专题十二探究电流与电压电阻的关系

专题十二探究电流与电压、电阻的关系知识点1：探究电流与电压的关系【提出问题】电阻一定时，电流与电压存在怎样的关系?【猜想和假设】因为电压是使自由电荷发生定向移动形成电流的原因，所以猜想∶在电阻一定时，电压越高，电流就越大，电流与电压可能存在正比关系。
【设计实验】如图，为了探究电流与电压的关系，需要将定值电阻接入电路，用电压表测量定值电阻两端的电压，用电流表测量通过定值电阻的电流。通过调节滑动变阻器滑片的位置来改变定值电阻两端的电压，进而改变通过定值电阻的电流，从而探究电流随电压变化的规律。
【进行实验与收集数据】将电流表、电压表调零。
取一阻值为5Ω的定值电阻，按照上述电路图连接实物电路。检查所连电路，确认连接准确无误后，调节滑动变阻器滑片至滑动变阻器阻值最大处。定值电阻的阻值/Ω5定值电阻两端的电压/V11.522.5定值电阻两端的电流/A0.20.30.40.5闭合开关，移动滑片到不同位置，记录下滑片在每个位置时电压表和电流表的示数，并填入数据记录表中。根据数据记录表中的数据，在坐标系中描点并画出IU关系图象。【分析与论证】从实验数据和图象可以得出∶
①表格中，电流随电压的增大而增大，且电压与电流的比值为一定值。②图象中，IU图象是一条过原点的直线。
【实验结论】在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。注意1仪器连接时的注意事项连接前
（1）检查仪器∶对照电路图检查仪器是否齐全。
（2）断开开关∶看开关是否处于断开状态。2、连接时（1）电表的连接：①注意用"试触法"选择合适的量程;②注意电流从电表正接线柱流入、从负接线柱流出;
③注意电流表要串联接入电路，电压表要并联接入电路。（2）滑动变阻器的连接：要注意"一上一下"的接线原则，分别把滑动变阻器的上、下两个接线柱接入电路。注意2
实验中的注意事项
缓慢移动滑动变阻器滑片，防止电压表和电流表示数变化过快。移动滑动变阻器滑片的过程中，要注意观察电流表和电压表示数，防止超过电表量程。为了使实验结论具有普遍性，应至少测量记录三组数据。
注意3描点连线时的注意事项不管是作1U图象、IR图象还是其他图象，第一步都是根据数据在坐标系中描点;
将描出的点用平滑的曲线（或直线）连接起来，使尽量多的点落在线上，不在线上的点均匀落在线的两侧。注意4实验结论描述时的注意事项
电流与电压的关系
在结论的描述中，不要漏掉"电阻一定"的前提条件。
电压是导体中产生电流的原因，因为导体两端加了电压，导体中才有电流，所以应该说电流与电压成正比，而不能说电压与电流成正比。电流与电阻的关系
（1）在结论的描述中，不要漏掉"电压一定"的前提条件。
（2）电阻是导体对电流的阻碍作用，是电阻的大小影响了电流的大小，所以应该说电流与电阻成反比，而不能说电阻与电流成反比。
物理方法控制变量法
探究电流与电压的关系时，需保持定值电阻不变，通过移动滑动变阻器滑片来改变定值电阻两端的电压，观察电压变化时通过定值电阻的电流变化，从而分析得出电流与电压的关系。滑动变阻器在本实验中的作用
保护电路，防止电路中电流过大损坏电流表;
改变定值电阻两端电压和通过定值电阻的电流。知识点2：探究电流与电阻的关系【提出问题】电压一定时，电流与电阻存在怎样的关系?【猜想和假设】因为电阻表示导体对电流阻碍作用的大小，所以猜想：在电压一定时，电阻越大，电流越小，电流与电阻可能存在反比关系。
【设计实验】如图，为了探究电流与电阻的关系，需要将不同阻值的定值电阻接入电路，用电压表测量定值电阻两端的电压，用电流表测量通过定值电阻的电流;通过调节滑动变阻器滑片的位置来保证定值电阻两端的电压始终保持不变，从而探究电流随电阻变化的规律。物理方法控制变量法
探究电流与电阻的关系时，需改变定值电阻的大小，并通过移动滑动变阻器滑片控制不同的定值电阻两端的电压相同，观察电阻变化时电流的变化，从而分析出电流与电阻的关系。求甚解
滑动变阻器在本实验中的作用
保护电路，防止电路中电流过大损坏电流表;
控制定值电阻两端电压不变，从而研究电压不变时，电流与电阻的关系。（此实验中换用不同阻值的定值电阻后，定值电阻两端的电压会发生变化，因此需要调节滑动变阻器的滑片来控制定值电阻两端电压不变）
【进行实验与收集数据】将电流表、电压表调零。
按照上述电路图连接实物电路，首先把一阻值为5Ω的定值电阻连接到电路中。检查所连电路，确认连接准确无误后，调节滑动变阻器滑片至其阻值最大处。
闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为3V，读出电流表的示数并填入数据记录表中。
定值电阻两端的电压/V3定值电阻的阻值/Ω5101520通过电阻的电流/A0.600.300.200.15断开开关，把阻值为5Ω的定值电阻依次更换为阻值为10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻，重复步骤4。根据数据记录表中的数据，在坐标系中描点并画出IR关系图象。
【分析与论证】从实验数据和图象可以得出∶
①表格中，电流随电阻的增大而减小，电阻变为原来的n倍，电流就变为原来的1/n，电流与电阻的乘积为一定值。②图象中，IR图象是反比例函数曲线。
【实验结论】在电压一定的情况下，通过导体的电流与导体的电阻成反比。实验解读控制导体两端电压的方法
在探究电流与电压的关系时，我们需要改变定值电阻两端的电压，在具体的操作中，我们通过移动滑动变阻器滑片的位置来改变定值电阻两端的电压。当滑动变阻器接入电路的电阻变小时，定值电阻两端的电压变大;当滑动变阻器接入电路的电阻变大时，定值电阻两端的电压变小。所以，要想使定值电阻两端的电压增大，需减小滑动变阻器接入电路的阻值;反之，则需增大滑动变阻器连入电路的阻值。
在探究电流与电阻的关系时，我们需要保证定值电阻两端的电压不变，在实际操作中，我们仍然通过调节滑动变阻器滑片来保证定值电阻两端的电压不变。当更换阻值较大的定值电阻后，为了保证定值电阻两端的电压不变，需要增大滑动变阻器接入电路的电阻;当更换阻值较小的定值电阻后，为了保证定值电阻两端的电压不变，需要减小滑动变阻器接入电路的电阻。
探究电流与电压、电阻的关系1．“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中，实验器材有：学生电源，电流表、电压表、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关、滑动变阻器和导线若干。（1）请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线，将图乙所示的实物连接成完整电路（连线不得交叉）；（2）连接电路时，开关应处于断开（选填“断开”或“闭合”）状态，连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数，电流表始终无示数，造成这一现象的原因可能是B（填序号）；A.定值电阻R短路B.定值电阻R开路C.滑动变阻器开路D.电流表开路（3）实验中依次接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记下电流表的示数，利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可以得出结论：电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比（选填“正比”或“反比”）；（4）上述实验中，小强用R＝5Ω电阻做完实验后，保持滑动变阻器滑片的位置不变，接着把R换为10Ω的电阻接入电路，闭合开关，他应向A（选填“A”或“B”）端移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2V时，读出电流表的示数。【分析】（1）电压表与电阻并联，变阻器按一下一上接入电路中；（2）连接电路时，为保护电路，开关应断开，滑动变阻器的滑片P应放在阻值最大处；逐一分析每个选项，找出符合题意的答案；（3）由图丙，求出电流与电阻的乘积分析回答；（4）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向。【解答】解：（1）电压表与电阻并联，变阻器按一下一上接入电路中，如图所示：（2）连接电路时，开关应断开，滑动变阻器的滑片P应放在最左端或A端。A、若定值电阻R短路，则电压表示数为0，电流表有示数，不符合题意；B、若定值电阻R开路，电流表示数为0，此时电压表串联在电路中测电源电压，则电压表有示数，符合题意；C、若滑动变阻器开路，则电路为断路，两表都没有示数，不符合题意；D、若电流表开路，则电路为断路，两表都没有示数，不符合题意；故选：B；（3）由图丙知，电流与电阻的乘积为U＝IR＝0.4A×5Ω＝﹣﹣﹣﹣0.1A×20Ω＝2V，故由图像可以得出结论：电压一定时，导体中的电流跟电阻成反比；（4）根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω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A端移动，使电压表的示数为2V，读出电流表的示数。故答案为：（1）见解析；（2）断开；B；（3）反比；（4）A；2。2．“探究电流与电压的关系”的实验中，器材有电压恒为3V的电源、开关、导线若干、定值电阻R1和R2、电流表、电压表、滑动变阻器，连接了图甲所示的电路。（1）连接电路的过程中，开关应断开。（2）闭合开关前，变阻器的滑片应位于B端（第1、3两空皆选填“A”或“B”）。闭合开关后，调节滑片使电压表示数为0.5V，记录电流表示数；再将滑片向着靠近A端的方向移动，使电压表示数为1.0V，继续完成实验。（3）完成实验并整理器材后，将所得数据描点连线画出如图乙所示的R1的I﹣U图像，由数据可知，实验中滑动变阻器的最大阻值应不少于50Ω。（4）某小组利用以上的实验器材，将R1更换为不同阻值的定值电阻R2，重新连接电路并进行相同操作，画出的I﹣U图像如图丙所示。①物理老师进行分析，确认是电路连接错误，该错误为电压表并联在滑动变阻器的两端了。②物理老师还认为，利用图丙所示的现有数据，也能画出R2的I﹣U图象，请你在图乙中画出R2的I﹣U图，并通过图像分析，R2＜R1（选填“＞”、“＜”或“＝”）。【分析】（1）电路连接时，为保护电路，开关应断开，滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大处；（2）为了保护电路，闭合开关前，变阻器的滑片应位于阻值最大的B端；根据串联电路电压的规律和串联电路的分压规律判断出滑动变阻器的移动方向；（3）串联电路中，当电路中电流最小时，滑动变阻器接入的电阻最小，故由I﹣U图象，找出比较小的电流值，根据串联电路电压的特点，求出滑动变阻器两端的电压，根据R求滑动变阻器的阻值；（4）①由图丙知随着电流的增大，电压表的示数减小，判断出电压表的位置；②由图丙数据和串联电路电压的规律以及欧姆定律算出定值电阻R2的电阻，画出R2的图像并与R1比较。【解答】解：（1）电路连接时，为保护电路，开关应断开；（2）为了保护电路，闭合开关前，变阻器的滑片应位于阻值最大处；闭合开关后，调节滑片使电压表示数为0.5V，记录电流表读数，要使电压表的示数为1.0V，即增大定值电阻两端的电压，由串联电路的分压作用知滑动变阻器的电阻需减小，即将滑片向着靠近A端的方向移动，使电压表示数为1.0V，继续记录电流表读数；（3）串联电路中，当电路中电流最小时，滑动变阻器接入的电阻最小，故由I﹣U图象，比较的小的电流I＝0.05A时，电阻R两端的电压为0.5V，则滑动变阻器两端的电压U＝3V﹣0.5V＝2.5V，则滑动变阻器的电阻R＝＝＝50Ω，故滑动变阻器的最大阻值应不少于50Ω；（4）①由图丙可知随着电流的增大，电压表的示数减小，说明电压表并联在滑动变阻器的两端了；②由图丙知当电压表的示数为0.50V时，电路中的电流为0.50A，此时定值电阻R2两端的电压为：U21＝U﹣UV1＝3V﹣0.50V＝2.5V；当电压表的1.0V时，电路中的电流为0.40A，此时定值电阻R2两端的电压为：U22＝U﹣UV2＝3V﹣1.0V＝2V；当电压表的1.5V时，电路中的电流为0.30A，此时定值电阻R2两端的电压为：U23＝U﹣UV3＝3V﹣1.5V＝1.5V；当电压表的2.0V时，电路中的电流为0.20A，此时定值电阻R2两端的电压为：U24＝U﹣UV4＝3V﹣2.0V＝1.0V；当电压表的2.5V时，电路中的电流为0.10A，此时定值电阻R2两端的电压为：U25＝U﹣UV5＝3V﹣2.5V＝0.5V；由图像知R2＜R1。故答案为：（1）断开；（2）B；电流表示数；A；（3）50；（4）①电压表并联在滑动变阻器的两端了；②；＜。3．小昕在“探究电流与电阻关系”的实验时：（1）根据图甲的实物图，请在答题卡的方框中画出对应的电路图；（2）小昕连接完实物图后，闭合开关，发现电压表、电流表示数均为零，她列出了以下原因，其中不可能的原因是ABC；A．电阻短路B．电阻断路C．滑动变阻器短路D．滑动变阻器断路（3）排除故障后，闭合开关前应将滑动变阻器滑片移至最大阻值处，开始实验。小昕根据测得的实验数据绘制出电流I随电阻R的变化图象，如乙图所示，其中阴影面积的物理意义定值电阻两端的电压，其数值为3V；（4）在某次实验中，电流表读数为0.3A，根据图乙可知电阻为10Ω；如果将电阻更换成15Ω，闭合开关，应将滑片向左（选填“左”或“右”）端移动。若实验过程中，电源电压保持4.5V不变，实验中R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω，则滑动变阻器的最大阻值至少是12.5Ω。【分析】（1）按照实物电路画电路图，要注意电路元件的连接方式及连接顺序；（2）逐项分析各选项得出答案；（3）根据绘制的电流I随电阻R变化的图象得出电阻两端的电压，分析阴影部分的面积所表示的物理意义；（4）根据乙图确定电阻的阻值；根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压不变，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑动变阻器滑片移动的方向；探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器分得的电压，根据分压原理，求出当接入25Ω电阻时滑动变阻器连入电路中的电阻，进而确定滑动变阻器的最大阻值。【解答】解：（1）根据实物电路知，从电源的正极依次连接开关、电阻、电流表、滑动变阻器，最后回到电源的负极。电压表与电阻并联，电路图如下图所示：；（2）闭合开关，发现电压表、电流表示数均为零；A、若电阻短路，电路是通路，电流表有示数，电压表无示数，故A不可能；B、若电阻断路，电流表无示数，电压表有示数，故B不可能；C、若滑动变阻器短路，电压表、电流表均有示数，故C不可能；D、若滑动变阻器断路，电压表、电流表均无示数，故D可能；故选：ABC；（3）根据I﹣R图象可知，图中阴影面积为长方形的面积，其面积等于IR，由欧姆定律得U＝IR，阴影面积表示的物理量是电阻两端的电压，其数值为UV＝IR＝0.2A×15Ω＝3V；（4）由图乙可知，当电流表读数为0.3A时，电阻的阻值为10Ω；实验中，当把10Ω的电阻换成15Ω的电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大滑动变阻器两端的电压，由分压原理，要增大滑动变阻器电阻阻值，故应把滑动变阻器滑片向左端移动；实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω，定值电阻两端的电压始终保持UV＝3V，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝4.5V﹣3V＝1.5V，滑动变阻器分得的电压为电压表示数的＝0.5倍，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝0.5×25Ω＝12.5Ω，即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于12.5Ω。故答案为：（1）见解答图；（2）ABC；（3）定值电阻两端的电压；3V；（4）10；左；12.5。4．利用如下器材探究电压不变时，电流与电阻的关系。学生电源（6V）、电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各一个）、开关、滑动变阻器和导线若干。（1）请根据上图甲的电路图用笔画线将图乙电路连接完整（要求连线不得交叉）；（2）电路连接，闭合开关前，滑动变阻器滑片应滑至B端（选填“A”或“B”）；（3）实验中依次接入三个定值电阻，调节滑片，保持电压表示数不变（选填“变大”、“变小”或“不变”），记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像；上述实验中，用5Ω的电阻做完实验后，保持滑动变阻器滑片的位置不变，接着把R换为10Ω的电阻接入电路，闭合开关，向B（选填“A”或“B”）端移动滑片，使电压表示数为2V时，记录电流表示数；（4）由实验可得，在电压一定时，电流与电阻成反比（选填“正”或“反”）；（5）为完成整个实验，应该选取以下哪种规格的滑动变阻器C。A．10Ω1.0AB．20Ω1.0AC．50Ω1.0AD．100Ω1.0A【分析】（1）由图甲可知，电压表与定值电阻并联，电流表与定值电阻串联，根据图丙可知电路中的最大电流，据此确定电流表的量程；（2）为了保护电路，连接电路时开关应断开，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处；（3）根据图丙利用欧姆定律求出电压表的示数，根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；（4）根据图象中电流与电阻之积为一定值分析得出结论；（5）探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压，根据分压原理，求出当接入20Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻，进而确定滑动变阻器的规格。【解答】解：（1）观察电路图可知，电压表测量定值电阻两端电压，乙图中电压表的3V接线柱接在定值电阻的左端，所以电压表的负接线柱接在定值电阻的右端，如下图所示：（2）闭合开关前，为了电路中各元件的安全，应将滑动变阻器滑片滑至阻值最大处，即将滑动变阻器滑片滑至B端。（3）本实验是探究电压不变时，电流与电阻的关系，所以实验中依次接入三个定值电阻，即改变电阻大小，应调节滑片，保持电压表示数不变。用5Ω的电阻做完实验后，保持滑动变阻器滑片的位置不变，接着把R换为10Ω的电阻接入电路，由串联分压可知，定值电阻两端电压增大，为了使定值电阻两端电压不变，应增大滑动变阻器两端电压，故增大滑动变阻器的阻值，故将滑动变阻器滑片向B端滑动。由丙图可知，定值电阻两端电压U＝IR＝0.4A×5Ω＝0.2A×10Ω＝0.1A×20Ω＝2V，所以电压表示数保持2V不变，故移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为2V。（4）由丙图可知，电流与电阻的乘积保持不变，电流随电阻的增大而减小，所以可得，在电压一定时，电流与电阻成反比。（5）为完成整个实验，定值电阻选取20Ω电阻时，保持定值电阻两端电压为2V，电源电压为6V，由串联电路中电压关系可知，滑动变阻器两端电压为4V，由串联分压可得，即，解得R＝40Ω，为了调节滑动变阻器时，电压表示数变化明显，应选取最大阻值为50Ω的滑动变阻器。故选C。故答案为：（1）见解析；（2）B；（3）不变；B；2；（4）反；（5）C。5．如图甲所示是小璇同学做“探究电流与电阻的关系”的实验电路，其中电源电压为4.5V保持不变，实验中用到阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻各一个。（1）用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向左移动时，电路中电流变大）；（2）实验过程中，小璇先用5Ω的电阻进行实验，并将实验数据记录在下表的第1次实验中，接下来应断开开关，换上10Ω的电阻，再闭合开关并移动滑动变阻器的滑片直至电压表示数为2V，电流表示数如图乙，为0.2A；实验次数123电阻R/Ω51015电流I/A0.4（3）小璇换用15Ω的电阻做第3次实验，连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现电压表有示数，电流表示数几乎为0，经检查发现线路接触良好，各电表完好，其原因可能是15Ω的定值电阻断路；为完成第3次实验，小璇可采取的做法是将5Ω和10Ω的电阻串联后代替15Ω的电阻。【分析】（1）滑动变阻器与定值电阻串联，滑片向左滑动时，电流表示数变大，说明滑动变阻器连入电路的电阻变小，从而确定滑动变阻器接入的接线柱；（2）为了保护电路，在拆接电路时，开关应断开，根据表中数据利用欧姆定律求出定值电阻两端所控制的电压，根据图乙电流表所选量程确定分度值读数；（3）电流表无示数，可以判断出电路中出现了断路，然后根据电压表有示数确定出断路的位置；根据串联电路的电阻特点分析为完成第3次实验，小璇采取的做法。【解答】解：（1）滑动变阻器与定值电阻串联，滑片向左滑动时，电流表示数变大，说明滑动变阻器连入电路的电阻变小，故滑动变阻器左下接线柱连入电路中，如图所示：；（2）为了保护电路，在拆接电路时，开关应断开，因此小璇接下来应断开开关，换上10Ω的电阻；由表中数据可知，定值电阻两端所控制的电压：UV＝IR＝0.4A×5Ω＝2V，因此小璇闭合开关后，应移动滑动变阻器的滑片直至电压表示数为2V，由图乙可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.2A；（3）电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，与电压表并联的15Ω的定值电阻断路了；由串联电路的电阻特点可知，将5Ω和10Ω的电阻串联后的总电阻：R总＝5Ω+10Ω＝15Ω，因此为完成第3次实验，小璇可采取的做法是将5Ω和10Ω的电阻串联后代替15Ω的电阻。故答案为：（1）见解答图；（2）断开开关；2；0.2；（3）15Ω的定值电阻断路；将5Ω和10Ω的电阻串联后代替15Ω的电阻。6．为了做“探究电流与电压的关系”的实验，小明使用电压恒为3V的电源、开关、导线若干、定值电阻R1、电流表，电压表和滑动变阻器连接了图甲所示的电路：（1）闭合开关前，变阻器的滑片应位于B端。闭合开关发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，移动滑动变阻器的滑片P，电流表、电压表示数均无变化，则故障可能是定值电阻断路（选填“短路”或“断路”）。（2）闭合开关后，小明调节滑片使电压表示数为0.5V，记录电流表读数，再将滑片向着靠近A端的方向移动，使电压表示数为1.0V，继续记录电流表读数。（选填“A”或“B”）（3）完成实验并整理器材后，小明将所得数据描点连线画出如图乙所示的R1的I﹣U图像，并根据图像得出结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。（4）为了得到更具有普遍性的结论，小白利用小明的实验器材，仅将R1更换为不同阻值的定值电阻R2，重新连接电路并进行相同操作，画出的I﹣U图像却如图丙所示：①小明帮助小白进行分析，确认是电路连接错误，该错误为：电压表并联在滑动变阻器的两端了；②小明还认为，即使不重新进行实验，利用小白的现有数据，也能画出R2的I﹣U图像。请你在图乙中画出R2的I﹣U图，并通过图像分析，R2＜R1（选填“＞”、“＜”或“＝”）。【分析】（1）为了保护电路，闭合开关前，变阻器的滑片应位于阻值最大处；闭合开关发现电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了；（2）根据串联电路电压的规律和串联电路的分压规律判断出滑动变阻器的移动方向；（3）根据图像分析解答，得出结论；（4）①由图丙知随着电流的增大，电压表的示数减小，判断出电压表的位置；②由图丙数据和串联电路电压的规律以及欧姆定律算出定值电阻R2的电阻，画出R2的图像并与R1比较。【解答】解：（1）为了保护电路，闭合开关前，变阻器的滑片应位于阻值最大处，即B端；闭合开关发现电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即故障可能是定值电阻断路；（2）闭合开关后，小明调节滑片使电压表示数为0.5V，记录电流表读数，要使电压表的示数为1.0V，即增大定值电阻两端的电压，由串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的电压需要减小，由串联电路的分压作用知滑动变阻器的电阻需减小，即将滑片向着靠近A端的方向移动，使电压表示数为1.0V，继续记录电流表读数；（3）由图已知在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（4）①由图丙知随着电流的增大，电压表的示数减小，说明电压表并联在滑动变阻器的两端了；②由图丙知当电压表的示数为0.50V时，电路中的电流为0.50A，此时定值电阻R2两端的电压为：U21＝U﹣UV1＝3V﹣0.50V＝2.5V；当电压表的1.0V时，电路中的电流为0.40A，此时定值电阻R2两端的电压为：U22＝U﹣UV2＝3V﹣1.0V＝2V；当电压表的1.5V时，电路中的电流为0.30A，此时定值电阻R2两端的电压为：U23＝U﹣UV3＝3V﹣1.5V＝1.5V；当电压表的2.0V时，电路中的电流为0.20A，此时定值电阻R2两端的电压为：U24＝U﹣UV4＝3V﹣2.0V＝1.0V；当电压表的2.5V时，电路中的电流为0.10A，此时定值电阻R2两端的电压为：U25＝U﹣UV5＝3V﹣2.5V＝0.5V；根据定值电阻R2两端的电压与电流的数据画出图像，见下图：；由图像知R2＜R1。故答案为：（1）B；断路；（2）A；（3）在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（4）①电压表并联在滑动变阻器的两端了；②见解答图；＜。​7．小彬用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”，电源电压恒为3V，滑动变阻器上标有“20Ω，2A”字样，阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、40Ω的定值电阻各一个。（1）请你用笔画线代替导线，把图甲所示的实验电路补充完整。（2）小彬连接电路后，实验时发现电流表示数为0，电压表示数接近3V，经检查导线均完好且接触良好，则电路发生的故障可能是定值电阻断路。（3）排除故障后，如果他们先用5Ω的电阻做实验，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数达到某一值时，电流表的示数如图乙所示，此时电路中的电流为0.36A。（4）将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻，闭合开关，为了保持电压表的示数不变，应将滑动变阻器的滑片P向A（选填（填“A”或“B”）移动。（5）再将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻，重复以上步骤。实验记录的多组数据如表所示。分析数据可得出结论：当电压一定时，通过导体中的电流与导体的电阻成反比。实验次数定值电阻（Ω）电流表示数（A）152100.183200.09（6）小彬同学换用40Ω的定值电阻接着进行上述实验，请判断他能否顺利完成并说明理由。【分析】（1）根据电源电压恒为3V确定电压表选用小量程与定值电阻并联，滑动变阻器按“一上一下”串联接入电路中；（2）电流表无示数，可以判断出电路中出现了断路，然后根据电压表有示数且数值接近电源电压3V确定出断路的位置；（3）根据图乙电流表所选量程确定分度值读数；（4）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；（5）根据表中数据分析得出结论；（6）研究电流与电阻的关系时，要控制电压表示数不变，由欧姆定律的变形公式求出电压表示数，根据串联电路电压的规律，求出变阻器分得的电压：根据分压原理，求出变阻器连入电路中的阻值与题中的变阻器比较。【解答】解：（1）电源电压恒为3V，故电压表选用小量程，将电压表并联在定值电阻两端；变阻器上下各选一个接线柱与定值电阻串联在电路中，如下图所示：；（2）若电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压3V，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的定值电阻断路了；（3）由图乙可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.36A；（4）根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω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A端移动，使电压表的示数不变；（5）横向分析表中数据，电阻为原来的几倍，通过的电流为原来的几分之一，即当电压一定时，通过导体中的电流与导体的电阻成反比；（6）研究电流与电阻的关系时，要控制电压表示数不变，由欧姆定律的变形公式，电压表示数：U＝IR＝0.09A×20Ω＝1.8V，由串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压：U滑＝U﹣U表＝3V﹣1.8V＝1.2V，滑动变阻器的电压为电压表示数的，根据分压原理，滑动变阻器连入电路中的阻值：R滑＝×40Ω≈26.7Ω＞20Ω，即滑动变阻器的最大阻值太小，无法使电压表的示数达到1.8V他不能完成实验。故答案为：（1）见上图：（2）定值电阻断路；（3）0.36A；（4）A；（5）反；（6）不能，滑动变阻器的最大阻值太小，无法使电压表的示数达到1.8V。8．在“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”实验中，有如下器材：电压表、电流表、滑动变阻器、开关、两节干电池、定值电阻R（分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）、导线若干。小明在实验时连接的电路如图1所示：（1）在探究“电流与电压的关系”实验中：①电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和改变电阻两端电压，进行多次测量的作用；②根据多次测量数据描绘出电流随电压变化的曲线如图2所示，小明由图象得出的结论是：在导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；③小明该用灯泡代替定值电阻做该实验，但其作出的I﹣U图像是一条曲线，无法归纳出与用定值电阻做实验一样的结论，其原因是灯泡电阻受温度影响，不是定值。（2）在探究“电流与电阻的关系”实验中：①小明先将R＝10Ω的电阻接入，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V，记下电流表示数；接着在滑动变阻器的滑片位置不变，把R换为15Ω的电阻时，应向A（填“A”或“B”）方向移动滑动变阻器的滑片P，才能使电压表示数为2.5V，同时记下电流表的示数；②假设电源电压不变，若要使所给的5个定值电阻分别接入电路中都能正常进行实验，应该选取最大阻值至少为5Ω的滑动变阻器。【分析】（1）①探究“电流与电压的关系”时，要控制电阻不变，改变电阻两端的电压，看通过电阻的电流怎样改变，据此分析滑动变阻器起到的作用；②由图可知，当滑动变阻器的滑片在a端时滑动变阻器接入电路的电阻为零，电流最大，根据图2判断出电流表的示数；分析图2中电流与电压的关系得出结论；③灯泡电阻不是定值，灯泡电阻受温度影响，随温度的变化而变化；（2）①根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压不变，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定变阻器滑片移动的方向；②根据串联电路的特点，进行分析计算。【解答】解：①闭合开关前，要将滑动变阻器滑片移至A端；电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和改变电阻两端电压，进行多次测量的作用；②由图2可知，电压增大为原来的几倍，通过的电流也增大为原来的几倍，故得出的结论：在导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；③由于灯泡电阻受温度影响，不是定值，随温度变化而变化，因此灯泡的I﹣U变化图像不是一条直线；（2）①实验中，当把10Ω的电阻换成15Ω的电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大变阻器两端的电压，由分压原理，要增大变阻器电阻阻值，故应向A方向移动滑动变阻器的滑片P，目的是使电压表示数为2.5V，同时记下电流表的示数；②由图示电路图可知，电源电压为1.5V×2＝3V，由图示图象可知，电阻两端电压为U＝0.5A×5Ω＝2.5V，滑动变阻器两端电压为：U滑＝U﹣UR＝3V﹣2.5V＝0.5V，由串联电路电流I处处相等，定值电阻与滑动变阻器接入电路的阻值之比：＝＝＝＝，则R滑＝R，即：定值电阻阻值是滑动变阻器接入电路阻值的5倍，使所给的5个定值电阻“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω”分别接入电路中都能正常进行实验，当定值电阻为25Ω时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，为：R滑最大＝R＝×25Ω＝5Ω，若要使所给的5个定值电阻分别接入电路中都能正常进行实验，滑动变阻器最大阻值至少为5Ω，则应该选取至少标有5Ω的滑动变阻器。故答案为：（1）①改变电阻两端电压，进行多次测量；②在导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；③灯泡电阻受温度影响，不是定值；（2）①A；②5。9．小阳在探究电流与电压的关系时，选择下列实验器材：电压表、电流表、滑动变阻器（20Ω1A）、开关、电池、定值电阻（R＝10Ω）、导线若干，实验电路图如图甲所示。请按要求完成实验：（1）在连接电路时，开关应断开（填“断开”或“闭合”）；（2）按如图甲所示的电路图将图乙电路连接完整，当滑动变阻器的滑片P向左滑时，电流表示数变大（填“变大”、“变小”或“不变”）；（3）闭合开关后发现电流表有示数，电压表示数为零，原因可能是C；A.电流表的正负接线柱接反B.电压表的量程选小了C.电阻R发生了短路D.把滑动变阻器下端两接线柱接入电路（4）电路连接无误后，小阳通过调节滑动变阻器的滑片P，测出电阻R两端的电压和对应的电流值，根据实验数据画出I﹣U图象，如图丙所示。分析可知，导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比（填“正比”或“反比”）；（5）利用图乙所示实验电路（不添加任何器材）还可以进行的实验有：“伏安法”测电阻（写出一个即可）；（6）如果想利用该实验器材完成探究电流与电阻的关系，可以将定值电阻R换成电阻箱即可（填“电阻箱”或“滑动变阻器”）。【分析】（1）连接电路时开关应处于断开状态；（2）当滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路的总电阻变小，电源电压不变，由欧姆定律可以判断电流表和电压表示数的变化情况；（3）闭合开关后发现电流表有示数，电压表示数为零，说明电压表与导线并联，所以故障可能是电阻短路；（4）根据图像得出结论；（5）“伏安法”测电阻的实验器材和本实验的器材相同；（6）要探究电流与电阻的关系，需要更换不同阻值的定值电阻。【解答】解：（1）连接电路时开关应处于断开状态；（2）闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路的总电阻变小，电源电压不变，由I＝可知电路中的电流变大，即电流表示数变大；（3）闭合开关后发现电流表有示数，电压表示数为零，说明电压表与导线并联，所以故障可能是电阻短路，故选：C；（4）分析图中数据可知，每组数据电压与电流的比值为一定值，即电阻阻值，故可以得出导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（5）利用图片所示实验电路（不添加任何器材）还可以进行的实验有伏安法测电阻；（6）要探究电流与电阻的关系，需要控制定值电阻两端的电压不变，换用不同阻值的定值电阻进行实验，故可以将定值电阻R换成电阻箱。故答案是：（1）断开；（2）变大；（3）C；（4）正比；（5）“伏安法”测电阻；（6）电阻箱。10．某物理学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中，连接了如图甲所示电路（电源电压保持4.5V不变）。（1）用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整。（要求：滑动变阻器滑片P向左移动，电路中电流变小，导线不得交叉）（2）连接好电路，闭合开关，发现电压表示数接近于电源电压，电流表几乎无示数，则故障为定值电阻R断路（选填“短路”或“断路”）。（3）图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像，由图像可知R两端的电压为3V；当R的阻值由5Ω更换为10Ω时，闭合开关后，为使R两端的电压保持不变，滑动变阻器的滑片应向左（选填“左”或“右”）端滑动；若实验中R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω，则滑动变阻器的阻值至少是7.5Ω。【分析】（1）根据滑动变阻器的滑片P向左移动，电路中电流变大确定变阻器右下接线柱连入电路中与电阻串联；（2）逐一分析每个选项，找出符合题意的答案；（3）由图乙求出电流与电阻之积；根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压不变，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压，根据分压原理，求出当接入15Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻。【解答】解：（1）滑动变阻器应串联在电路中，接线原则是“一上一下，以下为主”；要使滑片P向左移动，电路中电流变小，电阻变大，应接滑动变阻器的右下接线柱，即应将滑动变阻器右下接线柱接电流表的“0.6”接线柱或定值电阻R的右接线柱，如答案图所示；或（2）若定值电阻短路，电压表示数为0，电流表有示数，不符合题意；若定值电阻R断路，电流表示数为0，电压表串联在电路中测电源电压，有示数，符合题意，故闭合开关，发现电压表示数接近于电源电压，电流表几乎无示数，则故障为定值电阻R断路；（3）由图像可知，R两端的电压U＝0.6A×5Ω＝0.3A×10Ω＝0.2A×15Ω＝0.15A×20Ω＝3V；本实验要采用控制变量法，当R的阻值由5Ω更换为10Ω时，闭合开关后，为使R两端的电压保持不变，应增大滑动变阻器接入电路的阻值，将滑片向左端滑动；电源电压保持4.5V不变，定值电阻两端的电压为3V不变，则滑动变阻器两端的电压为4.5V﹣3V＝1.5V；即滑动变阻器两端的电压为定值电阻两端电压的一半；根据串联电路的特点，电压之比等于电阻之比，则滑动变阻器的最小阻值应为定值电阻最大阻值的一半，即7.5Ω。故答案为：（1）见解析；（2）断路；（3）3；左；7.5。11．某小组同学为了探究电流跟电阻的关系，选用学生电源的电压为3V恒定不变，四个定值电阻的阻值分别是5Ω、10Ω、20Ω和25Ω，滑动变阻器（10Ω1A），开关、导线若干。（1）滑动变阻器的作用除了保护电路外，还起到了控制定值电阻两端的电压不变的作用：（2）如图甲是小王同学设计的电路图，按这电路图连好电路后，闭合开关，可观察电流表指针几乎不（选填“向左”、“向右”或“几乎不”）偏转；（3）图乙是同组的小李同学连接的电路，他接错了一根导线，请你在这根导线上打“×”，并画出正确的连接位置；（4）将电路连接的错误改正后开始实验，实验时，先将5Ω定值电阻接入电路，滑片P移到阻值最大处，闭合开关，此时电压表示数为0.9V；移动滑片P的同时，眼睛应注视电压表使其示数为某一预设值，记下电流表示数为0.4A；之后断开开关，保持滑片P的位置不变，换用10Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，此时电压表的示数会增大（选填“增大”、“减小”或“不变”），接下来他应将滑动变阻器的滑片P应向左（填“左”或“右”）移动，直至电压表示数为2V：由图像可以得出结论电压一定时，流过导体的电流与电阻成反比；又由图像可知，当导体电阻为25Ω时，通过该电阻的电流为0.08A；（5）但是实验中，在接入25Ω电阻后，该组同学无论怎样移动滑片，都不能使电压表示数达到原来的数值，小王同学在现有的器材基础上提出了以下实验方案，不能完成这次实验的是D。A、调低电源电压B、再串联一个5Ω的电C、再串联一个10Ω的电阻D、将电压表改接到滑动变阻器两端【分析】（1）连接电路时，为保护电路，开关应该处于断开状态；探究电流与电阻的关系时，要控制电阻两端的电压不变；（2）由电路图可知电压表应串联在电路中使用，由于电压表的阻值很大，相当于断路，故电流表指针不发生偏转；（3）在原电路中，电压表串联在电路中了，电流表与电阻并联了，这是错误的，电压表应并联在电阻两端，电流表应串联在电路中；（4）根据串联电路分压规律可知，定值电阻变大时，要保持定值电阻两端的电压不变，需要滑动变阻器更大的阻值来分压，判断滑片的移动方向；分析丙图中的图象，判断电流和电阻的关系即可；（5）由欧姆定律求出电压表示数，根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压，由分压原理求出在接入25Ω的电阻进行实验时变阻器连入电路中的电阻与原变阻器的最大电阻比较，故可得出都不能使电压表的示数变为2V的原因，据此分析。【解答】解：（1）探究电流与电阻的关系时，要控制电阻的电压不变，因此滑动变阻器的作用除了保护电路外，还起到控制定值电阻两端的电压不变的作用；（2）图中电压表与定值电阻串联，由于电压表的内阻很大，在电路中相当于断路，所以电路中几乎没有电流，电流表几乎不偏转；（3）在原电路中，电压表串联在电路中了，电流表与电阻并联了，这是错误的，电压表应并联在电阻两端，电流表应串联在电路中，如图所示：（4）移动滑片P的同时，眼睛应注视电压表使其示数为某一预设值，并记下电流表示数；根据串联电路分压规律可知，定值电阻由5Ω换成10Ω，定值电阻两端的电压变大，要保持定值电阻两端的电压不变，需要滑动变阻器更大的阻值来分压，故动变阻器的滑片P应向左端移动，由图丙可知，由图丙可知，电路最小电流I＝0.4A，此时电阻R＝5Ω，定值电阻两端的电压：UV＝IR＝5Ω×0.4A＝2V，即控制定值电阻两端的电压为2V；由图乙可知，电流与电压的乘积为一定值，图象是反比例函数图象，由此可知：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比，故当导体电阻为25Ω时，通过该电阻的电流为；（5）根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为3V﹣2V＝1V，变阻器的电压是电压表示数的倍，由分压原理，在接入25Ω的电阻进行实验时，变阻器连入电路中的电阻至少为12.5Ω＞10Ω，故不管怎样移动滑片，都不能使电压表的示数变为2V（大于2V），故①可调低电源电压，②再串联一个大于2.5Ω的电阻，故D方案不能完成这次实验；故答案为：（1）控制定值电阻两端的电压不变；（2）几乎不；（3）见解析；（4）电压；增大；左；2；电压一定时，流过导体的电流与电阻成反比；0.08；（5）D。12．为了做“探究电流与电压的关系”的实验，小明使用电压恒为3V的电源、开关、导线若干、定值电阻R1、电流表、电压表和滑动变阻器连接了图甲所示的电路：（1）连接电路的过程中，开关应断开；（2）闭合开关前，变阻器的滑片应位于B端。闭合开关后，小明调节滑片使电压表示数为0.5V，记录电流表读数，再将滑片向着靠近A端的方向移动，使电压表示数为1.0V，继续记录电流表读数。（两空皆选填“A”或“B”）（3）完成实验并整理器材后，小明将所得数据描点连线画出如图乙所示的R1的I﹣U图像，并根据图像得出结论：在电阻一定时，电流与电压成正比；（4）为了得到更具有普遍性的结论，小白利用小明的实验器材，仅将R1更换为不同阻值的定值电阻R2，重新连接电路并进行相同操作，画出的I﹣U图像却如图丙所示：①小明帮助小白进行分析，确认是电路连接错误，该错误为：电压表并联在滑动变阻器的两端了；②小明还认为，即使不重新进行实验，利用小白的现有数据，也能画出R2的I﹣U图像。请你在图乙中画出R2的I﹣U图，并通过图像分析，R2＜R1（选填“＞”、“＜”或“＝”）。【分析】（1）为了保护电路，连接电路的过程中，开关应断开；（2）为了保护电路，闭合开关前，变阻器的滑片应位于阻值最大处；根据串联电路电压的规律和串联电路的分压规律判断出滑动变阻器的移动方向；（3）根据图像分析解答，得出结论；（4）①由图丙知随着电流的增大，电压表的示数减小，判断出电压表的位置；②由图丙数据和串联电路电压的规律以及欧姆定律算出定值电阻R2的电阻，画出R2的图像并与R1比较。【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路的过程中，开关应断开；（2）为了保护电路，闭合开关前，变阻器的滑片应位于阻值最大的B端；闭合开关后，小明调节滑片使电压表示数为0.5V，记录电流表读数，要使电压表的示数为1.0V，即增大定值电阻两端的电压，由串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的电压需要减小，由串联电路的分压作用知滑动变阻器的电阻需减小，即将滑片向着靠近A端的方向移动，使电压表示数为1.0V，继续记录电流表读数；（3）由图已知在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（4）①由图丙知随着电流的增大，电压表的示数减小，说明电压表并联在滑动变阻器的两端了；②由图丙知当电压表的示数为0.50V时，电路中的电流为0.20A，此时定值电阻R2两端的电压为：U21＝U﹣UV1＝3V﹣0.50V＝2.5V；当电压表的1.0V时，电路中的电流为0.40A，此时定值电阻R2两端的电压为：U22＝U﹣UV2＝3V﹣1.0V＝2V；当电压表的1.5V时，电路中的电流为0.30A，此时定值电阻R2两端的电压为：U23＝U﹣UV3＝3V﹣1.5V＝1.5V；当电压表的2.0V时，电路中的电流为0.20A，此时定值电阻R2两端的电压为：U24＝U﹣UV4＝3V﹣2.0V＝1.0V；当电压表的2.5V时，电路中的电流为0.10A，此时定值电阻R2两端的电压为：U25＝U﹣UV5＝3V﹣2.5V＝0.5V；根据定值电阻R2两端的电压与电流的数据画出图像，见下图：由图像知R2＜R1。故答案为：（1）断开；（2）B；A；（3）在电阻一定；正；（4）①电压表并联在滑动变阻器的两端了；②＜。13．小李在探究“电路中电流与电阻的关系”时，可供使用的实验器材有：电源（电压恒为6V）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个，定值电阻四个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），导线若干。（1）在闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片应移动到最右（选填“左”或“右”）端。（2）开始实验后，先接入5Ω的电阻，滑片P移到阻值最大处，闭合开关，移动滑片的同时，眼睛应注视电压表（选填“电流表”或“电压表”）使其示数为某一预设值；若用10Ω电阻代替5Ω电阻接入电路，应将滑片向右（选填“左”或“右”）端移动。（3）由图乙可知，实验中保持定值电阻两端的电压为2.4V不变。若要完成此实验，滑动变阻器的最大阻值至少是30Ω。（4）将得出的数据整理绘制成如图乙所示的图象，通过图象可得出结论：电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比。【分析】（1）为了保护电路，在闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片应移动到阻值最大处；（2）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压不变，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑动变阻器滑片移动的方向；（3）根据图乙结合U＝IR求出定值电阻两端的电压；探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器分得的电压，根据分压原理，求出当接入20Ω电阻时滑动变阻器连入电路中的电阻；（4）根据电流与电阻的乘积为一定值，据此分析得出结论。【解答】解：（1）为了保护电路，在闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片应移动到阻值最大处，即最右端；（2）实验中，当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大滑动变阻器两端的电压，由分压原理，要增大滑动变阻器电阻阻值，故应把滑动变阻器滑片向右滑动，同时眼睛应注视电压表使其示数为某一预设值；（3）由图乙可知，定值电阻两端电压为：UV＝IR＝0.24A×10Ω＝2.4V；实验中使用的定值电阻阻值最大为20Ω，定值电阻两端的电压始终保持UV＝2.4V，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝6V﹣2.4V＝3.6V，滑动变阻器分得的电压为电压表示数的＝1.5倍，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝1.5×20Ω＝30Ω；（4）由图乙可知，通过导体的电流与导体的电阻的乘积UV＝IR＝0.24A×10Ω＝……＝0.48A×5Ω＝2.4V，为一定值，故可得出结论：电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比。故答案为：（1）右；（2）电压表；右；（3）2.4；30；（4）电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比。14．小羽想了解当滑动变阻器与电阻并联时，调节滑片，电阻两端的电压及电路中的电流怎样改变。实验电路图如图1所示：（1）改变滑动变阻器接入电路的阻值，记录数据如表2。请根据表2中数据在图2中的坐标系中画出电阻R的U﹣I图线；序号1234电压表示数U/V2.401.801.200.60电流表Al示数I1/A0.160.120.080.04电流表A2示数I2/A0.300.601.001.20（2）分析表中数据和图线，请写出：通过电阻R的电流和它两端的电压存在的定量关系；结论电阻不变时，电流与电压成正比；（3）实验结果表明：当滑动变阻器与电阻并联时，调节滑片，电阻两端的电压会发生变化（选填“会”或“不会”）。【分析】（1）通过R的电流即电流表A1的示数，电压表示数即为R的电压，根据描点法作图；（2）结合（1）的图象得出结论；（3）由实验数据分析得出结论。【解答】解：（1）由电路图可知，电压表测电阻电压，电流表A1测经过R的电流，根据表2中的数据，找出每组中电压U和电流表A1的数据，在坐标系中画出对应图线，如下图所示：（2）由表2数据和坐标系中图线可知，电阻一定时，随着电压的增大，电流也随之增大，成正比例关系。（3）由实验数据可知，当滑动变阻器与电阻并联时，调节滑片，两个电流表的示数发生变化，电压表的示数也发生了变化，即电阻两端的电压会发生变化。故答案为：（1）见解析；（2）电阻不变时，电流与电压成正比；（3）会。15．探究电流与电阻关系的实验：（1）根据图甲的电路图，用笔画线代替导线将图乙中连接对应的电路图。合上开关前，滑动变阻器滑片应置于图中A（选填“A”或“B”）端。（2）小明在移动滑动变阻器滑片时，观察到电流表和电压表的指针总是摇摆不定，你认为其中的原因可能是滑动变阻器接触不良。（3）依次接入5Ω、10Ω、15Ω的电阻，移动滑片P，使电压表示数保持3V不变，记下对应的电流值如表一。利用表一数据画出下面选项的I﹣R图象，其中较合理的是c。表一U＝3VR/Ω51015I/A0.60.30.2（4）做完实验后，小明将图中的定值电阻换成小灯泡，想测量小灯泡电阻。小明正确连接好电路后闭合开关，但小灯泡不亮。小明猜想小灯泡不亮的原因可能有以下2种：a灯丝断了；b小灯泡短路。现请你验证小明的猜想，并将电表示数的情况填入表二空格处。表二猜想电流表示数情况电压表示数情况如果a成立无有如果b成立有无【分析】（1）在探究电流与电阻关系的实验中，电压表并联在定值电阻两端，滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中；为了保护电路，合上开关前，滑动变阻器滑片应置于阻值最大处；（2）电流表和电压表的指针总是摇摆不定，说明电路接触不良；（3）根据表一中的数据分析回答；（4）若小灯泡短路，电压表与导线并联，分析电压表示数；由电路为通路分析电流表的示数。【解答】解：（1）在探究电流与电阻关系的实验中，电压表并联在定值电阻两端，滑动变阻器上下各选一个接线柱与定值电阻串联在电路中，如下图所示：；为了保护电路，合上开关前，滑动变阻器滑片应置于阻值最大处，即图中A端；（2）在移动滑动变阻器滑片时，观察到电流表和电压表的指针总是摇摆不定，说明电路接触不良，故产生此现象的原因可能是滑动变阻器接触不良；（3）由表一中数据可知，电流与电阻的乘积为UV＝IR＝0.6A×5Ω＝0.3A×10Ω＝0.2A×15Ω＝3V，为一定值，说明当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比，其I﹣R图象为一条反比例图线，故其中较合理的是c；（4）若小灯泡短路，电压表与导线并联，电压表无示数，此时电路为通路，电流表有示数。故答案为：（1）见解答图；A；（2）滑动变阻器接触不良；（3）c；（4）有；无。16．如图1所示是小珠“探究电流与电压、电阻的关系”的实验电路图。选用的实验器材是：电源（3V）、电流表（0～0.6A）、电压表（0～3V），定值电阻R1＝5Ω、R2＝10Ω、R3＝20Ω，滑动变阻器（40Ω2A）、开关、导线若干。（1）探究电流与电压关系：①小珠实验时应控制电阻不变。②她选用R1进行实验后，根据数据得到图象如图2所示，分析可知电流与电压关系为：导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；。③若选用R2进行实验，其I﹣U关系图象会有所不同，请你在图2中画出大致图象。（2）探究电流与电阻关系：①实验中，当电阻R中R1换成R2时，闭合开关后，观察到电压表示数变大（选填“变大”“不变”或“变小”）。为完成实验，应将滑动变阻器滑片向b（选填“a”或“b”）端移动。②当电阻R由R2换成R3时，小珠无论怎样移动滑动变阻器滑片，电压表的示数都无法达到实验控制的电压0.8V。为完成实验，下列做法可行的是C（选填相应选项字母）。A.增大电源电压B.换用最大阻值更小的滑动变阻器C.换用最大阻值更大的滑动变阻器【分析】（1）①根据控制变量法，探究电流与电压的关系时，需要保持电阻不变；②根据图2的I﹣U图像为一条过原点的直线分析得出结论；③由于R1＜R2，在电流相同时根据U＝IR判断出电阻两端电压的大小，据此画出R2的大致图象；（2）①根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；②已知电阻两端控制不变的电压，根据串联电路电压的规律可得出变阻器分得的电压，根据分压原理，得出当接入20Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻，据此分析；若把电源电压调高，现有变阻器的最大电阻连入中时，定值电阻分得的电压更大。【解答】解：（1）①探究电流与电压的关系时，需要保持电阻不变，采用的科学探究方法是控制变量法；②由图2知，电阻R的I﹣U图象为过原点的直线，据此可得结论：导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；③若选用R2进行实验，当电流相同时，由于R1＜R2，由U＝IR可知，R1两端的电压小于R2两端的电压，见下图：；（2）①根据串联电路的分压原理可知，将R1换成R2时，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，根据串联电路电压的规律可知，为了保持定值电阻两端电压不变，应增大滑动变阻器分得的电压，由串联分压的分压原理可知，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，使电压表的示数不变；②电阻两端的电压始终保持UV＝0.8V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝3V﹣0.8V＝2.2V，变阻器分得的电压为电压表示数的＝2.5倍，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝2.5×20Ω＝50Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少50Ω的滑动变阻器，即换用最大阻值更大的滑动变阻器，故B错误，C正确；若把电源电压调的更高，现有变阻器的最大电阻连入中时，定值电阻分得的电压更大，故A错误。故选：C。故答案为：（1）①电阻；②导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；③见解答图；（2）①变大；b；②C；17．小明在“探究电流与电压的关系”实验中，实验器材：两节新干电池、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和若干导线。（1）小明设计了如图甲、乙、丙所示的三个电路图，你认为用图甲电路无法进行实验探究，用图丙电路进行实验更理想，既能保持电阻不变，还很容易改变导体两端的电压。（均选填“甲”、“乙”或“丙”）（2）小明实验时连接的部分电路如图丁所示，请用笔画线代替导线将电路连接完整；连接电路的过程中开关应断开（选填“闭合”或“断开”）。（3）小明将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，得到如表所示的三组数据。分析数据可得出：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。实验次数123电压U/V1.01.52.0电流I/A0.20.30.4（4）实验后，小明与同桌小东交流时，小东提出为了使结论更具普遍性，仍需要继续进行实验，则接下来应进行的实验操作是换用不同阻值的定值电阻进行多次实验。【分析】（1）电流与电压和电阻有关，探究电流与电压的关系，要控制电阻大小不变；根据灯的电阻随温度的变化而变化分析；为得出普遍性的结论，要多次测量，结合滑动变阻器的作用分析；（2）本实验中，电阻与变阻器串联，电压表与电阻并联；为保护电路，连接电路的过程中开关应断开；（3）分析表中数据得出结论；（4）用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件：一是样本要有代表性，二是样本数量足够多。【解答】解：（1）探究电流与电压的关系，要控制电阻大小不变。如图甲、乙、丙所示的三个电路图，因灯的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值，故用图甲电路无法进行实验探究；为得出普遍性的结论，要多次测量，用图丙（变阻器与电阻串联）电路进行实验更理想，既能保持电阻不变，还很容易改变导体两端的电压；（2）本实验中，电阻与变阻器串联，电压表与电阻并联，电路连接如下所示：为保护电路，连接电路的过程中开关应断开；（3）分析表中数据可知，电压增大为原来的几倍，通过的电流也增大为原来的几倍，分析数据可得出：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（4）根据归纳法的要求，实验后，小明与同桌小东交流时，小东提出为了使结论更具普遍性，仍需要继续进行实验，则接下来应进行的实验操作是：换用不同阻值的定值电阻进行多次实验。故答案为：（1）甲；丙（2）见解析中的图：断开；（3）正比；（4）换用不同阻值的定值电阻进行多次实验。18．在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中，电源电压恒为6V。（1）连接电路时，开关应断开。（2）在“探究电流与电压关系”的实验时，得到实验数据如表所示：实验次序123456电压U/V0.40.81.21.622.4电流I/A0.080.160.340.320.400.48①通过分析，发现第3次实验数据是明显错误的，在分析电流I与电压U的关系时需要（选填“需要”或“不需要”）把它剔除掉。②请在图1画出所需要的数据对应的点，并将各点平滑连接起来。（3）在“探究电流与电阻的关系”时，甲、乙同学各作出I﹣R图象如图2所示。则乙同学的实验操作符合要求，他第④次测量时电压表的示数为3V。（4）完成整个实验，滑动变阻器的最大阻值至少为70Ω。【分析】（1）为了保护电路，连接电路时，开关应断开；（2）①研究电流与电压的关系时，要控制电阻大小不变，由表中数据知，电流随着电压的增大变大，据此分析；②根据表格中数据，描绘出各组电流和电压对应点，用线连接起来；（3）研究电流与电阻关系时要控制电阻的电压不变，据此分析；（4）根据串联电路分压特点分析解题。【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路时，开关应断开；（2）①由表中实验数据可知，电压与电流成正比，电压由0.4V变为1.2V时，电流应从0.08A变为0.24A，由表中实验数据可知，第3组是明显错误的，分析时需要把它剔除掉；②根据表格中数据，描绘出各组电流和电压对应点，用线连接起来，如图所示：；（3）研究电流与电阻关系时要控制电阻的电压不变，甲的I﹣R图象电流与电阻之积不相同，而乙的I﹣R图象电流与电阻之积为U＝IR＝0.6A×5Ω＝0.3A×10Ω＝0.2A×15Ω＝﹣﹣﹣﹣﹣＝3V，故乙同学实验操作是符合要求的，他第④次测量时电压表的示数为3V；（4）根据串联电路的电压特点可知，要控制定值电阻两端的电压不变，电阻电阻越大，变阻器的电阻也越大，其变阻器两端的电压U滑＝6V﹣0.4V＝5.6V，定值电阻大小为R定＝：串联电路中电压的分配与电阻成正比，则：，代入数据得：解得：R滑＝70Ω。故答案为：（1）断开；（2）①3；需要；②见上图；（3）乙；3；（4）70。19．在探究“电阻一定时，通过电阻的电流与电阻两端的电压的关系”实验中。同学们设计了如图甲、乙、丙三种电路：（1）小辉同学认为图乙电路比图甲电路好，理由是图乙电路定值电阻的阻值保持不变，灯泡的电阻是变化的，小京同学认为图丙电路比图乙电路更好，理由是图丙电路调节滑动变阻器的滑片可改变定值电阻两端的电压，操作方便。（2）最后大家选用电路丙。连接好电路后，闭合开关，发现电流表有示数、电压表示数为零，则电路故障原因可能是电阻R短路。（3）排除故障后重新实验，保持电阻R的阻值不变，调节滑动变阻器，测得多组数据，画出电流表读数I与电压表对应读数U的关系图线如图丁所示，由此可得出的实验结论是电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。（4）由图丁可知，该实验中所用电阻R的阻值为30Ω，这个数值与其真实值相比偏小（选填“大”或“小”）。【分析】（1）灯泡的电阻是变化的，而定值电阻的阻值不变，该实验中需要控制接入电路的定值电阻的阻值不变，还需要改变定值电阻两端的电压，多次实验寻找普遍规律；（2）连接好电路后，闭合开关，发现电流表有示数，说明电路通路，电压表示数为零，说明电压表与导线并联接入电路；（3）电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（4）根据欧姆定律结合图丁的数据计算该实验中所用电阻R的阻值；电压表与定值电阻并联接入电路，根据并联电路电压特点、并联电路电流结合R＝可知这个数值与其真实值相比偏大还是偏小。【解答】解：（1）灯泡的电阻受温度的影响很大，灯泡的电阻是变化的，而定值电阻的阻值不变，该实验中需要控制接入电路的定值电阻的阻值不变，所以图乙电路比图甲电路好，该实验需改变定值电阻两端的电压，多次实验寻找普遍规律，所以电路中接入滑动变阻器，通过调节滑动变阻器接入电路的阻值来改变定值电阻两端的电压，操作方便，所以图丙电路比图乙电路更好；（2）连接好电路后，闭合开关，发现电流表有示数，说明电路通路，电压表示数为零，说明电压表与导线并联接入电路，则电路故障原因可能是电阻R短路；（3）电流表读数I与电压表对应读数U的关系图线如图丁所示，由此可得出的实验结论是电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（4）根据欧姆定律结合图丁的数据可知该实验中所用电阻R的阻值为R＝＝＝30Ω；电压表与定值电阻并联接入电路，并联电路各支路两端电压相等，并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以电流表示数是通过定值电阻的电流和通过电压表的电流之和，根据R＝可知这个数值与其真实值相比偏小。故答案为：（1）定值电阻的阻值保持不变，灯泡的电阻是变化的；调节滑动变阻器的滑片可改变定值电阻两端的电压，操作方便；（2）短路；（3）电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（4）30；小。20．小阳在探究电流与电压的关系时，选择下列实验器材：电压表、电流表、滑动变阻器（20Ω1A）、开关、电池、定值电阻（R＝10Ω）、导线若干，实验电路图如图甲所示。请按要求完成实验：（1）请按如图甲所示的电路图，将图乙电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向左滑时，电流表示数变大；（2）连接好电路，闭合开关，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压，造成这一现象的原因可能是定值电阻断路（选填“开路”或“短路”）；（3）电路连接无误后，小阳通过调节滑动变阻器的滑片P，测出电阻R两端的电压和对应的电流值，实验数据如下表，可以得到的结论是电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。U/V0.61.01.61.82.42.8I/A0.060.10.160.180.240.28（4）如果想利用该实验完成探究电流与电阻的关系，可以将定值电阻R换成电阻箱即可（填“电阻箱”或“滑动变阻器”）。【分析】（1）滑动变阻器与定值电阻串联，滑片向左滑动时，电流表示数变大，说明滑动变阻器连入电路的电阻变小，从而确定滑动变阻器接入的接线柱；（2）电流表无示数，可以判断出电路中出现了断路，然后根据电压表有示数确定出断路的位置；（3）分析表中电流与电压的关系得出结论；（4）探究电流与电阻的关系时，需要更换不同阻值的定值电阻。【解答】解：（1）滑动变阻器与定值电阻串联，滑片向左滑动时，电流表示数变大，说明滑动变阻器连入电路的电阻变小，故滑动变阻器左下接线柱连入电路中，如图所示：；（2）电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数接近