中考物理专题16 （实验）探究电流与电压和电阻的关系（解析版）

1、专题16 （实验）探究电流与电压和电阻的关系Ø 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

2、示。 【分析和论证】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

3、前，滑动变阻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

4、。 Ø 针对训练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

5、大，故A错误；B、保持电池节数不变、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

6、，故A错误；B、本实验中，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

7、合开关前，滑片应处于阻值最大处，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：UIR0.5A×50.1A&

8、#215;252.5V，即控制电阻的电压不变；由题意，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

9、究“电流与电压、电阻的关系”，有关对应实验中滑动变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

10、性的结论，故B正确；C、在探究通过导体的电流与导体的电阻关系时，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

11、的器材，选择出比较合理的图象（）ABCD【解析】在电压不变时，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

12、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

13、量程，分度值为0.02，电流为0.4A，根据欧姆定律I得，电压为：UIR0.4A×52V；（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

14、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：R2×2040，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

15、）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

16、）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

17、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，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/A0.10.1

18、40.200.24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。（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

19、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

20、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，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UUV

21、4.5V1.5V3V，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，变阻器连入电路中的电阻为：R滑2×3060，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，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