内容正文:
专题特训 电流与电压、电阻关系的探究
类型一 探究电流与电压的关系
1. (2022·江西)探究电流与电压的关系。
【提出问题】电流与电压有怎样的关系呢?
【猜想与假设】依据电压是形成电流的原因,猜想:通过导体的电流随着导体两端的电压增大而 增大 。
【设计实验】如图甲所示为该实验的电路图。请判断虚线框内的电表,它们的符号分别是:① ;② 。
增大
【进行实验】按电路图连接电路,闭合开关,电流表的示数如图乙所示,此时电流表的示数为 0.06 A。定值电阻R=5Ω不变,移动滑片,测得的几组数据如表所示。
0.06
实验次序 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
【分析与论证】请在图丙的坐标轴上制定标度,根据表中的实验数据在坐标系中描点,并绘出图像。
【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 。
正比
类型二 探究电流与电阻的关系
2. (2022·荆州)某学习小组计划探究电流与电阻的关系。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,阻值分别为5Ω、15Ω、25Ω的定值电阻各一个,导线若干。
(1) 连接电路时开关应该 断开 (选填“断开”或“闭合”)。
断开
(2) 如图甲所示的实物电路中存在错误,小兰发现只需要改接一根导线就可以改正,请在那一根错误的导线上画“✕”,再画线把它改到正确的位置上。(导线不允许交叉)
(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,由图像可知电阻R两端的电压为 2.5 V;为保证分别使用三个定值电阻均能顺利完成实验,滑动变阻器的最大阻值至少是 35 Ω。
2.5
35
3. (2022·临沂)用5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻探究电流与电阻的关系,实验所用电源电压为6V。
(1) 请用笔画线代替导线将如图甲所示的电路连接完整(要求滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表的示数变大)。
(2) 先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关后,若电流表有示数,电压表无示数,则电路故障可能是定值电阻 短 路。
(3) 排除故障后进行实验,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数如图乙所示时记录数据,则本实验中控制的定值电阻两端的电压为 2 V。
(4) 断开开关,将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 左 (选填“左”或“右”)端移动;在移动滑片的过程中,眼睛应注意观察 电压 表的示数。
短
2
左
电压
(5) 根据实验数据描绘出电流与电阻倒数的图像如图丙所示,由图像可知,电压一定时,电流与电阻成 反 比。
(6) 分析实验数据可知,本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于 40 Ω。
反
40
类型三 探究电流与电压、电阻的关系
4. 如图甲所示为“探究电流与电压关系”的实验电路,三个小组的同学分别用5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻和两节干电池进行探究。
(1) 请用笔画线代替缺少的两根导线,将图甲的电路连接完整(要求:导线不能交叉,滑片P向B端移动时,电路中的电流变大)。
(2) 正确连接电路,闭合开关,移动滑片P,发现电流表无示数,电压表有示数。可能的故障是定值电阻R 开路 (选填“开路”或“短路”);排除故障,缓慢移动滑片P到某位置时,电压表的示数如图乙所示,为 1.8 V。
开路
1.8
(3) 将不同小组的数据汇总后,得到如表所示的数据,分析可得:在电阻一定的情况下,通过导体的电流和导体两端的电压成 正 比。
R1 5Ω
U/V 0.8 1.0 1.5 2.0
I/A 0.16 0.20 0.30 0.40
R2 10Ω
U/V 1.2 1.8 2.2 2.6
I/A 0.12 0.18 0.22 0.26
R3 15Ω
U/V 1.5 1.8 2.1 2.4
I/A 0.10 0.12 0.14 0.16
正
(4) 在进一步探究“电流与电阻的关系”实验中:
① 若保持定值电阻两端的电压为1.5V不变,在上表的数据中有 两 组可用于分析。
两
R1 5Ω
U/V 0.8 1.0 1.5 2.0
I/A 0.16 0.20 0.30 0.40
R2 10Ω
U/V 1.2 1.8 2.2 2.6
I/A 0.12 0.18 0.22 0.26
R3 15Ω
U/V 1.5 1.8 2.1 2.4
I/A 0.10 0.12 0.14 0.16
② 为得到更多的实验数据,老师给每个小组再提