1、专题16 （实验）探究电流与电压和电阻的关系 核心考点：【猜想与假设】电阻一定时，电压越高，电路中的电流越大；电压一定时，电阻越大，则电路中电流越小。【设计与进行实验】1.实验器材：电源、不同阻值的定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线； 2.实验步骤：（1）闭合开关，保持电路中电阻10不变，分别调节滑动变阻器的滑片，使电阻两端的电压成倍数增加，观察电流表示数，将数据填入表格。（2）闭合开关，分别将阻值不同的电阻接入电路，并且通过调节滑动变阻器的滑片，使阻值不同的定值电阻R两端的电压保持3V不变，观察电流表示数，将实验数据记录表中。根据上述表中的数据绘制的图像和图像如图所示。 【分析
2、和论证】观察到图像可知，在一定时，与成正比。观察到图像可知，在一定时，与成反比。【实验结论】在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；在电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比。【实验方法】控制变量法：探究电流与电压的关系时：控制定值电阻的阻值不变，移动滑片，改变定值电阻两端的电压，观察电流表的示数；探究电流与电阻的关系时：更换电阻，调节滑片位置，控制电压表示数不变，观察电流表的示数；【交流与讨论】（1）滑动变阻器的作用：探究电流与电压的关系：保护电路、改变定值电阻两端的电压；探究电流与电阻的关系：保护电路、保持定值电阻两端的电压不变；（2）连接电路前，开关应断开，闭合开关前，滑动变阻
3、器的滑片应滑动到阻值最大处。（3）电流表、电压表的使用和读数。（4）实物电路图连接、纠错及画电路图。（5）多次测量的目的：使结论更具有普遍性。（6）在探究电流与电阻关系实验中，更换阻值不同的电阻后，移动滑片方向判断：换大调大。（7）电路故障分析。（8）表格错误数据的分析：探究电流与电压的关系：分析比较各组数据电压与电流的比值是否相同，不同的一组数据为错误数据。探究电流与电阻的关系：比较各组数据电阻与电流的乘积是否相同，不同的一组为错误数据。（8）欧姆定律的相关计算。（9）将定值电阻换为小灯泡的评估：小灯泡的电阻会随温度变化而变化，从而会影响实验结论，因此不能将定值换作小灯泡进行实验。 针对训练
4、1小琼同学用如图所示的电路探究电流跟电阻的关系，实验时应保持A、B两端的电压不变，当他将A、B两点间的电阻由5更换为10后，发现电压表的示数发生了变化，下一步的实验操作应该是（）A保持变阻器滑片不动，将电池节数增加B保持电池节数不变、变阻器滑片不动，改变电压表的量程C保持电池节数不变，将变阻器滑片适当向左移动D保持电池节数不变，将变阻器滑片适当向右移动【解析】根据串联分压原理可知，将定值电阻由5改接成10的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；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。A、保持变阻器滑片不动，将电池节数增加，由分压原理，电压表示数变大，故A错误；B、保持电池
5、节数不变、变阻器滑片不动，改变电压表的量程，不能使电压表的示数不变，故B错误；CD、根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数不变，故C错误、D正确。故选：D。2图是“探究通过导体的电流与电压的关系”实验电路，关于这个实验的表述正确的是（）A表a是电压表，表b是电流表B使用滑动变阻器的目的是减小实验数据的误差C经过实验可以得出结论：电压与电流成正比D更换不同阻值的电阻重复实验，是为了使实验结论更具普遍性【解析】A、由图可知，a串联在电路中，为电流表，b并联在电阻两端，为电压表，故A错误；B、本实验中，
6、滑动变阻器在本实验中的作用除了保护电路，还有一个作用是获得多组电流、电压值，找到电流电压规律，故B错误；C、通过实验可以得出的结论是：在电阻一定时，导体的电流与导体两端的电压成正比，故C错误；D、更换不同阻值的电阻重复实验，这样做的目的是防止偶然性的发生，使实验结论更具普遍性，故D正确。故选：D。3用如图所示的实验电路探究电流与电阻的关系，下列注意事项错误的是（）A连接电路时，开关应该是断开的B闭合开关前，滑片应处于滑动变阻器的最右端C更换电阻后，应调节滑片让电压表的示数相同D应测多组数据，以减小实验误差【解析】AB、连接电路时，为保护电路，开关应该是断开，A正确；闭合开关前，滑片应处于阻值最
7、大处，即滑动变阻器的最右端，B正确；C、探究电流与电阻的关系时要控制电阻的电压不变，故更换电阻后，应调节滑片让电压表的示数相同，C正确；D、为得出普遍性的结论，应测多组数据，故D错误。故选：D。4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象。以下有关叙述错误的是（）A该同学研究的是电流和电阻的关系B闭合开关，发现电流表示数过大，原因可能是滑动变阻器连入电路阻值过小C实验中电压表的示数保持2.5V不变D将Rx从5换成10后，应将滑片P向左移【解析】AC、由图乙知，电流与电阻之积为：UIR0.5A50.1A252.5V，即控制电阻的电压不变；由题
8、意，更换5个定值电阻Rx，改变电阻大小，故是研究电流与电阻关系，A正确，C正确；B、闭合开关，发现电流表示数过大，原因可能是滑动变阻器连入电路阻值过小，B正确；D、根据串联分压原理可知，将定值电阻由5改接成10的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；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分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为2.5V，D错误。故选：D。5在电学的学习中，比较多实验都用到滑动变阻器，某同学利用如图所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”，有关对应实验中滑动变
9、阻器的作用和操作说法错误的是（）A实验开始时，滑动变阻器的滑片处于最大值端，作用是使电路中的电流最小，可以保护用电器B在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时，可调节滑片，使电压表的示数产生变化C在探究通过导体的电流与导体的电阻关系时，滑动变阻器的作用是保持接入的定值电阻两端的电压不变D在探究通过导体的电流与导体的电阻关系时，要控制电阻不变【解析】A、为保护电路，连接电路时，滑动变阻器的滑片处于最大值端，作用是使电路中的电流最小，故A正确；B、在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时，通过调节滑片，使电压表的示数产生变化，多次测量，得出具有普遍性的结论，故B正确；C、在探究通过导体的电流与导体
10、的电阻关系时，根据控制变量法，要控制导体的电压不变，滑动变阻器的作用是通过移动滑片，保持接入的定值电阻两端的电压不变，故C正确；D、在探究通过导体的电流与导体的电阻关系时，应控制电压不变，更换电阻，不是控制电阻不变，故D错误。故选：D。6在探究“电流与电阻关系”的实验中，实验室提供了如下器材：电源（电源电压3V保持不变）、滑动变阻器R0（020）、电阻箱（09999）、电压表（03V）、电流表（00.6A）、开关各一个、导线若干。依据如图所示的电路，各小组同学保持电阻R两端的电压U2V不变，记录了六组数据，并绘制成图象。请你根据所学的知识和给定的器材，选择出比较合理的图象（）ABCD【解析】在
11、电压不变时，电流与电阻成反比，电流与电阻之积为2V，电流随电阻变化关系为反比例函数，D错误；根据串联电路电压的特点，变阻器分得的电压为：3V2V1V，定值电阻的电压为变阻器分得的电压为2倍，根据分压原理，定值电阻的最大值为2040，故BC错误、A正确。故选：A。7某实验小组同学在“探究电流与电阻关系”的实验中，所选电源电压为3V，滑动变阻器规格为“20 1A”（1）图甲是实验的实物连线图，其中有一条导线连接错误，请在该导线上打“”并画出正确连线；（2）改正错误后闭合开关，将5的定值电阻接入电路，移动滑动变阻器的滑片至某一合适位置，电流表的示数如图乙所示，为 A，电压表的示数为 V；（3）断开开
12、关，将5的定值电阻换为10，闭合开关并相应地将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）端移动，这一过程中眼睛要一直观察 表示数的变化，直到其示数为 （填数据），并记录相关数据；（4）小强同学根据这两次实验数据就得出了结论，而小华同学认为不合理，你认为他的理由是 。（5）若实验室还有“20，30，40，50”的定值电阻，每次实验均选用单个定值电阻连入电路，请把其中能继续完成本实验探究的电阻都写出来 。【解析】（1）原电路中，电压表和R被短路了，电阻应与变阻器串联，电压表与电阻并联，改正后如下所示：（2）由图知电流表选用小量程，分度值为0.02，电流为0.4A，根据欧姆定律I得，电压为：UIR0
13、.4A52V；（3）根据串联分压原理可知，将定值电阻由5改接成10的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，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分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，这一过程中眼睛要一直观察电压表示数的变化，直到其示数为2V；（4）实验中通过两次数据得出的结论具有偶然性，不具备普遍性，要进行多次实验，得出普遍结论；（5）由（3）知，即定值电阻两端控制的电压为2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑3V2V1V，电压表示数为变阻器分得电压的2倍，根据分压原理，当滑
14、动变阻器的最大阻值20连入电路时，对应的定值电阻最大值为：R22040，为了完成整个实验，他更换的定值电阻R的阻值不能大于40，即20，30，40的电阻，能继续完成本实验探究。故答案为：（1）如上所示；（2）0.4；2；（3）左；电压；2V；（4）实验中通过两次数据得出的结论具有偶然性；（5）20，30，40。8如图是小新同学探究“电流与电压关系”的电路图：（1）请按电路图将实物图连接完整（滑片P向左滑时接入电阻变大）；（2）小新连接电路时，滑动变阻器的滑片P应放在 （选填“A”或“B”）端；（3）闭合开关后小新发现，无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电流表无示数，电压表指针有示数且不变，原因可
15、能是 ；（4）接着同组的小华同学又找老师要来了三只阻值分别5、10、15的电阻，准备探究“电流与电阻关系”，实验中他需要保持 不变，若他只是将电阻5换成10而没有调整电路的其他部分时，他将观察到电压表的示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”），为了完成实验他需要移动滑动变阻器的滑片P，那么他移动滑动变阻器滑片P的目的是 。【解析】（1）根据滑片P向左滑时接入电阻变大，故变阻器右下接线柱连入电路中与电阻串联，如下所示：（2）小新连接电路时，为保护电路，滑动变阻器的滑片P应放在阻值最大处的A端；（3）闭合开关后小新发现，无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电流表无示数，电路可能断路，电压表指针有示数
16、且不变，则电压表与电源连通测电源电压，则原因可能是R断路；（4）探究“电流与电阻关系”，实验中他需要保持电压表示数不变，若他只是将电阻5换成10而没有调整电路的其他部分时，由分压原理，他将观察到电压表的示数变大；为了完成实验他需要移动滑动变阻器的滑片P，那么他移动滑动变阻器滑片P的目的是控制电压表示数不变。故答案为：（1）如上所示；（2）A；（3）R断路；（4）电压表示数；变大；控制电压表示数不变。9小玉同学在“探究电流与电压和电阻的关系”实验中，选用器材如下：电压为4.5V的电源、阻值为050的滑动变阻器、电流表、电压表、开关、5，10，15，30的定值电阻各一个、导线若干。（1）连接电路时
17、，开关应 ，实验前，调节滑动变阻器的滑片使其阻值 。（2）请用笔画线代替导线，将甲图的实验电路连接完整。（3）试触时，小玉同学发现电流表无示数，电压表指针超过量程，则电路的故障可能是定值电阻 （选填“短路”或“断路”）。（4）在探究电流与电压的关系时：多次改变滑片的位置，测出了多组实验数据，记录表格如下。当电压表示数为2.8V时，电流表的示数如图乙所示为 A。分析表格中的实验数据得出结论：当电阻一定时，导体中的电流与导体两端电压成 比。电压U/V1.01.42.02.42.8电流I/A0.10.140.200.24不能用小灯泡代替定值电阻做上述实验，原因是小灯泡灯丝的电阻是随 的变化而改变的。
18、（5）在探究电流与电阻的关系时：保持定值电阻两端电压1.5V不变，将5电阻换成10电阻，需要将滑动变阻器滑片向 （选填“A”或“B”）端滑动。将15电阻换成30电阻时，无论怎样移动滑片，都无法使电压表的示数达到1.5V，原因是滑动变阻器的最大阻值 （选填“过大”或“过小”）。（6）完成上述实验后，小明想设计如图丙所示的电路图，测出电阻Rx的阻值，他找来一个小灯泡，已知它的额定电压为U额，额定功率为P额，并设计出如图所示的电路，其中电源电压未知，请你帮她补全下面的实验内容：闭合S、S2，断开S1，移动滑动变阻器的滑片直至 。闭合S、S1，断开S2，滑动变阻器滑片不动，调节电阻箱R，使电流表示数与
19、上一步相同，记下电阻箱示数为R0。未知电阻Rx 。【解析】（1）连接电路时，开关应断开；实验前，调节滑动变阻器的滑片使其阻值最大。（2）电压表与电阻并联，如下所示：（3）试触时，小玉同学发现电流表无示数，电路可能断路，电压表指针超过量程，电压表与电源连通测电源电压，则电路的故障可能是定值电阻断路；（4）在探究电流与电压的关系时：当电压表示数为2.8V时，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.28A。分析表格中的实验数据知，电压增大为原来的几倍，电流也增大为原来的几倍，得出结论：当电阻一定时，导体中的电流与导体两端电压成正比；研究电流与电压的关系要控制电阻不变，
20、不能用小灯泡代替定值电阻做上述实验，原因是小灯泡灯丝的电阻是随温度的变化而改变的；（5）在探究电流与电阻的关系时：根据串联分压原理可知，将定值电阻由5改接成10的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；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分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向B端移动，使电压表的示数为1.5V不变；电阻两端的电压始终保持UV1.5V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑UUV4.5V1.5V3V，变阻器分得的电压为电压表示数的2倍，根据分压原理，当接入30电阻时，变阻器连
21、入电路中的电阻为：R滑23060，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少60的滑动变阻器，故将15电阻换成30电阻时，无论怎样移动滑片，都无法使电压表的示数达到1.5V（大于1.5V），原因是滑动变阻器的最大阻值过小；（6）闭合S、S2，断开S1，闭合S、S1，断开S2，滑动变阻器滑片不动，调节电阻箱R，使电流表示数与上一步相同，记下电阻箱示数为R0；在中，灯与变阻器串联，电流表测电路的电流，当电流表示数I，灯正常发光；在中，电阻箱和待测电阻串联后再与变阻串联，因电流表示数不变，由等效替代法，电阻箱的电阻与待测电阻之和等于灯正常发光时的电阻，根据P，灯正常发光时的电阻为R额，由电阻的串联规律
22、，R0+Rx，未知电阻：RxR0。故答案为：（1）断开；最大；（2）如上所示；（3）断路；（4）0.28；正；温度；（5）B；过小；（6）电流表示数为I；R0。10.在“探究电流与电压的关系”实验中：（1）请用笔画线代替导线，将甲图中电路连接完整，要求滑片P向B端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大（连线时导线不允许交叉）；（2）正确连接好电路后，闭合开关发现电压表示数为2.8 V，电流表无示数，滑动滑片P两表示数均无变化，则故障原因是 ； 甲 乙 丙（3）小明排除故障后，移动滑片P到某一位置时电流表示数如乙图所示，此时通过电阻的电流为 A，若要增大电阻两端的电压，应将滑片P向_（选填“A”或
23、“B”）端移动；（4）实验中测得多组数据，记录的数据表格如下，根据表格数据，可得电流与电压的关系是 ；本实验所用电阻阻值为 。（5）连接电路时开关应 ，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 （选填“A”或“B”）端。（6）若小明闭合开关前，发现电流表的指针在零刻度线左端，其原因是 。A.电流表没调零 B.电流表正负接线柱接反了（7）请根据表格数据，在图丙中绘制电阻R的I-U图像。（8）某同学认为将定值电阻换成小灯泡也能得出电流与导体两端电压的规律，他的说法 （选填“错误”或“正确”），原因是 。（9）某同学进行实验时所选取的滑动变阻器规格与小明选用的不同，实验时发现无论如何移动滑片，都无法使电压表示数为0.5 V，原因是 ，为了解决这个问题，可以采取的方法是 （写出一种即可）。（10）某同学进行实验时，移动滑片的过程中发现随着电压表示数的增大，电流表示数却逐渐减小，检查电路后发现她连接的电路存在问题，问题是 。答案：（1）；（2）电阻R断路；（3）0.12；A；（4）电阻一定时，通过导体的电流与其两端的电压成正比；5；（5）断开；B；（6）A；（7）（8）错误；小灯泡的电阻会随温度变化而变化，从而影响实验结论；（9）滑动变阻器的最大阻值过小；减小电源电压；（10）将电压表并联在滑动变阻器两端；
