实验16 探究电流与电压和电阻的关系（解析版）

实验16探究电流与电压和电阻的关系基础考点梳理一、电流与电压的关系1.实验目的、猜想、方法（1）实验目的：探究通过导体的电流与电压的关系。（2）实验方法：控制变量法。2.实验器材干电池、开关、电压表、电流表、定值电阻、若干导线、滑动变阻器。①干电池：提供电压。②开关：控制电路通断。③电流表：测量电流大小。④导线：连接电路。⑤电压表：测量电压大小。⑥滑动变阻器：a、保护电路；b、改变电路中的电流大小（或者改变电阻两端电压）。3.实验步骤步骤①根据电路图连接电路，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处；步骤②保持定值电阻R不变，检查电路后闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数分别变化为不同数值，并读出电流表相应的数值、填表。步骤③改变定值电阻R阻值，调节滑动变阻器，使电压表的示数分别变化为不同数值，并读出电流表相应的数值、填表。步骤④根据数据画出I-U图像。步骤=5\*GB3⑤整理实验器材。4.实验结论及应用（1）同一导体，电流与电压成正比。（2）同一导体，电压和电流的比值为定值。（3）不同导体，电压和电流的比值不同。二、电流与电阻的关系1.实验目的、猜想、方法（1）实验目的：探究通过导体的电流与电阻的关系。（2）实验方法：控制变量法。2.实验器材：干电池、开关、电压表、电流表、不同阻值定值电阻、若干导线、滑动变阻器。（1）干电池：提供电压。（2）开关：控制电路通断。（3）电流表：测量电流大小。（4）导线：连接电路。（5）电压表：测量电压大小。（6）滑动变阻器：a、保护电路；b、改变电路中的电流大小（或者改变电阻两端电压）。3.实验步骤步骤①根据电路图连接电路，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处。步骤②分别将5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻连入电路，检查电路后闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数保持3V不变，分别记下电流表的示数，填入表格。步骤③根据数据画出I-R图像。步骤④整理实验器材。4.实验结论及应用：同一导体，其电阻两端的电压一定时，电流与电阻成反比。5.实验补充（1）由于电压是形成电流的原因，导体的电阻对电流有阻碍作用，所以，电流的大小与导体电压和电阻都有关。（2）研究通过导体的电流跟电压的关系时，我们应控制电阻一定，通过在电路中串联一个变阻器来调节导体两端的电压，通过实验可以得出结论：电阻一定时，通过导体中的电流跟导体两端的电压成正比。（3）研究通过导体的电流跟电阻的关系时，我们应控制电阻两端的电压一定，通过换用不同阻值的定值电阻来改变电阻，通过实验可以得出结论：电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。6.常考实验问题（1）该实验采用的研究方法是：控制变量法。（2）电路在连接过程中，开关要断开。（3）实验结论：在电阻一定的情况下，导体中的电流与导体两端的电压成正比。（4）电路连接注意事项：开关断开，滑动变阻器滑片移至阻值最大处。（5）检查电路时发现电压表、电流表位置互换了，电流表几乎无示数，电压表接近电源电压。（6）电表异常偏转原因：①指针反向偏转，原因是正负接线柱接反；②正向偏转幅度过小，原因是量程选择过大；③正向偏转幅度过大超过最大刻度，原因是量程选择过小。（7）滑动变阻器的作用：①保护电路；②改变电阻两端电压。（8）换不同规格的电阻多次测量的目的是：得出普遍规律，避免实验的偶然性。（9）做“电流与电压的关系”实验时，若使用灯泡代替电阻，那么在画出的I-U图像中，其图像是一条曲线。（10）做“电流与电压的关系”实验时，考虑到电压表的电阻对电路的影响，每次电流表的示数比测量时通过待测电阻的实际电流_偏大_（选填“偏大”或“偏小”）。（11）做“电流与电阻的关系”实验时，为了避免来回更换电阻，带来的麻烦，我们可以使用电阻箱来替换定值电阻。（12）做“电流与电阻的关系”实验时，电阻箱阻值改变后，发现无论怎样调节滑动变阻器都不能达到实验要求，若电路无故障，则引起这种情况的原因可能是电阻箱的阻值调得太大(或滑动变阻器最大阻值太小)。（13）做“电流与电阻的关系”实验时，电路中滑动变阻器阻最大值Rx的确定方法：UR/R=(U-UR)/RX。精选真题汇编1．（2023•绵阳）用如图甲所示的电路探究电流与电压、电阻的关系。实验器材有：1节干电池、1只电流表、多只电压表、多个阻值不同的定值电阻、1只滑动变阻器、1个开关、导线若干。（1）电压表量程应选B（填序号）。A.0～0.6VB.0～1.5VC.0～6VD.0～15V（2）探究电流与电压的关系：①先将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片至不同位置，并将相应的电压表和电流表示数记录在下表中。建立I﹣U坐标系并描点，根据描点情况，小绵同学说，表中数据有一组是明显错误的，可能是读取不当造成的。这组数据序号是5；数据序号1234567电压U/V0.20.40.60.81.01.21.4电流I/A0.040.080.110.160.260.240.29②删除这组数据后，根据实验数据绘制的I﹣U图象如图乙所示，分析图象初步得到：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。（3）探究电流与电阻的关系：断开开关，将5Ω的定值电阻换为另一只定值电阻，为使定值电阻两端的电压保持1.2V不变。小绵同学提出两种操作：甲：先闭合开关，再将滑片向左移动，使电压表示数为1.2V。乙：先将滑片移到最左端，再闭合开关，将滑片向右移动，使电压表示数为1.2V。你认为哪种操作合理：乙。【答案】（1）B；（2）①5；②正比；（3）乙。【解答】解：（1）电源是一节干电池，电压约为1.5V，因而电压表选择0﹣1.5V的量程，故选：B；（2）根据表格数据，基本上是电压增大几倍，电流也增大几倍，即电压与电流的比值保持不变，只有第5组数据不符合此规律，是错误的；剔除后可以得出电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（3）为了保护电路，闭合开关前，把滑动变阻器调到电阻最大位置，先将滑片移到最左端，再闭合开关，将滑片向右移动，使电压表示数为1.2V。故选乙。故答案为：（1）B；（2）①5；②正比；（3）乙。2．（2023•宿迁）用图甲所示电路“探究电流与电阻的关系”。电源电压为4.5V不变，滑动变阻器规格为“20Ω1A”，有4Ω、6Ω、8Ω、10Ω、12Ω的定值电阻各一个。（1）用笔画线代替导线把图甲电路连接完整，要求：当滑片P向左滑动时，变阻器接入电路的电阻变大；（2）连接电路时，开关应该断开（选填“断开”或“闭合”）；（3）先接入12Ω定值电阻，闭合开关，移动变阻器的滑片P移至合适位置，电压表的示数如图乙所示，示数为2.4V，记下电流表的示数。断开开关，将12Ω电阻换成10Ω后，闭合开关，移动变阻器的滑片P使电压表的示数与前一次相同，记录相关数据；（4）依次改变电阻R的阻值，共测得五组实验数据，根据实验数据，在图丙的坐标系中描绘出I﹣R图象为曲线A；①由图象可得出的结论是：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；②根据上面所测的五组实验数据，把每次实验时记录的电流值和对应变阻器RP的阻值，在图丙坐标系中描成点，将这些点绘成曲线B，发现曲线B与曲线A无交点（选填“有交点”或“无交点”），其原因是对每一个电流值，变阻器RP的阻值是定值电阻的阻值倍数不变，两个图像平行；③本实验的主要研究方法是“控制变量法”，下列物理教材中的实验，没有用到“控制变量法”的有C。A．探究二力平衡的条件B．探究影响液体内部压强的因素C．用电流表和电压表测量定值电阻的阻值【答案】故答案为：（1）如图见解答；（2）断开；（3）2.4；电压；（4）①电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；②无交点；对每一个电流值，变阻器RP的阻值是定值电阻的阻值倍数不变，两个图像平行；③C。【解答】解：（1）由题知滑片P向左滑动时，变阻器接入电路的电阻变大；因此应该用导线连接到滑动变阻器的右下方接线柱，如下图所示：（2）为保护电路，连接电路时开关应断开；（3）先接入12Ω定值电阻，闭合开关，移动变阻器的滑片P移至合适位置，电压表用的小量程，分度值为0.1V，示数为2.4V，记下电流表的示数。断开开关，将12Ω电阻换成10Ω后，根据探究电流与电阻关系，必须控制电压不变，闭合开关，移动变阻器的滑片P使电压表的示数与前一次相同，记录相关数据；（4）依次改变电阻R的阻值，共测得五组实验数据，根据实验数据，在图丙的坐标系中描绘出I﹣R图象为曲线A；①由图象可知，0.6A×4Ω＝0.4A×6Ω＝0.3A×8Ω＝0.2A×12Ω＝2.4V；可得出的结论是：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。②因为电源电压不变，而定值电阻的电压保持不变，滑动变阻器的电压也不变，根据串联分压规律知，因而各次实验中，定值电阻和滑动变阻器的阻值倍数关系保持不变，因而对每一个电流值，变阻器RP的阻值始终是定值电阻的阻值倍数不变，则把每次实验时记录的电流值和对应变阻器RP的阻值，在图丙坐标系中描成点，将这些点绘成曲线B，发现曲线B与曲线A平行，因而两者无交点；③本实验的主要研究方法是“控制变量法”，A．探究二力平衡的条件，有多个因素影响，必须采用控制变量法；B．探究影响液体内部压强的因素时，探究与深度关系，控制液体密度不变，用了控制变量法；C．用电流表和电压表测量定值电阻的阻值，是测量型实验，没有控制变量；没有用到“控制变量法”的有C。故答案为：（1）如图见解答；（2）断开；（3）2.4；电压；（4）①电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；②无交点；对每一个电流值，变阻器RP的阻值是定值电阻的阻值倍数不变，两个图像平行；③C。3．（2023•日照）小明同学在参加学校物理兴趣小组探究活动中发现，很多电器产品复杂的电路都是由简单的电路组合而成，使用时它们的电流与电压、电阻总存在一定的关系。某次探究活动中，小明找到一个未知电阻R1（阻值不变），设计了如图甲所示的电路图。电源电压保持6V不变，滑动变阻器R2的规格为“50Ω1A”。（1）根据电路图连接实验电路时，所采用的电流表、电压表如图乙所示。闭合开关后发现电压表无示数，电流表有示数。滑动滑片，电流表示数发生变化。则电路中故障可能是：电阻R1短路（或电压表短路、电压表断路）；排除故障之后，闭合开关，滑动滑片，记录实验数据见表1：表1数据序号123456电压U/V22.533.54.55电流I/A0.20.251.50.350.450.5①由表1可知电阻R1＝10Ω。这些数据中第3组（填写数据序号）是明显错误的。请你帮助小明分析读取数据错误的原因是：电流表的量程判断错误。②通过此实验，可以得出电流I与电压U的关系：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。（2）保持其他元件不变，只将R1由10Ω更换为5Ω，要继续保持电阻R1两端电压3V不变，滑动变阻器R2需要向左（选填“左”或“右”）端滑动；将R1继续更换为15Ω、20Ω…，保持R1两端电压3V不变，记录数据见表2：表2电压U＝3V数据序号12345…电阻R1/Ω510152030…电流I/A0.60.30.20.150.1…①要想满足电阻R1两端电压保持3V不变，电阻R1可更换的最大电阻值为50Ω。②分析表中的实验数据，得出电流I与电阻R的关系：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。（3）在探究多个变量之间的关系时，两实验均利用了控制变量法。【答案】（1）电阻R1短路（或电压表短路、电压表断路）；①10；3；电流表的量程判断错误；②成正比；（2）左；①50；②在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（3）控制变量。【解答】解：（1）闭合开关后，电流表有示数，说明电路为通路，而电压表无示数，则可能是与电压表并联的电阻R1短路，也可能是电压表短路，还可能是电压表断路；①根据欧姆定律R＝，计算出表一中各组数据的平均值，排除错误选项，并取平均值；研究电流与电压的关系时，需控制定值电阻的电阻相同，所以第三组数据错误，再根据读数规律，得出是读错量程了。②根据表格得出，电压与电流的比值是定值，从而得出电流与电压成正比；（2）探究“电流与电阻的关系”实验中，应控制定值电阻两端的电压不变，而根据串联分压原理可知，将定值电阻由10Ω改接成5Ω的电阻，电阻减小，其分得的电压减小，由分压原理，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数为3V；①由分压原理，使电压表的示数保持为3V，电源电压为6V，所以滑动变阻器两端电压也为3V，故定值电阻最大阻值等于滑动变阻器最大阻值，为50Ω；②分析表中的实验数据可知，电压一定时，电流与电阻的乘积为定值，所以可得出结论：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（3）在探究多个变量之间的关系时，需要使用控制变量法。故答案为：（1）电阻R1短路（或电压表短路、电压表断路）；①10；3；电流表的量程判断错误；②成正比；（2）左；①50；②在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（3）控制变量。4．（2023•怀化）图甲是“探究电流与电压关系”的实验电路。（1）检查发现连接的电路中有一根导线连接错误，请在图中连接错误的那根导线上打“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确。（2）电路接通前，滑动变阻器的滑片P应该移至最左端（选填“左”或“右”）。（3）闭合开关后，发现电流表示数几乎为零，电压表示数接近于电源电压，则故障可能是：待测电阻发生了断路（选填“短路”或“断路”）。（4）排除故障后，闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，记录实验数据见下表。表中空白处电压如图乙所示，该示数是2.4V。请根据表中数据得结论：电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比（选填“正比”或“反比”）。电压U/V0.61.21.83.0电流I/A0.120.240.360.480.60【答案】（1）见解答图；（2）左；（3）断路；（4）2.4；正比。【解答】解：（1）根据实验记录数据表，可知电压表应接小量程“3”接线柱，如下图所示；（2）为了保护电路，电路接通前，滑动变阻器的滑片P应该移至阻值最大处，与下接线柱最远处，即图中左端；（3）闭合开关后，发现电流表示数几乎为零，电路可能开路，但电压表有示数，则电压表与电源连通，此时电路中的一处故障是待测电阻R断路；（4）由上图正确电路图可知，电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.4V；根据表中数据可知：电压增大为原来的几倍，通过的电流也增大为原来的几倍，故得出的结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。故答案为：（1）如上图所示；（2）左；（3）断路；（4）2.4；正比。5．（2023•岳阳）小聪用图甲所示电路图探究电流跟电压、电阻的关系。（1）连接电路时，开关应断开；（2）若定值电阻R开路，闭合开关后电流表（选填“电流表”或“电压表”）无示数；（3）实验完成后记录数据的纸被同学无意撕断，只剩图乙表格。根据表格数据我们能判断小聪探究的是电流跟电压（选填“电压”或“电阻”）的关系；（4）用“2.5V，0.3A”的小灯泡替换R来完成研究小灯泡电阻的实验。闭合开关移动滑片，电压表示数如图丙，此时电压为2V，电流表示数可能是下列数据中的C（选填序号）。A．0.18AB．0.22AC．0.26A【答案】（1）断开；（2）电流表；（3）电压；（4）2；C。【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路时，开关应断开；（2）若定值电阻R开路，闭合开关后，此时电压表与电源连通，电压表有示数，由于电路断路，电流表无示数；（3）由表中数据可知，上下两行数据之比为一定值，即通过导体的电流与导体两端的电压成正比，故可以判断小聪探究的是电流跟电压的关系；（4）闭合开关移动滑片，电压表示数如图丙，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为2V；小灯泡正常发光时的电阻为：RL＝＝≈8.3Ω；假设灯丝电阻不变，当灯泡两端电压为2V时，通过灯泡的电流为：I'＝＝≈0.24A，由于灯丝电阻随温度的降低而减小，所以通过灯泡的电流应大于0.24A，即电流表示数可能是下列数据中的0.26A，故选：C。故答案为：（1）断开；（2）电流表；（3）电压；（4）2；C。6．（2023•眉山）探究“电流与电阻的关系”时，实验器材有：三节新的干电池（电压为4.5V）、电流表、电压表、滑动变阻器（标有“20Ω2A”字样）、定值电阻4个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），开关一个，导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图。（1）请用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整，要求：滑片P向右移动时电流表示数变小。（2）滑片P位于滑动变阻器阻值最大处，闭合开关，电流表有示数，电压表无示数，则电路故障原因是电阻R短路。（3）排除故障后，将定值电阻由5Ω更换为10Ω时，应向右（选填“左”或“右”）适当调节滑动变阻器的滑片P，使电压表示数保持3V不变。（4）图丙是根据实验数据画出的定值电阻的I﹣R图象，由此可得，当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。（5）小静同学继续探究，再次换接50Ω的定值电阻后，发现无论怎样移动滑片P，都不能使电压表示数达到原来的3V，为了完成这次实验，她采取的措施可行的是B。A.调高电源电压B.再串联一个10Ω的电阻C.将电压表改接到滑动变阻器两端（6）下列图象中能大致反映本实验各物理量之间关系的是B。【答案】（1）见解答图；（2）短路；（3）右；（4）通过导体的电流与导体的电阻成反比；（5）B；（6）B。【解答】解：（1）滑片P向右移动时电流表示数变小，说明滑动变阻器阻值变大，故滑动变阻器选用左下接线柱与电阻R串联，如下图所示：；（2）滑片P位于滑动变阻器阻值最大处，闭合开关，电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路，即电路故障原因是电阻R短路；（3）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，故应向右适当调节滑动变阻器的滑片P，使电压表示数保持3V不变；（4）由图丙可知，电流与电阻的乘积为UV＝IR＝0.6A×5Ω＝……＝0.2A×15Ω＝3V，为一定值，故由此可得，当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（5）A、设电源电压为U总，定值电阻两端的电压为UV＝3V，根据串联电路电压的规律及分压原理有：＝；方程左边为一定值，故右边也为一定值，当滑动变阻器最大电阻连入电路中时，对应的定值电阻也最大，即＝；电源电压为：U总＝4.2V＜4.5V，所以降低电源电压可以完成这次实验，故A不符合题意；B、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50Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝0.5×50Ω＝25Ω＞20Ω；即为了能完成这次实验，滑动变阻器的最小电阻为25Ω，而题中原来滑动变阻器的最大电阻为20Ω，若再串联一个10Ω的电阻，根据电阻的串联可知，滑动变阻器连入电路的电阻为：R滑′＝25Ω﹣10Ω＝15Ω，故B符合题意；C、将电压表改接到滑动变阻器两端，电压表原来测定值电阻的电压，现在测变阻器的电压，对改变定值电阻的电压大小没有影响，无论怎样移动滑片，都不能使电压表示数达到原来的数值，所以不能完成这次实验，故C不符合题意；故选：B；（6）A、因电压表示数不变，即电流与R之积为一定值，所以电流随R的变化关系为反比例函数，故A错误；B、换用不同的电阻时，电压表示数不变，故B正确；C、由前面解答可知，定值电阻的电压为3V，滑动变阻器的电压为1.5V，由分压原理，滑动变阻器与R的阻值之比为1：2，故滑动变阻器连入电路的电阻与R的关系为一过原点的直线，故C错误；D、根据P＝UI＝，定值电阻的功率：PR＝＝，即电阻的电功率与R之积为一定值，电阻的电功率随R变化关系为反比例函数，故D错误；故选：B。故答案为：（1）见解答图；（2）短路；（3）右；（4）通过导体的电流与导体的电阻成反比；（5）B；（6）B。7．（2023•鞍山）小明使用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个，电压为3V的电源以及规格为“10Ω，0.5A”的滑动变阻器等器材，来“探究电流与电阻的关系”。（1）他首先将5Ω的电阻接入了图甲的电路中，检查时发现电路中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确；（2）电路正确连接后，闭合开关时发现，此时电压表和电流表均无示数，他判断产生此现象的原因是滑动变阻器（选填“定值电阻”或“滑动变阻器”）断路。排除故障后移动滑动变阻器的滑片，电流表示数如图乙所示，则此时电压表示数为2V；（3）当定值电阻由5Ω换为10Ω时，为达到实验要求，需向右（选填“左”或“右”）调节滑动变阻器的滑片。分别将5Ω和10Ω的电阻接入电路，在电压表示数不变的情况下，滑动变阻器消耗的电功率之比为2：1；（4）如果只利用现有器材，让四个电阻单独接入电路都可完成实验，定值电阻两端的电压应控制在2V～2.5V之间；（5）小明按上述方法，更换不同阻值的电阻进行了多次实验后，得出结论：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。（6）完成上面实验后，小明又设计了图丙所示的电路来测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻，已知电源电压为7V，R0的阻值为10Ω，请完成以下实验步骤：①开关S和S1闭合、S2断开，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光；②保持滑动变阻器滑片位置不变，将开关S和S2闭合、S1断开，此时电压表示数为3V；再将滑动变阻器的滑片移到最左（选填“左”或“右”）端，此时电压表示数为5V，电路中的电流为0.2A；③小灯泡正常发光时的电阻RL＝8.3Ω。（结果保留一位小数）【答案】（1）见解答图；（2）滑动变阻器；2；（3）右；2：1；（4）2.5；（5）反比；（6）②左；0.2；③8.3。【解答】解：（1）原电路图中，电流表与定值电阻并联，电压表串联在电路中是错误的，在探究电流与电阻的关系实验中，定值电阻、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在定值电阻两端，如下图所示：；（2）若电流表无示数，说明电路可能断路；电压表无示数，说明电压表与电源之间存在断路，即产生此现象的原因是滑动变阻器断路；电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.4A，则定值电阻两端电压为UV＝I1R1＝0.4A×5Ω＝2V，即电压表示数为2V；（3）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；小明将5Ω和10Ω电阻分别接入电路，因定值电阻两端的电压保持不变，根据欧姆定律可知，在电压不变时，电流与电阻成反比，故电路中电流之比为：I1：I2＝10Ω：5Ω＝2：1；因电源电压和定值电阻两端的电压不变，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压不变，由P＝UI可知，在电压不变时，电功率与电流成正比，故两次实验滑动变阻器消耗的电功率之比为2：1；（4）由图甲可知，电流表选用小量程，滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A，即电路中最大电流为0.5A，当电路中电流最大，定值电阻阻值最小时，定值电阻两端电压最大，故定值电阻两端最大电压为：UV大＝I大R定小＝0.5A×5Ω＝2.5V；（5）因电流与电阻的乘积为一定值，故可得出结论：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；（6）①开关S、S1闭合、S2断开，此时灯泡和滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，当灯泡正常发光时，灯泡两端的电压为2.5V；由串联电路的电压规律可知，电压表的示数为7V﹣2.5V＝4.5V；②保持滑动变阻器位置不动，开关S、S2闭合、S1断开，此时滑动变阻器的最大电阻和R0串联，电压表测滑片右侧电阻丝的电压，已知此时电压表示数为3V；再将滑动变阻器滑片调到最左端，滑动变阻器的最大电阻仍然和R0串联，电压表测整个滑动变阻器两端的电压，此时电压表示数为5V，根据串联电路电压的规律，定值电阻两端的电压为7V﹣5V＝2V，由欧姆定律，电路中的电流为：I＝＝＝0.2A；③在②中，因电压表接在滑片上，故电流经定值电阻后经滑动变阻器的全部电阻丝回到电源负极，因此在移动滑片过程中，电路中的电流不变，电压表测滑片右侧部分电阻丝的电压；故当电压表示数为3V时，由欧姆定律，滑动变阻器连入电路的电阻：R滑部分＝＝＝15Ω，由串联电路电流特点和欧姆定律，在①中，灯正常发光时灯的电流为：IL＝＝＝0.3A；小灯泡正常发光时的电阻为：RL＝＝≈8.3Ω。故答案为：（1）见解答图；（2）滑动变阻器；2；（3）右；2：1；（4）2.5；（5）反比；（6）②左；0.2；③8.3。8．（2023•西宁）小西和同学们在“探究电流与电压的关系”的实验中，实验电路如图甲所示，电源电压恒为3V，定值电阻R的阻值为5Ω。实验序号12345U/V0.51.01.52.02.5I/A0.10.30.40.5（1）连接电路时，开关应断开，闭合开关前应将滑动变阻器滑片P调至A（选填“A”或“B”）端。（2）连接好电路后，闭合开关，发现电压表有示数，电流表无示数，此时电路的故障可能是定值电阻断路。（3）排除故障后，第2次实验中电流表的示数如图乙所示，为0.2A。（4）将多次实验测得的数据记录在表格中，分析数据可得：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。（5）以下实验中，与此实验中进行多次测量的目的相同的是B。A.用刻度尺测量长度B.探究杠杆的平衡条件（6）完成此实验后，同学们还想探究“电流与电阻的关系”，又添加了10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻，实验中保持定值电阻两端电压为1.5V不变。将5Ω电阻换成10Ω电阻后，为保持电压表的示数仍为1.5V，应将滑动变阻器滑片P向A（选填“A”或“B”）端移动。为了完成本实验，滑动变阻器的最大阻值不得小于25Ω。【答案】（1）断开；A；（2）断；（3）0.2；（4）正比；（5）B；（6）A；25。【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路时，开关必须断开；正确连好电路后，闭合开关前，要将滑动变阻器的滑片P调至A端阻值最大处；（2）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、电流表、滑动变阻器、开关与电源是通路，故电路故障可能是定值电阻断路；（3）由图乙可知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.2A；（4）由表中数据可得，在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（5）本实验中进行多次测量的目的是得出普遍性的规律，探究杠杆的平衡条件时，多次测量也是为了得出普遍性的规律；（6）根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω换成10Ω，电阻增大，其分得的电压也增大，为保持电压表的示数不变，应增大滑动变阻器分得的电压，故需增大滑动变阻器连入电路中的电阻，滑片应向A端移动；电阻两端的电压始终保持UV＝1.5V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝3V﹣1.5V＝1.5V，变阻器分得的电压与电压表示数相同，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝1×25Ω＝25Ω，故为了完成本实验，滑动变阻器的最大阻值不得小于25Ω。故答案为：（1）断开；A；（2）断；（3）0.2；（4）正比；（5）B；（6）A；25。9．（2023•宜昌）如图甲为小俊和小红在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中连接的部分实物图。（1）用笔画线代替导线将实物图连接完整，使滑片向右滑动时电流表的示数变大。（2）正确连接电路，闭合开关后，发现电流表无示数，电压表有示数，则电路可能出现的故障是R断路。（3）排除故障后，测量出的数据如表，请在图乙的坐标纸中描点画出I﹣U图像。实验次数123456电压U/V0.40.81.21.62.02.4电流I/A0.080.160.300.320.400.48（4）小俊和小红分析图像后得出了结论，为了使结论具有普遍性，小俊提出用刚才的实验器材增加实验次数，小红提出换用不同的定值电阻重复前面的实验。你觉得科学合理的是小红（选填“小俊”或“小红”）的方案。（5）他们发现另外一组的同学画出的图像（如图丙）所反映出的规律与自己的不同，请你分析该小组实验中可能存在的问题是电压表与滑动变阻器并联。【答案】（1）见解析；（2）R断路；（3）见解析；（4）小红；（5）电压表与滑动变阻器并联【解答】解：（1）根据题意可知，滑片向右滑动时电流表的示数变大，这说明电路中的总电阻变小，滑动变阻器接入电路的电阻变小，所以滑动变阻器应该接右下接线柱，如图所示：；（2）正确连接电路，闭合开关后，发现电流表无示数，说明电路出现了断路现象；电压表有示数，说明电压表与电源之间是接通的，则电路可能出现的故障是R断路；（3）根据表格中的数据描点连线，如下所示：（4）实验中为了获得普遍的规律，应换用阻值不同的定值电阻多次测量，所以小红的方法是合理的；（5）实验后不同小组之间进行交流时，发现有一组同学画出的I﹣U图像如图丙所示，造成该现象的原因是：电压表与滑动变阻器并联。故答案为：（1）见解析；（2）R断路；（3）见解析；（4）小红；（5）电压表与滑动变阻器并联。10．（2023•无锡）用图甲所示的电路探究通过导体的电流与电压、电阻的关系。器材有：干电池3节（每节电压略小于1.5V），滑动变阻器3个（铭牌上分别标有“5Ωㅤ3A”“20Ωㅤ2A”“50Ωㅤ1.5A”字样），电流表、电压表、开关各一个，阻值为5Ω、10Ω、20Ω的电阻各一个，导线若干。（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移至B（选填“A”或“B”）端。（2）闭合开关后，电流表和电压表示数为0，移动滑片P，两表指针不偏转。将与电压表“﹣”接线柱相连的导线从D端拆下，试触C点，电压表指针不偏转，试触B点，电压表指针偏转，若电路中只有一处故障，则可能是导线BC断路。（3）排除故障后，重新开始实验，探究电流与电压的关系。闭合开关，电压表示数为0.7V，电流表示数为0.07A。移动滑片P，逐步增大R两端电压，记录电压表的示数U和对应的电流表的示数I。以电流I为纵坐标、电压U为横坐标，采用描点的方式，画出I﹣U图像，如图乙所示。依据图像，得到的结论是当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比，实验中选用的滑动变阻器的铭牌上标有“50Ωㅤ1.5A”字样，电源电压为4.2V。（4）在探究电流与电阻的关系时，为了能使用上一次的某一组实验数据，断开开关，将R换成5Ω，闭合开关，移动滑片P，电流表示数如图丙所示为0.4A；断开开关，换接未使用过的一个电阻，正确操作后，电流表示数应为0.1A。【答案】（1）B；（2）导线BC断路；（3）当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；“50Ωㅤ1.5A”；4.2；（4）0.4；0.1。【解答】解：（1）为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处，即B端；（2）闭合开关后，电流表示数为0，说明电路可能断路，电压表示数为0，说明电压表与电源没有连通；将与电压表“﹣”接线柱相连的导线从D端拆下，试触C点，电压表指针不偏转，试触B点，电压表指针偏转，说明此时电压表与电源连通，电压表并联的电路断路，若电路中只有一处故障，则可能是导线BC断路；（3）由图乙可知，图线为一条过原点的斜线，故得到的结论是：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；由图甲可知，电源为三节干电池串联，每节电压略小于1.5V，则电源电压应该大于3V，小于4.5V；闭合开关，电压表示数为0.7V，电流表示数为0.07A，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据串联电路电压规律和欧姆定律可知，电源电压为：U＝0.7V+0.07A×R滑大……①；若选用“5Ωㅤ3A”的滑动变阻器，代入①式，则U＝1.05V，不符合题意；若选用“20Ωㅤ2A”的滑动变阻器，代入①式，则U＝2.1V，不符合题意；若选用“50Ωㅤ1.5A”的滑动变阻器，代入①式，则U＝4.2V，符合题意；故实验中选用的滑动变阻器的铭牌上标有“50Ωㅤ1.5A”字样，电源电压为4.2V；（4）将R换成5Ω，闭合开关，移动滑片P，电流表示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.4A，则定值电阻两端电压为：UV＝I2R2＝0.4A×5Ω＝2V；由图乙可知，在探究电流与电压的关系实验中，定值电阻的阻值为：R1＝＝＝10Ω，故未使用过电阻的阻值为20Ω；在探究电流与电阻的关系实验中，应控制定值电阻两端电压不变，故换接20Ω的电阻，正确操作后，电流表示数应为：I3＝＝＝0.1A。故答案为：（1）B；（2）导线BC断路；（3）当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；“50Ωㅤ1.5A”；4.2；（4）0.4；0.1。11．（2023•威海）在探究“电流与电阻的关系”实验中，电源电压恒为9V，滑动变阻器规格为“50Ω2A”。（1）根据图甲所示的电路图，请用笔画线代替导线，将图乙所示的实物图连接完整（导线不允许交叉）。（2）连接好电路，将滑动变阻器阻值调到最大，闭合开关，移动滑片，发现电流表无示数，电压表示数始终接近电源电压。导致这一现象的原因可能是C。A.电流表损坏B.滑动变阻器短路C.定值电阻R接触不良D.定值电阻R短路（3）排除故障继续实验，更换不同的定值电阻后，都需要调节滑动变阻器，其目的是保持定值电阻两端的电压不变，实验数据如表所示，其中第6次实验中电流表示数如图丙所示，其读数为0.24A。实验次数123456…电阻R/Ω57.512152025…电流I/A1.20.80.480.40.32…（4）在如图丁所示坐标系中已经描出所有实验数据对应的点，请绘出图象，分析并得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。（5）实验完成后，在评估“将5Ω电阻更换成7.5Ω电阻继续实验”这一环节中，甲小组认为，更换成7.5Ω电阻后需要将滑动变阻器阻值调到最大，才能闭合开关进行实验；而乙小组认为，更换成7.5Ω电阻后不需要将滑动变阻器阻值调到最大，可直接闭合开关进行实验。你认为哪个小组的观点正确并写出理由：甲组，闭合开关前滑动变阻器的阻值需调到阻值最大处。【答案】（1）如图；（2）C；（3）保持定值电阻两端电压不变；0.24；（4）如图；电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（5）甲组，闭合开关前滑动变阻器的阻值需调到阻值最大处。【解答】解：（1）由图甲可知滑片左移滑动变阻器接入电路的电阻变大，所以导线连接滑动变阻器的右下接线柱，如图：；（2）闭合开关，移动滑片，发现电流表无示数，说明电路断路，电压表示数始终接近电源电压，说明电压表串联接入电路，即与电压表并联的电阻电阻断路，故选C；（3）探究“电流与电阻的关系”实验需保持定值电阻两端的电压不变；电流表接入电路的是小量程，分度值为0.02A，示数为0.24A；（4）用平滑曲线连接，如图：，分析图象可得电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（5）甲组，闭合开关前滑动变阻器的阻值需调到阻值最大处。故答案为：（1）如图；（2）C；（3）保持定值电阻两端电压不变；0.24；（4）如图；电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（5）甲组，闭合开关前滑动变阻器的阻值需调到阻值最大处。12．（2023•烟台）在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中：（1）设计实验时，小明制定了探究的总体思路：保持电阻不变，探究电流与电压的关系；保持电压不变，探究电流与电阻的关系。物理上把这种科学探究的方法叫做控制变量法。（2）在“探究电流与电压的关系”的过程中，小明连接了如图甲所示的实物电路。闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到A（选填“A”或“B”）端。闭合开关后，调节滑动变阻器滑片P至适当位置，此时电流表示数如图乙所示，则电流表示数为0.4A。（3）在“探究电流与电阻的关系”的过程中，小明将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，闭合开关，直接读出电流值，这种做法是否正确？不正确；理由是什么？没有控制定值电阻两端的电压不变。（4）小明根据实验数据绘制了I﹣U和I﹣R的图象，如图丙、丁所示。由图象可以得到的实验结论是：在电阻一定的情况下，通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比；在电压一定的情况下，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。【答案】（1）控制变量法；（2）A；0.4；（3）不正确；没有控制定值电阻两端的电压不变；（4）正比；反比。【解答】解：（1）保持电阻不变，探究电流与电压的关系；保持电压不变，探究电流与电阻的关系；物理上把这种科学探究的方法叫做控制变量法；（2）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到阻值最大处，即A端；闭合开关后，调节滑动变阻器滑片P至适当位置，此时电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.4A；（3）小明将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，闭合开关，直接读出电流值，这种做法不正确；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，故更换电阻后，应调节滑动变阻器滑片，保持定值电阻两端电压不变，然后读出电流值；（4）由图丙可知，图线为一条过原点的斜线，故可以得到的实验结论是：在电阻一定的情况下，通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比；由图丁可知，电流与电阻的乘积UV＝IR＝0.4A×5Ω＝……＝0.1A×20Ω＝2V，为一定值，故可以得到的实验结论是：在电压一定的情况下，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。故答案为：（1）控制变量法；（2）A；0.4；（3）不正确；没有控制定值电阻两端的电压不变；（4）正比；反比。13．（2023•黑龙江）在探究“电流与电阻关系”实验时，老师给小明提供了如下器材：电源（电压恒定为4.5V），电流表，电压表，开关各一个，滑动变阻器甲“10Ω，2A”和滑动变阻器乙“20Ω，1A”各一个，定值电阻5Ω、10Ω、15Ω各一个，导线若干。（1）注意在连接电路时，开关必须处于断开状态；（2）用笔画线代替导线，将图甲的实验电路连接完整（要求：滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变大，导线不允许交叉）；（3）正确连接电路后闭合开关，发现电流表有示数，无论怎样移动滑片P，电压表都无示数，则故障可能是电阻R短路（或电压表短路或电压表断路）（答出一种情况即可）；（4）排除故障后，小明把5Ω的电阻接入电路中，移动滑片P到适当位置，读出电流表示数如图乙所示，正确记录后，小明又改用10Ω电阻继续实验，闭合开关后，小明应将滑片P向右（选填“左”或者“右”）移动至电压表示数为2.5V；（5）小明在实验中所选用的滑动变阻器应该是乙（选填“甲”或“乙”）；（6）利用老师给的器材，还能完成的电学实验有：测量电阻的阻值（写出一个即可）。【答案】（1）断开；（2）见解答图；（3）电阻R短路（或电压表短路或电压表断路）；（4）右；2.5；（5）乙；（6）测量电阻的阻值。【解答】解：（1）为保护电路，在连接电路时，开关必须处于断开状态；（2）滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变大，说明滑动变阻器阻值变小，故滑动变阻器选用左下接线柱与电阻R串联在电路中，如下图所示：；（3）正确连接电路后闭合开关，发现电流表有示数，说明电路是通路；无论怎样移动滑片P，电压表都无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路，即故障可能是电阻R短路（或电压表短路或电压表断路）；（4）排除故障后，小明把5Ω的电阻接入电路中，移动滑片P到适当位置，读出电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.5A，则定值电阻两端电压为UV＝I1R1＝0.5A×5Ω＝2.5V；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移动至电压表示数为2.5V；（5）实验中使用的定值电阻阻值最大为15Ω，定值电阻两端的电压始终保持UV＝2.5V，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﹣2.5V＝2V，滑动变阻器分得的电压为电压表示数的＝0.8倍，根据分压原理，当接入15Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝0.8×15Ω＝12Ω，即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于12Ω，故选乙；（6）根据R＝知此实验还可以测量电阻的阻值。故答案为：（1）断开；（2）见解答图；（3）电阻R短路（或电压表短路或电压表断路）；（4）右；2.5；（5）乙；（6）测量电阻的阻值。14．（2023•益阳）小明同学想探究“通过灯泡的电流与灯泡两端电压的关系”，设计了如图甲所示的电路图。（1）请用笔画线代替导线，按照图甲所示的电路图，在图乙中将实物电路连接完整（要求连线不得交叉；滑动变阻器的滑片向左移动，小灯泡变亮）。（2）小明同学正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，但电压表示数较大。接下来正确的操作是C。A.检查电路是否短路B.更换电流表C.检查小灯泡是否接触良好或损坏D.移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光（3）排除电路故障后，下表是按正确的操作测得的数据，其中第一次测得的电流如图丙所示，则电流表示数为0.32A。从表中数据可看出，通过灯泡的电流与灯泡两端的电压不成正比，其原因是灯丝的电阻随着温度的升高而增大。实验次数123电压U/V2.03.03.8电流I/A0.380.40【答案】（1）见解答图；（2）C；（3）0.32；灯丝的电阻随着温度的升高而增大。【解答】解：（1）电流表、灯泡、滑动变阻器、开关串联接入电路；滑动变阻器“一上一下”接线柱接入电路；如下图所示：（2）小明同学正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，但电压表示数较大，说明与电压表并联的小灯泡断路，接下来应检查小灯泡是否接触良好或损坏，故选C；（3）由图可知，电流表所选量程为0～0.6A，分度值是0.02A，根据指针位置可知，其示数是0.32A；由表格中的数据和公式R＝可知：随灯泡电压与电流增大，灯泡实际功率增大，灯丝温度升高，灯泡电阻变大，灯泡的电流跟灯泡两端电压的不成正比，其原因是灯丝的电阻随着温度的升高而增大。故答案为：（1）如上图所示；（2）C；（3）0.32；灯丝的电阻随着温度的升高而增大。15．（2023•沈阳）在“探究电流与电压和电阻的关系”的实验中，电源两端电压3V且保持不变，滑动变阻器规格为“25Ω1A”。（1）探究电流与电压的关系，实验电路如图甲所示，请用笔画线代替导线，将实物图连接完整；（2）闭合开关后，发现电压表无示数，电流表有示数，移动滑动变阻器的滑片P，电压表仍无示数，电流表示数有变化。若电路故障只有一处，则故障可能是定值电阻R发生短路（填“短路”或“断路”）；（3）排除故障后，进行实验。实验数据如表所示：实验次数12345电压U/V0.611.522.5电流I/A0.120.20.30.4其中第5次实验中电流表示数如图乙所示，为0.5A；（4）分析表格中数据得出电流与电压的定量关系：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（5）利用这个电路继续探究电流与电阻的关系。实验中分别接入阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻，且每次只接入一个定值电阻，同时移动滑动变阻器的滑片P，观察电压表和电流表的示数。实验中调节滑动变阻器的目的是控制电阻两端的电压不变；不改变现有器材的规格，设定的电压表示数应不低于1.5V，才能保证五次实验顺利进行，得出正确结论。【答案】（1）见解答图；（2）短路；（3）0.5；（4）成正比；（5）控制电阻两端的电压不变；1.5。【解答】解：（1）由于电源电压为3V，所以电压表选用0～3V的量程与定值电阻并联，如下图：（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，电流表示数有变化，则电路为通路，发现电压表无示数，则故障原因可能是定值电阻R短路；（3）由图知电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.5A；（4）由表格数据知在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（5）研究电流与电阻的关系，要控制电阻两端的电压不变，实验中调节滑动变阻器的目的就是控制电阻两端的电压不变；滑动变阻器与定值电阻串联，设电压表示数为UV，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＝3V﹣UV，根据分压原理有：＝，即＝……Ⅰ，因电压表示数UV为定值，由Ⅰ式知，方程左边为一定值，故右边也为一定值，故当定值电阻取最大时，滑动变阻器连入电路中的电阻最大，由Ⅰ式得：＝，解得电压表的示数：UV＝1.5V，即控制定值电阻两端电压不低于1.5V不变时，能使实验顺利进行。故答案为：（1）见解答图；（2）短路；（3）0.5；（4）成正比；（5）控制电阻两端的电压不变；1.5。16．（2023•德阳）在“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”实验中，小明利用稳压电源（恒为4.8V）、电阻箱（阻值可调节）、滑动变阻器（“60Ω0.6A”）、电压表、电流表、导线若干做了如下实验：（1）请你用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向右滑动时，接入电路的电阻变大。（2）按照（1）问中你的连接方式，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于右端。（选填“左”或“右”）（3）小明控制电阻箱接入电路的阻值R＝5Ω一定，调节滑动变阻器的阻值，进行了5次实验，测得了表1中的数据，其中第4次实验时，电压表指针如图乙所示，其示数为2.5V，通过实验数据的分析可得出：通过导体的电流与导体两端的电压成正比的关系。表1实验次数12345U/V0.511.53I/A0.10.20.30.50.6（4）小明实验时控制电压表的示数U＝3V一定，通过移动变阻器滑片P和改变电阻箱R接入电路的阻值，进行了5次实验，测得了表2中的数据，通过实验数据的分析可得出：通过导体的电流与导体的电阻成反比的关系，本实验研究物理问题所用到的方法是控制变量法。表2实验次数12345R/Ω510152030I/A0.60.30.20.150.1（5）小明按照（4）问的实验操作进行更多的数据探究，电阻箱接入电路的阻值不能超过100Ω。【答案】（1）见解答图；（2）右；（3）2.5；导体两端的电压成正比；（4）导体的电阻成反比；控制变量法；（5）100。【解答】解：（1）在“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”实验中，电阻箱与滑动变阻为串联电路，电压表测量电阻箱的电压，电流表测量整个电路的电流，滑动变阻器“一上一下”接法，滑片P向右滑动时，电阻变大，下面那个接线柱接在A点，如图所示：；（2）按照（1）中连接方式，闭合开关前，滑片P置于右侧时阻值最大，可以起到保护电路的作用；（3）如图乙所示，此时电压表的量程为0～3V，其读数为2.5V；通过分析实验数据可知，在电阻一定时，电压越大，电流越大，通过导体的电流与导体两端的电压成正比例关系；（4）通过分析实验数据可知，在电压一定时，电阻越大，电流越小，通过导体的电流与导体的电阻成反比关系，本实验控制了导体两端的电压为UV＝IR＝0.6A×5Ω＝3V，利用的方法是控制变量法；（5）由题意可知电源电压为4.8V，滑动变阻器的最大阻值为60Ω，实验需要控制电阻箱两端的电压为3V，则滑动变阻器两端的电压为U2＝4.8V﹣3V＝1.8V；根据串联分压的知识可知，电阻箱的最大阻值为：＝，即＝，解得电阻箱的最大值为：R1＝100Ω。故答案为：（1）见解答图；（2）右；（3）2.5；导体两端的电压成正比；（4）导体的电阻成反比；控制变量法；（5）100。17．（2023•宁夏）在“探究电流与电压的关系”实验中，实验小组用电压表测得电源电压为2.8V，并连接了如图甲所示的部分电路：（1）观察图甲，请指出电路连接过程中的不妥之处：连接电路时未断开开关。（2）改正后，请用笔画线代替导线，在图甲上完成剩余电路的连接（要求：向右移动滑动变阻器的滑片P，其阻值增大）。（3）闭合开关后，观察到电压表示数接近电源电压，电流表无示数，出现该故障的原因是定值电阻断路。（4）排除故障后，开始测量并将实验数据记录在表中，当电压表示数为2.0V时，电流表示数如图乙所示，为0.20A。电压U/V1.01.52.02.5电流I/A0.100.150.25（5）根据表中实验数据，得出的实验结论是：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。（6）若要继续完成“探究电流与电阻的关系”的实验，除了现有的实验器材之外，还需增加两个阻值不同的定值电阻。【答案】（1）连接电路时未断开开关；（2）见解答图；（3）定值电阻断路；（4）0.20；（5）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；（6）两个阻值不同的定值电阻。【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路时开关应该断开；由图甲可知，电路连接过程中的不妥之处：连接电路时未断开开关；（2）向右移动滑动变阻器的滑片P，其阻值增大，故滑动变阻器选用左下接线柱与开关串联在电路中，如下图所示：；（3）闭合开关后，观察到电流表无示数，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，即出现该故障的原因是定值电阻断路；（4）排除故障后，开始测量并将实验数据记录在表中，当电压表示数为2.0V时，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.20A；（5）由表中数据可知，当定值电阻两端电压增大为原来的几倍，通过定值电阻的电流也增大为原来的几倍，故可得出的实验结论是：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；（6）在探究电流与电阻的关系的实验中，应控制定值电阻两端电压不变，更换不同阻值的定值电阻，故除了现有的实验器材之外，还需增加两个阻值不同的定值电阻。故答案为：（1）连接电路时未断开开关；（2）见解答图；（3）定值电阻断路；（4）0.20；（5）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；（6）两个阻值不同的定值电阻。18．（2023•丹东）在“探究电流与电压的关系”实验中，小潘设计并连接了如图甲所示的电路。（1）在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到最左端。（选填“左”或“右”）（2）闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，已知导线、仪表均完好且接触良好，则故障原因可能是定值电阻短路。（选填“断路”或“短路”）（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为1.0V时，电流表示数如图乙所示，则电流表示数为0.1A。（4）继续移动滑动变阻器的滑片，进行多次测量，记录实验数据如下表。实验次数1234电压U/V1.01.62.22.8电流I/A0.160.220.28分析表中数据可知：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。（5）同桌的小明分别用两个阻值未知的电阻R1和R2进行实验，得到两个电阻的I﹣U图象，如图丙所示。由图象可知R1＜R2。（选填“＞”“＜”或“＝”）（6）若将定值电阻换成小灯泡，不能达到本实验的探究目的，是因为实验中应控制电阻的阻值不变，而灯泡的电阻会随温度的变化而变化。【答案】（1）左；（2）短路；（3）0.1；（4）正比；（5）＜；（6）实验中应控制电阻的阻值不变，而灯泡的电阻会随温度的变化而变化。【解答】解：（1）在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处，即最左端。（2）图甲中电流表测电路中的电流，电压表测定值电阻两端的电压；闭合开关，发现电流表有示数，则电路接通，电压表无示数，则电压表所测量的元件短路，即定值电阻短路。（3）电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流表示数为0.1A。（4）分析表中数据，结合欧姆定律可知R＝＝＝....＝＝10Ω，可知：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。（5）由图象可知，在电流相同时，R2两端的电压大于R1两端的电压，根据R＝可知R1＜R2。（6）若将定值电阻换成小灯泡，不能达到本实验的探究目的，是因为实验中应控制电阻的阻值不变，而灯泡的电阻会随温度的变化而变化。故答案为：（1）左；（2）短路；（3）0.1；（4）正比；（5）＜；（6）实验中应控制电阻的阻值不变，而灯泡的电阻会随温度的变化而变化。19．（2023•辽宁）小宋在探究电流与电压的关系时，所选的电源电压恒为3V，定值电阻的阻值为5Ω，连接如图甲所示电路，进行如下操作：（1）将滑动变阻器的滑片调至最右端，闭合开关，会发现电流表无示数，经检查发现电路中有一条导线连接错误，请在错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确。（2）改正电路后，闭合开关，电流表示数为0.1A，电压表指针位置如图乙所示，示数为0.5V。滑动变阻器的最大阻值25Ω。（3）调节滑动变阻器的滑片，再进行四次实验，读取每次电流表、电压表示数，将数据填在如下表格中。分析数据可得出：在导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比。实验次数12345电压U/V11.522.5电流I/A0.10.20.30.40.5（4）完成上述实验后，为了测量额定电流为0.25A灯泡正常发光时的电阻，小宋设计了如图丙所示的部分电路。电源电压未知且恒定，定值电阻R0的阻值为10Ω。请完成下面的实验步骤：①补全电路：请在图中虚线框a、b两处补画出定值电阻R0和被测灯泡的元件符号，按电路图正确连接电路；②使灯泡正常发光：只闭合开关S，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2.5V（写出你的操作）；③测量灯泡的额定电压：保持滑片位置不变，闭合开关S、S1，电压表示数为5V，接着将滑片调至最左端，电压表示数为6V；④计算灯泡正常发光时的电阻：RL＝12Ω。【答案】（1）右；电流；见解答；（2）0.5；25；（3）正比；（4）①见解答；②调节滑动变阻器使电压表的示数为2.5V；③左；④12。【解答】解：（1）为了保护电路，闭合开关前，动变阻器要调节到阻值最大的位置，即将滑动变阻器的滑片调至最右端；原电路中，电流表与电阻并联，电压表串联在电路中，因电压表内阻很大，闭合开关，会观察电流表无示数；电流表应与电阻串联，电压表与电阻并联，如下图所示：（2）由图可知，电压表的量程是0～3V，分度值是0.1V，示数为0.5V；由串联电路中的电压特点可知，滑动变阻器两端的电压为：U滑＝U﹣U定＝3V﹣0.5V＝2.5V，电流表示数为0.1A，因为串联电路中电流处处相等，所以通过滑动变阻器的电流也为0.1A，滑动变阻器的最大阻值：R滑最大＝＝25Ω；（3）由图中数据可得，在导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比；（4）①没有电流表，用电压表与定值电阻代替电流表，所以定值电阻与电压表并联，如下图：②小灯泡的额定电流为0.25A，定值电阻R0的阻值为10Ω，为了是小灯泡正常发光，定值电阻R0两端的电压应该为U0＝I额R0＝0.25A×10Ω＝2.5V；所以使灯泡正常发光：只闭合开关S，调节滑动变阻器使电压表的示数为2.5V；③保持滑片位置不变，闭合开关S、S1，灯泡被短路，将滑动变阻器滑片调节到最左端，滑动变阻器接入电路中的阻值为零，电压表的示数即为电源电压U＝6V；④由保持滑片位置不变，闭合开关S、S1，电压表示数为5V可得：，即，解得：R滑＝2Ω，由步骤②可得：，即，解得：RL＝12Ω。故答案为：（1）右；电流；见解答；（2）0.5；25；（3）正比；（4）①见解答；②调节滑动变阻器使电压表的示数为2.5V；③左；④12。20．（2023•荆州）在物理实验课上，同学们探究“电流与电压的关系”，如图所示。（1）请用笔画线将图甲中所缺的一根导线补充完整；（2）在实验进行中，得到电流表示数如图乙所示，其示数为0.36A；（3）正确进行实验，得到实验数据如下表，实验中定值电阻两端电压的改变是通过调节滑动变阻器接入电路的阻值实现的；实验次数12345电压U/V1.21.51.82.02.4电流I/A0.240.300.360.400.48（4）根据实验数据分析可得：电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。【答案】（1）见解答图；（2）0.36；（3）调节滑动变阻器接入电路的阻值；（4）正比。【解答】解：（1）由图甲可知，电源为两节干电池串联，即3V，故电压表选用小量程并联在定值电阻两端，如下图所示：；（2）在实验进行中，得到电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.36A；（3）实验中是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电压；（4）由表中数据可知，当电压增大为原来的几倍，电流也增大为原来的几倍，故分析可得：电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。故答案为：（1）见解答图；（2）0.36；（3）调节滑动变阻器接入电路的阻值；（4）正比。21．（2023•武汉）小红同学用下列器材探究电流与电阻的关系：干电池4节，定值电阻R（10Ω、15Ω、20Ω和25Ω），电流表A（量程0～0.6A或0～3A），电压表V（量程0～3V或0～15V），滑动变阻器，开关，导线若干。在实验中：（1）①如图乙所示，电压表量程为0～15V，电流表量程为0～0.6A，定值电阻R＝10Ω，请根据图甲在图乙中补画2根导线，将实物电路连接完整。②确认电路连接无误后，闭合开关，电压表示数如图丙所示，则电源电压是6V。（2）断开开关，将电压表量程改为0～3V，并联接在图甲中的A、B两点，检查电路无误后，闭合开关，向左移动滑片P，当电流表示数为0.24A时，记下电压表的示数，设此时滑动变阻器连入电路的阻值为RP1，接着将10Ω的定值电阻更换为15Ω的定值电阻，重做实验，当观察到电压表的示数是2.4V时，记下电流表的示数，设此时滑动变阻器连入电路的阻值为Rp2，则RP2﹣RP1＝7.5Ω。（3）小红同学继续进行实验，将15Ω的定值电阻更换为20Ω的定值电阻，闭合开关，发现滑片P在最右端时，电压表示数为2.7V。为了能用20Ω和25Ω的定值电阻继续完成实验，应将实物电路中的滑动变阻器更换为50Ω1.5A（填“25Ω2A”“30Ω2A”或“50Ω1.5A”）的滑动变阻器。【答案】（1）①见解析图；②6；（2）2.4；7.5；（3）50Ω1.5A。【解答】（1）①根据图甲所示电路图，滑动变阻器与定值电阻串联，电压表测量定值电阻和滑动变阻器串联后两端总电压；如下图所示：；②因为图丙中电压表选用0～15V的量程，由图可知电压表的分度值为0.5V，示数为6V；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，将10Ω的定值电阻更换为15Ω的定值电阻时，电压表示数为UR＝IR＝0.24A×10Ω＝2.4V，则：RP1＝﹣R＝﹣10Ω＝15Ω；接入15Ω的定值电阻时，RP2＝﹣R′＝﹣15Ω＝22.5Ω；则：RP2﹣RP1＝22.5Ω﹣15Ω＝7.5Ω；（3）当接入电路的电阻R＝20Ω时，根据实验要求，其两端电压U＝2.4V，变阻器接入电路电阻RP3＝﹣R″＝﹣20Ω＝30Ω；将20Ω的定值电阻更换为25Ω的定值电阻时，要控制控制定值电阻的电压相同，变阻器接入电路电阻需要大于30Ω，故选标有“50Ω1.5A”的滑动变阻器。故答案为：（1）①见解析图；②6；（2）2.4；7.5；（3）50Ω1.5A。22．（2023•凉山州）小李利用以下器材探究“电流与电阻的关系”：学生电源、电流表（0～0.6A）、电压表（0～3V）、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，开关应断开（选填“断开”或“闭合”），且应将滑动变阻器的滑片移到最右（选填“左”或“右”）端；（3）小李把学生电源调至6V，将定值电阻依次接入电路，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，得到图丙所示的电流I随电阻R变化的图像，由图像可以得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比（选填“正比”或“反比”）；（4）正确连接电路后，实验中小李发现电压表示数突然变大，电流表示数几乎为零，则可能是定值电阻出现断路故障；（5）在图丙中，定值电阻的阻值为5Ω和20Ω时，滑动变阻器的电功率分别为P1和P2，则P1：P2＝4：1。【答案】（1）见解析；（2）断开；右；（3）反比；（4）断路；（5）4：1【解答】解：（1）由图甲可知，电压表测定值电阻两端电压，电流表测电路中电流，电压表应并联在定值电阻两端，电路连接如下图所示：；（2）连接开关时，为了保护电路，开关应断开，且为了防止电路中电流过大，应将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大处，故由图乙可知，应将滑动变阻器的滑片移到最右端。（3）由图丙可知，流过定值电阻的电流值与对应的定值电阻两端的电压值的乘积不变，故可得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比。（4）实验中若电压表示数突然变大，电流表示数几乎为零，则可能是电路中出现了断路，此时电压表直接并联进电路，测量电源电压，故此时可能是定值电阻出现了断路故障。（5）由图丙中可知，当定值电阻阻值为R1＝5Ω时，此时流过定值电阻的电流为I1＝0.4A，则此时流过滑动变阻器的电流也为I1＝0.4A，当定值电阻阻值为R2＝20Ω时，此时流过定值电阻的电流为I2＝0.1A，则此时流过滑动变阻器的电流也为I2＝0.1A，且定值电阻两端的电压不变，电源电压也保持不变，则由串联电路的电压规律可知，滑动变阻器两端的电压也保持不变，故由P＝UI可得P1：P2＝UI1：UI2＝I1：I2＝0.4A：0.1A＝4：1。故答案为：（1）见解析；（2）断开；右；（3）反比；（4）断路；（5）4：1。23．（2023•广元）同学们“探究电流与电阻的关系”时，实验室提供的器材有：电压恒为6V的电源一个，定值电阻5个（阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω），规格为“40Ω1A”的滑动变阻器一个，电流表、电压表、开关各一个，导线若干。（1）同学们设计并连接了如图甲所示的实验电路，想用电压表的3V量程测量定值电阻R两端的电压，请你用笔画线代替导线，帮助他们把电压表正确连接在电路中（导线不能交叉）。（2）他们先将R＝5Ω的电阻接在图甲中a、b间，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为U0；保持滑片不动，用10Ω的电阻替换a、b间的电阻后，需将滑动变阻器的滑片P向右（选填“左”或“右”）端移动，才能保持a、b间的电压U0不变；再依次更换a、b间电阻为15Ω、20Ω继续实验。他们根据测量数据作出了电流表示数I与a、b间电阻R阻值的关系图像，如图乙所示。由乙图可知：a、b间电压U0的值为2V；a、b间电压一定时，通过a、b间导体的电流与导体的电阻成反比。（3）当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后，发现电压表示数始终不能调为U0，为继续完成此次探究，同学们一起设计了如下方案，下列方案不正确的一项是C。A.将滑动变阻器更换为“50Ω1A”的滑动变阻器，其余不变B.将电压为6V的电源更换为电压为5.2V的电源，其余不变C.只调节滑动变阻器，使U0为2.3V【答案】（1）见解答图；（2）右；2；反；（3）C。【解答】解：（1）电压表与定值电阻并联接入电路，注意接线柱正进负出，由图乙可知控制电压为2V，正接线柱选择“3“接线柱，如下图所示：（2）实验中，用10Ω的电阻替换5Ω，根据分压原理，电阻两端的电压变大，即电压表示数变大；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，故应向右移动滑片才能达到实验要求；根据图乙所示的图象可知，a、b两端的电压为：U＝IR＝0.4A×5Ω＝﹣﹣﹣＝0.1A×20Ω＝2V，为一定值，