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第六節 電流與電壓、電阻的關系　專題復習與鞏固訓練
【要點詳解】
知識點1：電流與電壓、電阻的關系
電路中要有持續的電流，電路兩端必須有電壓，電壓越高，電流就越大，導體本身對電流有阻礙作用，導體的電阻越大，對電流的阻礙作用越大。因此，通過導體的電流受到電壓和電阻兩個因素的影響。要研究三個量的關系，可采用控制變量法，先保持電阻不變，研究電流和電壓的關系；再保持電壓不變，研究電流和電阻的關系；然后綜合研究結果，得到結論。【出處：21教育名師】
探究電流跟電壓、電阻的關系
實驗目的 電流與電壓的關系 電流與電阻的關系
控制變量 控制電阻不變，改變電壓 控制電壓不變，改變電阻
電路圖
如何控制 電阻不變，用滑動變阻器調節導體兩端的電壓，從電壓表上讀出導體兩端的電壓值，從電流表上讀出通過導體的電流 更換不同的電阻，通過調節滑動變阻器，控制電壓表的示數不變，即電阻兩端的電壓不變，觀察電流表示數的變化
分析論證 從實驗數據可以看出電流和電壓有關，電流隨電壓的增大而增大。將實驗數據通過圖像的形式表示出來（如圖所示），通過圖像分析可知電流的大小與電壓成正比 從實驗數據可以看出電流和電阻有關，電流隨電阻的增大而減小。將實驗數據通過圖像的形式表示出來（如圖所示），通過圖像分析可知電流的大小與電阻的倒數成正比，即與電阻成反比
探究歸納：①在電阻一定時，電流跟電壓成關系；
②在電壓一定時，電流跟電阻成 關系。
說明 ①探究電流與電壓關系的前提是“電阻一定”，敘述順序是“電流與電壓成正比”，而不是“電壓與電流成正比”。21世紀教育網版權所有
②探究電流與電阻關系的前提是“電壓一定”，敘述順序是“電流與電阻成反比”，而不是“電阻與電流成反比”。www.21-cn-jy.com
例1 圖甲是小偉探究“導體中電流與電阻的關系”的實驗電路圖，圖乙是他根據實驗數據描繪出的I—R關系圖像。由圖像可知：當電壓一定時，電流與電阻成 （填“正比”或“反比”）；他每次控制電阻的兩端電壓為 V不變。若電源電壓為4.5V，實驗中R的阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω，那么滑動變阻器的阻值至少為 　 Ω。
知識點2：歐姆定律及其應用
1．內容
導體中的電流，跟這段導體兩端的電壓成 ，跟這段導體的電阻成 ，這個結論叫做歐姆定律。21*cnjy*com
2……公式
如果用U表示導體兩端的電壓，I表示通過導體的電流，R表示這段導體的電阻，那么歐姆定律的公式為： 。【來源：21cnj*y.co*m】
變形公式為： 和 。
3．對歐姆定律的正確理解
（1）同一性：I、U、R是對同一導體（或同一段電路）而言，三者要一一對應，不同導體之間的電流、電壓、電阻不存在上述關系。www-2-1-cnjy-com
（2）同時性：在同一部分電路上，開關的閉合及滑動變阻器滑片的移動，都將導致電路中的電流、電壓發生變化，所以公式中的三個量必須是同一時間的值。
（3）統一性：公式中三個量的單位必須是國際制單位。即電流I的單位為A，電壓U的單位為V，電阻R的單位為Ω。【版權所有：21教育】
例2　在做“探究導體中電流跟電阻的關系”的實驗中，實驗器材有：學生電源（3V不變），電流表，電壓表，定值電阻四只（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω各一只），滑動變阻器M（10Ω 1A），滑動變阻器N（20Ω 1A），開關、導線若干。21·cn·jy·com
（1）請你用筆畫線代替導線，將圖中的實物電路連接完整，要求滑片P向B端移動時電路中電流變大。
（2）實驗過程中，使用不同定值電阻進行探究時，調節滑動變阻器的阻值，使電阻R兩端電壓保持不變，這種方法是 （填字母編號）。21教育名師原創作品
A．轉換法 　　　　　B．控制變量法 　　　　C．等效替代法
（3）某次實驗中，連接好電路，閉合開關時，發現電流表示數幾乎為零，電壓表示數約3V，調節滑動變阻器的阻值，兩電表示數均無明顯變化，電路故障原因可能是 。
（4）排除故障后，更換不同定值電阻進行了實驗，記錄實驗數據如表：
實驗次數 1 2 3 4
電阻/Ω 5 10 20 25
電流/A 0.40 0.20 0.10 0.08
分析表中數據可得到的結論是： 。
（5）實驗中選擇的滑動變阻器應是 （填“M”或“N”）。
例3如圖所示的電路中，電源電壓不變，電阻R1的阻值為20Ω。當斷開開關S1和S2，閉合開關S3時，電流表的示數為0.50A；當斷開開關S2，閉合開關S1、S3時，電流表的示數為0.90A。求：【來源：21·世紀·教育·網】
（1）電阻R2的阻值。
（2）斷開開關S1和S3，閉合開關S2時，加在電阻R1兩端的
電壓。
知識點3： 伏安法測電阻
1．實驗原理
根據公式 ，可以用電流表測通過電阻的電流，用電壓表測電阻兩端的電壓，再利用該公式即可求出導體的電阻。這種方法稱之為 。21*cnjy*com
2……實驗電路
3．實驗步驟
（1）斷開開關，按如圖所示電路圖連接好電路。
（2）將滑動變阻器的滑片移到阻值 的位置，閉合開關，讀出電流表和電壓表的示數，并記錄。
（3）移動滑動變阻器的滑片，改變滑動變阻器的阻值，再讀數，并記錄。如此再重復一次。
（4）根據R=，求出三次測量的電阻值，并求三個電阻值的 ，作為待測電阻的測定值。
4．注意事項
（1）連接電路時，開關要斷開。
（2）電流表要串聯接入電路，電壓表要與被測電阻并聯，并用試觸法確定量程。
（3）在連接電路時，滑動變阻器要“一上一下”連接。滑片處于滑動變阻器的阻值最大處是為了防止閉合開關時電流過大，損壞電路元件。
（4）為了減小測量誤差，必須利用滑動變阻器改變待測電阻兩端的電壓和通過它的電流，多次測量求平均值。
例4 探究電流與電阻關系的電路圖如圖甲所示，可供使用的實驗器材有：電源（電壓恒為4.5V），電流表、電壓表、開關各一個，滑動變阻器（“10Ω 2A”、“20Ω 1A”）兩個，定值電阻三個（5Ω、10Ω、15Ω），導線若干。
（1）連接好電路，閉合開關前變阻器的滑片P應該移至 。
（2）閉合開關后，發現電流表無示數，電壓表有示數且接近于電源電壓，則電路中出現的故障可能是定值電阻發生了 。
（3）排除故障后，小明通過實驗測得多組數據，由這些數據得到如圖乙所示的電流隨電阻R變化的圖像，由圖像可以得到的結論是： 。
（4）在上述實驗中，小明先把5Ω的電阻接入電路中進行測量，接著又改用10Ω的電阻繼續做實驗，當把10Ω的電阻接入電路后，小明應將滑片P向 端移動至適當的位置，目的是 。2-1-c-n-j-y
（5）小明實驗所選用的滑動變阻器應該是 。如果小明沒有正確選用滑動變阻器，在實驗中就會現這樣的情況，當把 Ω的電阻接入電路時，發現無論怎樣移動變阻器的滑片，都無法使電壓表的示數達到實驗要求的數值。
【易錯點撥】
易錯點 歐姆定律的應用
例5如圖所示電路中，當開關S閉合，甲、乙兩表是電壓表時，示數之比U甲∶U乙=3∶2，當開關S斷開，甲、乙兩表都是電流表時，則兩表的示數之比I甲∶I乙為（ ）
A． 2∶1 B． 3∶1 C． 2∶3 D． 1∶3
【鞏固提升】
1、在探究一個用電器中電流隨電壓變化關系時，小明連接好的電路如圖所示，閉合開關，發現電流表、電壓表均有示數，調節滑動變阻器，電流表、電壓表示數都不變化，小明連接的電路有不妥之處，改正的方法是（ ）
A．將導線K的a端移至接線柱A B．將導線M的c端移至接線柱B
C．將導線M的c端移至接線柱D D．將導線L的b端移至接線柱D
2、小明利用圖甲所示的電路探究“通過導體的電流與電阻的關系”，根據實驗的數據繪出了I-圖像，如圖乙所示。分析圖像可知，當導體的電阻為 Ω時，通過它的電流為0.2A；當電流分別為0.25A和0.5A時，接入電路的導體的電阻之比為 ；實驗過程中，小明控制導體兩端的電壓為 V。
3、在某一溫度下，連接在電路中的兩段導體A和B中的電流與其兩端電壓的關系如圖所示，由圖中信息可知（ ）
A. A導體的電阻為10Ω　　　 B. B導體的電阻為10Ω
C. A導體兩端電壓為3V時，通過A導體的電流為0.3A
D. B導體兩端電壓為3V時，通過B導體的電流為0.6A
4、如圖是自動測量油箱內油量的裝置圖。其中R′是定值電阻，R是弧形變阻器，它的金屬滑片是金屬杠桿的一端，下列判斷正確的是（ ）
A．油量表是電壓表改裝而成的 　　 B．R和R′是并聯的
C．油位越高，通過R的電流越大 　 D．油位越低，R兩端的電壓越小
5、在甲圖中，R1=3R2，要使R1與R2組成并聯電路，應閉合開關 ，斷開開關 ，此時R1與R2中通過的電流比I1∶I2= 。在乙圖中，閉合開關S，并將滑片向右移動，電壓表示數將 （填“變大”、“變小”或“不變”），如在移動滑片時，V的示數突然增大到接近電源電壓值，而A的指針幾乎不偏轉，出現這一現象的原因可能是 。
6、學習了電學相關知識后，學校舉辦了一次綜合實踐活動，活動的主題是利用電流表或電壓表制作一個簡易電子秤，圖1是小紅設計的電子秤原理圖，其中E為干電池（2節）；A是電流表（電子秤示數表盤）；R0是定值電阻（5Ω）；R是一根長為6cm阻值為15Ω的均勻電阻絲，c是一根彈簧，其所受壓力F與壓縮量ΔL的關系如圖2所示（塑料盤的重力不計），g取10N/kg，制作時，調整彈簧的長度，使之不稱重物時滑片P剛好在電阻絲的a端。
（1）該電子秤的最大稱量是多大，應選用的電流表最大量程是多少？
（2）當電流表的指針指在0.3A處時，所稱重物的質量是多少？
7、某學習小組在一次實驗中利用電壓表和電流表測量出了多組數據，并記錄在表中，請根據表中給出的數據，分析判斷出他們實驗時所使用的電路圖可能是（ ）
U/V 3.0 2.5 2.0 1.8 1.5 1.3
I/A 0.20 0.30 0.40 0.44 0.50 0.54
8、如圖甲所示，是“探究電流與電壓、電阻的關系”實驗的實物連接圖。
（1）實驗中為保護電路元件，閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應該滑動到 端（填“左”或“右”）。2·1·c·n·j·y
（2）在探究電流與電壓的關系時，閉合開關，保持ab間的電阻不變，調節滑動變阻器滑片位置，測出對應的電流和電壓，根據實驗數據畫出電流隨電壓變化的圖像，如圖乙所示，分析圖像可以得出結論： 。
（3）在探究電流與電阻的關系時，實驗操作過程中如果只是把ab間電阻由10Ω換成15Ω后，為保持 表的示數不變，應將滑動變阻器滑片向 （填“左”或“右”）滑動。
9、如下左圖是小強“探究通過導體的電流與電阻關系”的實驗電路（電源電壓保持不變），中間圖是他依據測得的實驗數據繪制的電流I隨電阻R變化的圖像，由圖像可知R兩端的電壓為 V；當R的電阻由10Ω更換為15Ω時，閉合開關后，為使R兩端的電壓 （填“改變”或“不變”），滑動變阻器的滑片應向 （填“a”或“b”）端滑動。
10、如上右圖是小明和小華設計的拉力健身器示意圖，在拉環處加拉力時，滑桿PQ可隨之自由滑動（導線對滑桿滑動無影響）。已知：在彈性限度內，彈簧伸長的長度與受到的拉力大小成正比。老師認為他們的設計有不足之處，應在電路中串聯一個定值電阻。
（1）串聯定值電阻在電路中的作用是 　　　　　　 。
（2）小明和小華的改進方案分別如下：
小明：把定值電阻串聯接在A、B之間。
小華：用定值電阻替換電流表。
若按照小明的方案：閉合開關，向右拉動拉環，滑片P向右移動的過程中，電壓表的示數 （填“變大”、“不變”或“變小”）。21cnjy.com
若按照小華的方案：閉合開關，當拉力為0N時，滑片P位于B端，電壓表示數為0V；當拉力為500N時，電壓表示數為1.5V；當拉力為1000N時（在彈性限度內），電壓表示數
3V（填“大于”、“等于”或“小于”）。
第六節 電流與電壓、電阻的關系　專題復習與鞏固訓練　　參考答案
【要點詳解】
知識點1：正比 反比
例1 反比 2.5 20 知識點2：正比 反比 I= U=IR R=
例2 （1）如圖
（2）B （3）R斷路 （4）在電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比 （5）N
例3 （1）當斷開開關S1和S2，閉合開關S3時，電路中只有電阻R1，U=I1R1=0.50A×20Ω=10V。斷開開關S2，閉合開關S1和S3時，電阻R1和R2并聯，電流表測量的是干路中的總電流，而I=0.90A，I2=I-I1=0.90A-0.50A=0.40A，R2===25Ω。（2）斷開開關S1和S3，閉合開關S2時，電阻R1和R2串聯，R=R1+R2=20Ω+25Ω=45Ω，U1=I串R1=A×20Ω≈4.4V。 知識點3：R= 伏安法 最大 平均值 21教育網
例4 （1）b端（或最右端） （2）斷路 （3）電壓一定時，電流與電阻成反比 （4）b 使電壓表的示數減小到2.5V （5）“20Ω 1A” 1521·世紀*教育網
【易錯點撥】
例5 D
【鞏固提升】
1. B 2. 10 2∶1 2 3. B 4. C 5. S1、S3 S2 1∶3 變小 電阻R斷路
6. D　　7. （1）6kg 0.6A （2）2kg
8．3 不變 b
9． （1）保護電路 （2）不變 小于
10.（1）右 （2）當導體的電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比
（3）電壓 右
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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