“右”)調節滑動變阻器的滑片。分別將5Ω和10Ω的電阻接入電路,在電壓表示數不變的情況下,滑動變阻器消耗的電功率之比為 ;(4)如果只利用現有器材,讓四個電阻單獨接入電路都可完成實驗,定值電阻兩端的電壓應控制在2V~ V之間;(5)小明按上述方法,更換不同阻值的電阻進行了多次實驗后,得出結論:當電壓一定時,導體中的電流與導體的電阻成 。(6)完成上面實驗后,小明又設計了圖丙所示的電路來測量額定電壓為2.5V的小燈泡正常發光時的電阻,已知電源電壓為7V,R0的阻值為10Ω,請完成以下實驗步驟:①開關S和S1閉合、S2斷開,移動滑動變阻器的滑片,使小燈泡正常發光;②保持滑動變阻器滑片位置不變,將開關S和S2閉合、S1斷開,此時電壓表示數為3V;再將滑動變阻器的滑片移到最 (選填“左”或“右”)端,此時電壓表示數為5V,電路中的電流為 A;③小燈泡正常發光時的電阻RL= Ω。(結果保留一位小數)1.(2023 榆樹市一模)小明在研究通過導體的電流與其兩端電壓關系時,根據測量數據繪制出如圖所示的I一U圖象。下列判斷錯誤的是( )A.通過R1的電流與它兩端所加電壓成正比B.通過R2的電流與它兩端所加電壓不成正比C.將它們串聯接到同一電路中時,通過R1的電流較小D.將它們并聯連接到兩端電壓為2.5V的電路中,通過干路的電流是0.7A2.(2023 南寧一模)某同學在探究“電流跟電壓、電阻的關系”時,根據收集到的數據畫出了如圖所示的一個圖象。下列結論與圖象相符的是( )A.電壓一定時,電流隨著電阻的增大而減小B.電阻一定時,電壓隨著電流的增大而增大C.電阻一定時,電流隨著電壓的增大而增大D.電壓一定時,電阻隨著電流的增大而減小3.(2023 高要區二模)小明在研究通過導體的電流與其兩端電壓關系時,根據測量數據繪制出如圖所示的I﹣U圖象。下列判斷錯誤的是( )A.通過R1的電流與它兩端所加電壓成正比B.通過R2的電流與它兩端所加電壓成正比C.將它們串聯接到同一電路中,當通過的電流為0.2A時,電路的總電壓為3.5VD.將它們并聯連接到兩端電壓為2.5V的電路中,通過干路的電流是0.7A4.(2023 洪山區校級模擬)在探究電阻一定時電流與電壓關系的實驗中,某同學連接的電路如圖所示。已知電源電壓為3V,滑動變阻器上標有“30Ω 1A”字樣。閉合開關,調節滑動變阻器,實驗中得到的實驗數據如表所示,下列說法不正確的是( )序號 1 2 3 4 5U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5I/A 0.10 0.19 0.42 0.39 0.49①第1次實驗的數據不是他實驗中實際測得的②第4次實驗時滑動變阻器接入電路電阻與定值電阻的阻值之比為2:1③多次實驗的目的是為了減小誤差④該實驗得出的結論是:通過導體的電流跟導體兩端的電壓與成正比A.③④ B.①③ C.②③④ D.①②③④5.(2023 泗水縣四模)如圖在探究電流跟電阻關系的實驗中,滑動變阻器的規格為“30Ω 0.5A”,定值電阻為5Ω、10Ω、15Ω,實驗數據見下表。下列關于實驗的幾種說法中正確的是( )實驗次數 電阻R/Ω 電流I/A1 5 0.32 10 0.153 15 0.10①上述3次實驗中,都是調節滑動變阻器使電壓表的示數為1.5V②要順利完成這3次實驗,電源電壓不能超過4.5V③如果只有6V電源,要順利完成3次實驗則定值電阻兩端的電壓不能低于2V④用該實驗器材只能探究電流與電壓和電阻的關系A.① B.①② C.①②③ D.①②③④6.(2023 巨野縣一模)利用如圖甲所示的電路探究電流和電阻的關系,電源電壓保持3V不變,分別將5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值電阻R連入電路,按實驗要求測得通過各定值電阻的電流,描繪出如圖乙所示的圖象,則下列判斷正確的是( )A.實驗中電壓表的示數保持1V不變B.當R短路時,電壓表有示數,電流表無示數C.電壓一定時,電阻和電流成正比D.將R從5Ω換成10Ω后,應將滑片向右移7.(2023 門頭溝區二模)小明想要利用如圖所示的電路探究“電流與電壓的關系”,下列說法正確的是( )A.實驗過程中應該保持電阻R阻值不變B.實驗過程中滑動變阻器的作用只是保護電路C.實驗過程中應該調滑動變阻器使電流表示數不變D.實驗過程中應該調滑動變阻器保持電壓表示數不變8.(2023 諸城市二模)小明同學用如圖所示的電路探究“通過導體的電流與電阻的關系”,有下列器材:電壓恒為6V的電源、電流表、電壓表、阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的定值電阻R、滑動變阻器(lA 20Ω)、開關和導線若干。(1)在如圖所示的電路中,小明首先將R=5Ω的電阻接入,閉合開關前檢查發現有一根導線連接錯誤,請在錯誤的導線上畫“×”,并用筆畫線代替導線將電路連接正確;(2)在進行第2次實驗時,小明同學斷開開關,將R=5Ω的電阻換為10Ω后,就想閉合開關,同組的小華及時制止。小明同學應先將 ,再閉合開關移動滑片,當 時,將電流表示數填入表格中;實驗次數 1 2 3 4R/Ω 5 10 20 30I/A 0.6 0.3 0.15 0.1(3)進行第4次實驗時,將接入電阻R的阻值換為30Ω,發現無論怎樣移動滑動變阻器的滑片都不能將電壓表的示數調到3.0V。為達實驗目的,若重新選擇器材進行實驗,以上四個定值電阻都能為實驗所用,下列調整可行的是 。A.增大電源電壓B.換用最大阻值更小的滑動變阻器C.減小電源電壓D.換用最大阻值更大的滑動變阻器(4)小明同學得到的數據如上表所示,通過思路點撥實驗數據,得出的結論是 。9.(2023 成縣三模)某實驗小組用如圖甲所示電路進行“探究電流與電阻的關系”實驗。(1)請將圖乙連接完整,要求:滑動變阻器滑片向左移動時電阻變大。(2)連接電路時,開關應處于 狀態,閉合開關前,滑動變阻器滑片P應該位于 端(選填“A”或“B”)。(3)閉合開關后,同學們發現,無論怎樣調節滑動變阻器的滑片,電流表始終沒有示數,電壓表示數接近電源電壓,原因可能是 。(4)排除故障后,先將5Ω定值電阻接入電路,閉合開關,調節滑動變阻器的滑片,使電壓表的示數為某一定值,此時電流表的示數如圖丙所示,為 0 A。(5)在實驗過程中,將20Ω的定值電阻換成10Ω的定值電阻,閉合開關,應向 (選填“A”或“B”)端移動滑片,直至電壓表示數為 V時,讀出電流表的示數。再繼續實驗,實驗數據記錄在表格中。由實驗數據可知:當導體兩端的電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成 。實驗次數 1 2 3R/Ω 5 10 20I/A 0.2 0.1(6)實驗結束后,某同學向老師提出可以用小燈泡來代替定值電阻,進行“電流與電壓的關系”的實驗探究,老師指出這個實驗操作是不可行的,原因是 。10.(2023 南城縣一模)在探究“通過導體中的電流與電阻的關系”實驗中,所用電源電壓恒為10V,已有的5個定值電阻的阻值分別為20Ω、30Ω、40Ω、50Ω、60Ω。(1)根據圖a(甲)所示電路,用筆畫線代替導線將圖a(乙)所示的實物電路連接完整(導線不交叉)。(2)閉合開關前,滑動變阻器的滑片應移至最 (填“左”或“右”)端。閉合開關后,發現電流表指針無偏轉,電壓表指針有明顯偏轉,原因可能是電阻R (填“短路”或“斷路”);(3)在實驗中,先接入20Ω的電阻,調節滑動變阻器的滑片P至某一位置時,觀察到電流表、電壓表指針位置如圖b(甲)、(乙)所示,則電流表示數為 A,電壓表示數為 V。接下來用30Ω代替20Ω的電阻做實驗時,應將滑動變阻器的滑片P從上一位置向 (填“左”或“右”)滑動;(4)上述實驗中所選滑動變阻器的最大阻值至少為 Ω。1.(2023 揚州)如圖所示,在“探究電流與電阻的關系”時,電源電壓恒為4.5V,R1可選用5Ω、10Ω、20Ω的電阻,滑動變阻器R2規格為“25Ω 0.5A”,電壓表(量程為0V~3V),電流表(量程為0~0.6A)。下列說法正確的是( )A.將R1由10Ω換成20Ω,不需要調節滑動變阻器B.調節滑動變阻器的過程中,應觀察電流表的示數C.實驗中可保持R1兩端電壓為3VD.將R1由10Ω換成20Ω,正確操作后滑動變阻器的功率將變小2.(2023 宿遷)用圖甲所示電路“探究電流與電阻的關系”。電源電壓為4.5V不變,滑動變阻器規格為“20Ω 1A”,有4Ω、6Ω、8Ω、10Ω、12Ω的定值電阻各一個。(1)用筆畫線代替導線把圖甲電路連接完整,要求:當滑片P向左滑動時,變阻器接入電路的電阻變大;(2)連接電路時,開關應該 (選填“斷開”或“閉合”);(3)先接入12Ω定值電阻,閉合開關,移動變阻器的滑片P移至合適位置,電壓表的示數如圖乙所示,示數為 V,記下電流表的示數。斷開開關,將12Ω電阻換成10Ω后,閉合開關,移動變阻器的滑片P使 表的示數與前一次相同,記錄相關數據;(4)依次改變電阻R的阻值,共測得五組實驗數據,根據實驗數據,在圖丙的坐標系中描繪出I﹣R圖象為曲線A;①由圖象可得出的結論是: ;②根據上面所測的五組實驗數據,把每次實驗時記錄的電流值和對應變阻器RP的阻值,在圖丙坐標系中描成點,將這些點繪成曲線B,發現曲線B與曲線A (選填“有交點”或“無交點”),其原因是 ;③本實驗的主要研究方法是“控制變量法”,下列物理教材中的實驗,沒有用到“控制變量法”的有 。A.探究二力平衡的條件B.探究影響液體內部壓強的因素C.用電流表和電壓表測量定值電阻的阻值3.(2023 德陽)在“探究通過導體的電流與電壓、電阻的關系”實驗中,小明利用穩壓電源(恒為4.8V)、電阻箱(阻值可調節)、滑動變阻器(“60Ω 0.6A”)、電壓表、電流表、導線若干做了如下實驗:(1)請你用筆畫線代替導線,將圖甲的實物圖連接完整,要求滑動變阻器的滑片P向右滑動時,接入電路的電阻變大。(2)按照(1)問中你的連接方式,閉合開關前,滑動變阻器的滑片應置于 端。(選填“左”或“右”)(3)小明控制電阻箱接入電路的阻值R=5Ω一定,調節滑動變阻器的阻值,進行了5次實驗,測得了表1中的數據,其中第4次實驗時,電壓表指針如圖乙所示,其示數為 V,通過實驗數據的思路點撥可得出:通過導體的電流與 的關系。表1實驗次數 1 2 3 4 5U/V 0.5 1 1.5 3I/A 0.1 0.2 0.3 0.5 0.6(4)小明實驗時控制電壓表的示數U=3V一定,通過移動變阻器滑片P和改變電阻箱R接入電路的阻值,進行了5次實驗,測得了表2中的數據,通過實驗數據的思路點撥可得出:通過導體的電流與 的關系,本實驗研究物理問題所用到的方法是 。表2實驗次數 1 2 3 4 5R/Ω 5 10 15 20 30I/A 0.6 0.3 0.2 0.15 0.1(5)小明按照(4)問的實驗操作進行更多的數據探究,電阻箱接入電路的阻值不能超過 1 Ω。4.(2023 日照)小明同學在參加學校物理興趣小組探究活動中發現,很多電器產品復雜的電路都是由簡單的電路組合而成,使用時它們的電流與電壓、電阻總存在一定的關系。某次探究活動中,小明找到一個未知電阻R1(阻值不變),設計了如圖甲所示的電路圖。電源電壓保持6V不變,滑動變阻器R2的規格為“50Ω 1A”。(1)根據電路圖連接實驗電路時,所采用的電流表、電壓表如圖乙所示。閉合開關后發現電壓表無示數,電流表有示數。滑動滑片,電流表示數發生變化。則電路中故障可能是: ;排除故障之后,閉合開關,滑動滑片,記錄實驗數據見表1:表1數據序號 1 2 3 4 5 6電壓U/V 2 2.5 3 3.5 4.5 5電流I/A 0.2 0.25 1.5 0.35 0.45 0.5①由表1可知電阻R1= Ω。這些數據中第 組(填寫數據序號)是明顯錯誤的。請你幫助小明思路點撥讀取數據錯誤的原因是: 。②通過此實驗,可以得出電流I與電壓U的關系:在電阻一定的情況下,通過導體的電流與導體兩端的電壓 。(2)保持其他元件不變,只將R1由10Ω更換為5Ω,要繼續保持電阻R1兩端電壓3V不變,滑動變阻器R2需要向 (選填“左”或“右”)端滑動;將R1繼續更換為15Ω、20Ω…,保持R1兩端電壓3V不變,記錄數據見表2:表2電壓U=3V數據序號 1 2 3 4 5 …電阻R1/Ω 5 10 15 20 30 …電流I/A 0.6 0.3 0.2 0.15 0.1 …①要想滿足電阻R1兩端電壓保持3V不變,電阻R1可更換的最大電阻值為 Ω。②思路點撥表中的實驗數據,得出電流I與電阻R的關系: 。(3)在探究多個變量之間的關系時,兩實驗均利用了 法。5.(2023 丹東)在“探究電流與電壓的關系”實驗中,小潘設計并連接了如圖甲所示的電路。(1)在閉合開關前,滑動變阻器的滑片應移到最 端。(選填“左”或“右”)(2)閉合開關,發現電流表有示數,電壓表無示數,已知導線、儀表均完好且接觸良好,則故障原因可能是定值電阻 。(選填“斷路”或“短路”)(3)排除故障后,閉合開關,移動滑動變阻器的滑片,當電壓表的示數為1.0V時,電流表示數如圖乙所示,則電流表示數為 A。(4)繼續移動滑動變阻器的滑片,進行多次測量,記錄實驗數據如下表。實驗次數 1 2 3 4電壓U/V 1.0 1.6 2.2 2.8電流I/A 0.16 0.22 0.28思路點撥表中數據可知:在電阻一定的情況下,通過導體的電流與導體兩端的電壓成 。(5)同桌的小明分別用兩個阻值未知的電阻R1和R2進行實驗,得到兩個電阻的I﹣U圖象,如圖丙所示。由圖象可知R1 R2。(選填“>”“<”或“=”)(6)若將定值電阻換成小燈泡,不能達到本實驗的探究目的,是因為 。 展開更多...... 收起↑ 資源列表 17.1 電流與電壓和電阻的關系(原卷版).docx 17.1 電流與電壓和電阻的關系(解析版).docx 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫