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14 专题十四 欧姆定律
考点1 探究电流跟电压、电阻的关系
(2023·山东滨州)某实验小组
用图甲所示电路进行“探究电流与电压的关
系”实验。
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路连接完
整,要求滑动变阻器滑片P 向左移动时电阻
变大,导线不交叉。
(2)连接电路时,开关应该 。闭合开
关前,滑动变阻器滑片P 应该位于
(选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,同学们发现电流表没有示数,电
压表示数接近电源电压,原因可能是 。
(4)排除故障后,移动滑片P 到某一位置时电
流表示数如图乙所示,此时通过定值电阻R
的电流为 A,根据实验数据绘制出
定值电阻R 的I-U 图象如图丙所示。由图象
可得:当导体的电阻一定时,通过导体的电流
与导体两端的电压成 。
(5)同学们利用完整的图甲电路进一步“探究
电流与电阻的关系”,测得实验数据如表所
示。实验时,保持电压表的示数为 V
不变。分析数据可得:当导体两端的电压一
定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
实验次数 1 2 3 4 5
R/Ω 5 10 15 20 25
I/A 0.40 0.20 0.13 0.10 0.08
(6)该小组用电压表和一个最大阻值为R0的
滑动变阻器,测量未知电阻Rx的阻值。他们
设计了如图丁所示的电路图,进行如下实验
操作:
①闭合开关,将滑动变阻器滑片P 移到最左
端,此时电压表的示数为U1。
②将滑动变阻器滑片P 移到最右端,此时电
压表的示数为U2。
③则Rx= (用R0、U1、U2 表示)。
解析:(1)由题意可知,滑动变阻器滑片P 向
左移动时电阻变大,应该将滑动变阻器右下
端的B 端接线柱连入电路。(2)为了起到保
护电路的作用,连接电路时,开关应该断开;
闭合开关前,滑动变阻器滑片P 应该位于最
大阻值处的A 端。(3)电流表没有示数,说明
电路断路;电压表示数接近电源电压,说明电
压表两接线柱之间的电路元件断路,由图可
知,电压表测量的是定值电阻R 两端的电压,
原因可能是定值电阻R 断路。(4)如图乙所
示,电 流 表 选 择 的 是 小 量 程,分 度 值 为
0.02A,电流表的示数为0.3A,则此时通过
定值电阻R 的电流为0.3A;如图丙所示,电
阻一定时,电流随电压的增大而增大,故可
得:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与
导体两端的电压成正比。(5)探究电流与电
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阻的关系,根据控制变量法的要求,应该控制
电阻两端的电压不变,由表格数据结合公式
U=IR 可知,保持电压表的示数为2V不变。
(6)闭合开关,将滑动变阻器滑片P 移到最左
端,此时电压表的示数为U1;可知电源的电压
为U=U1①;将滑动变阻器滑片P 移到最右
端,此时电压表的示数为U2,可得U=IR=
U-U2
R0 (Rx+R0)②;由①②两式联立可得
Rx= U2R0U1-U2
。
答案:(1)如图所示。
(2)断开 A (3)定值电阻R 断路 (4)0.3
正比 (5)2 (6)③ U2R0U1-U2
B*
(1)将电压表或电流表连入电路中时,应注
意“+”“-”接线柱连接方法和选择合适的
量程。(2)在探究受多变量影响的物理量的
变化情况时,一定要采用控制变量法,即只
保留一个变量而控制其他变量不变。在探
究电流跟电压、电阻的关系的实验中:①先
固定电 阻 不 变,探 究 电 流 与 电 压 的 关 系。
②然后更换电阻阻值,并始终保持电阻两端
电压不变,探究电流与电阻的关系。
(2023·山东烟台)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作
。
(2)在“探究电流与电压的关系”的过程中,小明
连接了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 (选填“A”或