第17.1讲：电流与电压和电阻的关系【教材为纲·探题源】-2024年中考一轮复习讲义

第17-1讲 电流与电压和电阻的关系 知识点1：电流与电压和电阻的关系 电流与电压的关系：电阻一定时，电流与电压成正比。 电流与电阻的关系：电压一定时，电流与电阻成反比。 【典例探究1】何菊同学找来一些相应的实验器材：电源、开关、滑动变阻器（20Ω）、电压表、电流表、定值电阻R和足够的导线探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”： （1）连接电路过程中有一处错误，如图甲，请只改动一根导线，使电路连接正确（在应改动的导线上打“×”，用笔画线代替导线画出正确的接法）。 （2）改正错误后，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至最 　右　（选填“左”或“右“）端。 （3）闭合开关发现电压表无示数，电流表有示数，其原因可能是定值电阻R 　短路　。 （4）排除故障后再次闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，记录的实验数据如下表所示。其中序号3的①电流表表盘示数如图乙所示，将电流表示数填入表格中： 实验序号 1 2 3 电压U/V 3 4 4.7 电流I/A 0.3 0.4 ①　0.48　 ②忽略误差影响，分析表格数据可得实验结论：　电阻一定时，通过导体的电流与导体两的电压成正比　。 ③实验序号1的定值电阻阻值为 　10　Ω。 （5）不能把定值电阻换成小灯泡来完成本实验，这是因为 　灯的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值　。 （6）何菊同学还想“探究电流与电阻的关系”发现电源突然出现故障，电压只能调为7.5V，她控制定值电阻两端的电压为3V不变，分别将5Ω、10Ω、15Ω三个定值电阻接入电路，为了能完成实验，应在电路中再串联一个阻值范围为 　2.5~7.5　Ω之间的电阻R2。 【解题思路】（1）图甲中，两电表串联后再与定值电阻并联是错误的，电流表应与电阻串联，电压表与电阻并联； （2）闭合开关前，为保护电路，应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处； （3）闭合开关发现电流表有示数，电路为通路，根据电压表无示数分析； （4）①根据电流表选用小量程确定分度值读数； ②忽略误差影响，分析表中数据得出结论； ③根据欧姆定律得出实验序号1的定值电阻阻值； （5）探究通过导体的电流与导体两端电压的关系，要控制电阻大小不变； （6）根据串联电路电压的规律得出变阻器分得的电压，根据分压原理得出当接入15Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻大小，而变阻器的最大电阻为20Ω；将变阻器与R2视为一个整体可知R2的最小电阻；同理接入5Ω电阻时可得出变阻器的最小电阻；将变阻器与R2视为一个整体，当变阻器接入电路的电阻为0时，R2大＝7.5Ω即可满足要求，据此回答。 【答案】（1）见解析中的图；（2）右；（3）短路；（4）①0.48；②电阻一定时，通过导体的电流与导体两的电压成正比；③10；（5）灯的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值；（6）2.5~7.5。 【解析】（1）如图甲，两电表串联后再与定值电阻并联是错误的，电流表应与电阻串联，电压表与电阻并联，改正后如下所示： （2）改正错误后，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，即最右端； （3）闭合开关发现电流表有示数，电路为通路，电压表无示数，其原因可能是定值电阻R短路； （4）其中序号3的①电流表表盘示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.48A； ②忽略误差影响，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，可得实验结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两的电压成正比； ③根据欧姆定律，实验序号1的定值电阻阻值为 （5）探究通过导体的电流与导体两端电压的关系，要控制电阻大小不变，不能把定值电阻换成小灯泡来完成本实验，这是因为灯的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值； （6）根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为 U滑＝U′﹣UV＝7.5V﹣3V＝4.5V 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15Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为 R滑1＝1.5×15Ω＝22.5Ω 而变阻器的最大电阻为20Ω；将变阻器与R2视为一个整体，则R2的最小电阻为 R2小＝22.5Ω﹣20Ω＝2.5Ω 同理接入5Ω电阻时，变阻器的最小电阻为 R滑2＝1.5×5Ω＝7.5Ω 将变阻器与R2视为一个整体，当变阻器接入电路的电阻为0时，R2大＝7.5Ω即可满足要求，故将5Ω、10Ω、15Ω三个定值电阻接入电路，为了能完成实验，应在电路中再串联一个阻值范围为2.5Ω~7.5Ω之间的电阻R2。 【典例探究2】如图甲是“探究电流与电压的关系”的电路图，电源电压恒为3V。 （1）连接好电路，闭合开关S后，发现电流表几乎无示数，电压表示数接近3V。移动滑动变阻器的滑片P，两电表示数均无变化，则电路故障可能是 　R断路　。 （2）排除故障