同步提升专题_专题8：探究电流与电压、电阻的关系 --2024-2025学年人教版物理九年级上学期

九年级上册精编同步讲义（通用版） 专题8：探究电流与电压、电阻的关系（综合提升） 内容提要 类型一：探究电流与电压、电阻的关系（简单综合） 类型二：提升与变式1（I-R图像的面积、I-图像） 类型三：提升与变式2（电压表接在滑动变阻器两端） 类型四：提升与变式3（结合欧姆定律讨论范围问题） 类型一：探究电流与电压、电阻的关系（简单综合） 专题剖析 实验一：探究电路中电流与电压的关系 实验目的 探究电路中电流与电压的关系。 实验器材 电源、开关、导线、电流表、电压表、定值电阻、滑动变阻器。 实验电路图 图中R为研究对象（本实验中R始终保持不变）。 R＇的作用是： （1）保护电路； （2）改变R两端的电压，便于获取多组数据。 实验原理 应用控制变量法，控制电阻R不变，改变电阻R两端的电压，观察电流表的变化，记录数据，绘制I-U图象，寻找电流与电压之间的关系。 实验步骤 (1)按照电路图连接实物图； (2)闭合开关S后，调节滑动变阻器的滑片P，使定值电阻R两端的电压成整数倍变化，如2V、4V、6V等; (3)根据电压表和电流表的示数，读出每次R两端的电压值和通过R的电流值，并记录数据。 分析与论证 由实验数据可以看出电流和电压有关，电流随电压的增大而增大，将实验数据通过图像的形式表示出来，如图所示（本质是一个正比例函数图像）。 结论 在导体电阻一定的情况下，通过导体中的电流与该导体两端的电压成正比。 实验二：探究电流与电阻的关系 实验目的 探究电流与电阻的关系。 实验器材 电源、开关、电流表、电压表、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω等）、滑动变阻器。 实验电路图 实验原理 应用控制变量法，控制电压不变，改变定值电阻的阻值，观察电流表的变化，记录数据，绘制图象，寻找电流与电阻之间的关系。 实验步骤 （1）按照电路图连接实物图； （2）闭合开关S后，调节滑动变阻器的划片P使定值电阻两端的电压为一个合适的值； （3）记录此时R的阻值和电流表的示数，并记录在表格中。然后依次增大电阻R的阻值，调节滑片P，保持R两端电压不变，记录每次实验电阻R的阻值和对应电流，并记录在表格中； （4）绘制实验图象，分析论证。 分析与论证 根据实验数据和图像信息，不难看出导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。为了更直观得出结论，还可以做出I—图像。 结论 在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。 要点点拨 1、 连接电路时要断开开关（操作不规范的现象是：连接好最后一根导线，电表立即就有示数了）。 2、 闭合开关前滑动变阻器要调到阻值最大处（让初始电流最小，保证电路安全）。 3、 更换电阻时要先断开开关。 4、 两个实验中滑动变阻器的作用。 实验一中滑动变阻器R＇的作用：①保护电路；②改变R两端的电压，便于获取多组数据。 实验二中滑动变阻器R＇的作用：①保护电路；②保持R两端的电压不变； 5、 两个实验的主要实验方法都用是控制变量法，数据处理用到了列表法和图像法。 6、 实验二中如何调节滑动变阻器。 新课时学生们还不懂分压原理，所以可以总结以下口诀快速解决这一问题。等到学习完欧姆定律，再讲具体原理即可。口诀：串联电路中有“大电阻分大电压，小电阻分小电压；电阻变大，分压变多，电阻减小，分压变少”。 例如：在探究电流与电阻的关系时，若当R为5欧时，R两端电压为2V，如果将R由5欧变为10欧，那么R变大，即R两端的电压也会变大（大于2V）；要使R两端的电压重新变为2V，就需要R＇分走更多电压，故R＇要变大，即滑片P需要向左滑动。 典型例题 【典例1】（2024•蒙阴县二模）小明在“探究电流与电阻的关系”时，连接的电路如图甲所示。他用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻分别进行了4次实验，得到电流与电阻的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．实验中进行多次实验的目的是为了减小实验误差 B．分析图乙可得：电压一定时，电阻与电流成反比 C．分析图乙可知，实验中电压表的示数一直为3V不变 D．R1由5Ω换成10Ω时，应向左调节滑动变阻器滑片 【典例2】（2024•包头）学生小组利用现有器材：电源（6V）、阻值不超过20Ω的多个定值电阻、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器（50Ω，2A）、开关、导线若干，完成多个电学实验。 （1）研究电流与电压的关系。 ①设计电路并画出电路图如图甲所示。 ②依据电路图选用部分器材连接电路。请用笔画线代替导线将图乙实物电路连接完整，导线不要交叉。 ③将滑片调至阻值最大处，闭合开关，移动滑片，发现电流表与电压表均无示数，故障可能是 　 （写出一处即可），查找故障，排除故障。 ④闭合开关，移动滑片，多次改变定值电阻两端的电压和通过它的电流。记录数据并绘制如图丙所示的I﹣U图象。分析图象可得：电阻一定时，　 。本实验选用的是 　Ω的定值电阻。 （2）将图乙中的定值电阻调换为 　 　，还可以完成 　 　实验（写出一个实验名称即可）。本实验收集多组数据的目的是 　 　。 【典例3】（2024•常州）小组同学探究“欧姆定律”。 （一）小明探究“电流与电压的关系”。实验器材为：3节干电池（每节电池的电压恒为1.5V）、开关S、定值电阻R0、电流表、电压表、滑动变阻器Rx、导线。 （1）请在图甲中以笔画线代替导线完成电路连接，要求：电流表、电压表均使用大量程（测量时再选择合适的量程），电压表测量R0的电压。 （2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移至 　 　（A/B）端。 （3）闭合开关S，发现电流表无示数、电压表有示数，则电路故障可能是 　 　。 A.R0处发生短路； B.R0处发生断路； C.Rx处发生短路； D.Rx处发生断路。 （4）排除电路故障，移动滑动变阻器的滑片P，测得多组数据。进行实验④时，电压表、电流表的示数如图乙所示，请将数据记录在表一内。 表一 实验序号 ① ② ③ ④ U/V 1.0 2.0 3.0 I/A 0.2 0.4 0.6 （5）分析实验数据，可得探究结论：　 　。 （二）小华利用如图甲所示的电路，附加数个阻值不同的定值电阻，探究“电流与电阻的关系”，测得实验数据如表二所示。 表二 实验序号 ① ② ③ ④ R/Ω 5 10 15 20 I/A 0.6 0.3 0.2 0.15 （6）小华完成实验①后，进行实验②，具体操作为：首先，断开开关S，将定值电阻由5Ω换成10Ω；接着，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P时，眼睛应观察 　 　表直至其示数为 　 　。 （7）分析实验数据，可得探究结论：　 　。 类型二：I-R图像的面积、I-图像 专题剖析 变式1：考查I-图像的含义，以及I-R图像面积的含义。 图像种类 图像 分析讨论 I-R图像 根据欧姆定律可得U=IR，所以如图所示I-R图像某点横纵坐标的围成的面积表示R两端的电压。 I-图像 因为I-R图像是一条曲线，并不能直观体现反比关系，所以我们可以I-图像，若I与R成反比，那么I就一定与成正比，所以I-图像一定是一个正比例函数图像。 典型例题 【典例4】（2023秋•邗江区校级期末）如图所示，电源电压为3V保持不变，滑动变阻器规格“20Ω；1A”，定值电阻的阻值5Ω、15Ω、20Ω，利用上述的实验器材探究“电流与电阻的关系”。 （1）先将5Ω的定值电阻接入电路中，调节滑动变阻器，当电压表示数为2V时，记录电流表的示数； （2）不改变滑动变阻器滑片的位置，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，闭合开关，向 　 　（选填“左”或“右”）移动滑动变阻器滑片，移动过程中眼睛注视 　（选填“电压表”或“电流表”）的示数； （3）换接不同的定值电阻，重复上述的实验步骤，绘出电流I与电阻倒数变化的图像如图乙，由图乙可知：电压一定时，电流与电阻成 　 　比； （4）对“探究电流与电阻关系”的实验过程进一步分析、论证，绘制了实验过程中“电流与定值电阻、电流与滑动变阻器，电流与总电阻”之间的图像，如图丙，其中反映电流与定值电阻关系的是 　 　（选填“a”、“b”或“c”），图中阴影部分面积表示的物理含义是 　 　。 【典例5】（2024•沛县校级模拟）用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”，电源电压恒为6V，定值电阻R备有5Ω、10Ω、20Ω、40Ω各一个。 （1）实验小组根据电路图连接了实物电路如图乙，其中存在连线错误，而且只要改接一根导线就可以了，请你把接错的那根导线打上“×”，再画线把它改到正确位置上（导线不允许交叉）。 （2）将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，移动滑片P，发现电流表示数始终为零，电压表示数不为零，其原因可能是 　 　。 （3）实验中依次接入定值电阻，调节滑片使定值电阻两端电压相同，记下电流表读数，绘出电流I与电阻倒数的变化的图象如图乙所示，由图乙可得结论：　 　。 （4）为确保所给的定值电阻接入电路后都能正常进行实验，那么，滑动变阻器的最大阻值至少为 　 　Ω。 类型三：实验中电压表接在滑动变阻器两端 专题剖析 变式2：实验中把电压表接到滑动变阻器两端。 电压表在定值电阻两端和滑动变阻器两端的辨析 电路图 数据图像(U-I) 分析讨论 I IB IA U UB UA A B 0 数学原理：U=IR（相当于y=kx）。 关系式： 斜率k .B .A U I短 数学原理：U2=U-IR1（相当于y=kx+b）图像斜率：===R1 图像纵截距：b=U 图像横截距：= 任意两点可列方程：U=UA-IAR1… U=UB-IBR1… 联立方程可解得U和R1。 【典例6】（2024•泉州模拟）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻。当滑动变阻器R2的滑片P从某点a点移到b点时，滑动变阻器的U﹣I线如图乙所示。则电源电压和定值电阻R1的阻值分别是（　　） A．9V、10Ω B．9V、30Ω C．18V、30Ω D．18V、10Ω 【典例7】（2024•武进区一模）如图甲所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片P由最右端移到最左端，得到两电表示数的U﹣I图像为乙图，则电源电压为 　 　V，定值电阻R1阻值是 　 　Ω，滑动变阻器的最大阻值是 　 　Ω。 类型四：结合欧姆定律进行计算、讨论范围问题 变式3：结合欧姆定律进行计算、讨论范围问题。 典型例题 【典例8】（2024•凉州区校级二模）小明用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”，其中电源电压恒为6V，滑动变阻器规格为“20Ωㅤ1A”，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，所用定值电阻为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四种。要完成所有实验，他应控制电压表示数为多少（　　） A．1V B．2V C．3V D．4V 【典例9】（2024秋•张店区校级月考）现利用图甲所示电路探究电流和电阻的关系，电源电压保持3V不变，分别将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R连入电路，按实验要求测得通过各定值电阻的电流，描绘出图乙所示的图像。则下列判断正确的是（　　） ①实验中电压表示数保持2.5V不变 ②当R的阻值是10Ω时，通过R的电流为0.25A ③当R的阻值是25Ω时滑动变阻器连入电路中的阻值为5Ω ④滑动变阻器连入电路的阻值变化范围为2﹣5Ω ⑤将R从50换成100后，应将滑片P向左移 A． ①②④ B．①④⑤ C．①②③ D．②③④ 专题综合演练 1．（2023秋•海珠区校级期末）利用如图所示的电路，探究电流与电阻的关系时，每次实验必须保持大小不变的是（　　） A．电压表的示数 B．电流表的示数 C．定值电阻Rx的阻值 D．滑动变阻器 R′的阻值 2．（2023秋•孟村县期末）在探究“导体电流与电阻关系”时，选择了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个电阻进行实验，实验电路图如图所示。下列说法错误的是（　　） A．闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最左端 B．将5Ω的电阻换成10Ω，应将滑片向右移 C．实验过程中移动滑片的主要目的是控制定值电阻两端的电压一定 D．该实验结论为：电压一定时，导体中的电流与电阻成反比 3．（2024•梁山县二模）如图所示的电路中，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合开关S，移动滑片P，多次记录电流表示数I和对应的电压表示数U，则绘出的I﹣U关系图像正确的是（　　） A． B． C． D． 4．（2023秋•奉节县期末）如图甲所示，电源电压恒定，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从B端移至A端的过程中，其中一个电压表示数随电流表示数变化的U﹣I图像如图乙所示，下列说法中正确的是（　　） A．电源电压U＝8V B．定值电阻R1＝16Ω C．乙图表示电压表V1示数随电流表示数变化的关系 D．当电压表V1的示数为6V时，滑动变阻器R2＝10Ω 5．（2024•成武县二模）某同学利用如图甲所示的电路进行实验，电源电压恒为3V，更换5个定值电阻Rx，得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是（　　） A．该同学研究的是电流和电压的关系 B．实验中电压表的示数保持0.5V不变 C．滑动变阻器阻值变化范围为1Ω～5Ω D．将Rx从5Ω换成10Ω后，应将滑片P向左移 6．（2024•长沙二模）小婧同学用如图甲所示的电路探究电流与电压的关系。实验器材有：2节干电池、1只电流表、1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）在连接电路时，开关应处于 　 　状态； （2）小婧同学选择的定值电阻为10欧，然后调节滑动变阻器此时电压表示数如图乙所示，如果她想把电压表示数调为2.5V，那么小婧该把滑动变阻器的滑片往 　 　边调； （3）小婧同学总共完成了6组数据，描绘出了如图丙所示的U﹣I图象，请问：小婧同学能否根据图丙得出，“在电阻一定时，流过导体的电流与导体两端的电压成正比例”的结论？若能请说明理由？若不能，请说明实验操作中可能存在什么疏漏？　 。 7、（2024•青岛）小明用图甲所示的实验装置探究电流和电阻的关系。电源电压为4.5V，三个定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω和15Ω，两个滑动变阻器规格分别为“10Ω，1A”和“20Ω，1A”。 （1）图甲电路连接不完整，请用笔画线代替导线将电路连接完整。 （2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到 　 　（选填“左”或“右”）端。 （3）正确连接电路后，小明依次使用三个定值电阻进行实验。每次更换定值电阻后，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数与前一次实验相同，记录相应电流表示数，绘制出I﹣R图象如图乙所示，实验中电压表的示数为 　 　V。 （4）小明找来一个未知阻值的电阻，重复上述实验，电流表表盘如图丙所示，其示数为 　 　A，该电阻的阻值为 　 　Ω。 （5）根据以上实验数据，实验中小明选择的滑动变阻器规格应为 　 　。 8.（2023·广东清远·统考二模）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R、电流表、电压表和滑动变阻器连接了图甲所示的电路。 （1）请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整，连接电路时，开关应 ； （2）检查电路连接无误后闭合开关后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电流表几乎无示数，电压表有示数且不变，原因可能是 ； （3）排除上述故障，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 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”） （4）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R的I-U图像，并根据图像得出结论： ； （5）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R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： 。 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图像。 9.小明在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时，电路如图甲所示，电源电压保持不变，R为定值电阻。 （1）请用笔画线代替导线，将图乙中的电路按甲图连接完整（要求导线不交叉）； （2）闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于 （A/B）端； （3）电路连接正确后，闭合开关，发现电压表有示数但电流表无示数，此时出现的故障可能是 （选填字母：A．电阻R短路/B．电阻R断路）； （4）排除故障后，小明又取了几个定值电阻，想利用这些器材继续探究“电压不变时，电流与电阻的关系”。实验中所用电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω，电源电压为6V，分别接入三个在定值电阻，图丙是接入5Ω定值电阻并调节滑动变阻器后得到的电流大小为 A。将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻时，闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片向 （左/右）端移动，直到定值电阻两端的电压为 V； （5）小明为了完成整个实验，应选取最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器。 10．在“探究电流与电压的关系”的实验中，提供的器材有：定值电阻R、两节干电池、电压表（量程“0﹣﹣3V”、“0﹣﹣15V”）、电流表（“0﹣﹣0.6A”、“0﹣﹣3A”）、滑动变阻器、开关、导线若干。 （1）电压表的量程应选　 　V。 （2）小兰同学按如图1所示的电路图连接好电路后，闭合开关，发现电压表的指针偏转角度很大，接近量程，而电流表的指针偏转角度很小，不到量程的．小兰检查电路后发现自己连接电路时出现了两个问题：一是把滑动变阻器的滑片放在了 　（a或b）位置，二是 　 　 （电压表、电流表）的量程选择不当。 （3）小勇同学自己连接好电路后通过实验得到多组数据，作出如图2所示的U﹣I图象并不是一条过原点的线，原因是　 。根据U﹣I图象，可求得待测电阻R＝　 　Ω。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 九年级上册精编同步讲义（通用版） 专题8：探究电流与电压、电阻的关系（综合提升） 内容提要 类型一：探究电流与电压、电阻的关系（简单综合） 类型二：提升与变式1（I-R图像的面积、I-图像） 类型三：提升与变式2（电压表接在滑动变阻器两端） 类型四：提升与变式3（结合欧姆定律讨论范围问题） 类型一：探究电流与电压、电阻的关系（简单综合） 专题剖析 实验一：探究电路中电流与电压的关系 实验目的 探究电路中电流与电压的关系。 实验器材 电源、开关、导线、电流表、电压表、定值电阻、滑动变阻器。 实验电路图 图中R为研究对象（本实验中R始终保持不变）。 R＇的作用是： （1）保护电路； （2）改变R两端的电压，便于获取多组数据。 实验原理 应用控制变量法，控制电阻R不变，改变电阻R两端的电压，观察电流表的变化，记录数据，绘制I-U图象，寻找电流与电压之间的关系。 实验步骤 (1)按照电路图连接实物图； (2)闭合开关S后，调节滑动变阻器的滑片P，使定值电阻R两端的电压成整数倍变化，如2V、4V、6V等; (3)根据电压表和电流表的示数，读出每次R两端的电压值和通过R的电流值，并记录数据。 分析与论证 由实验数据可以看出电流和电压有关，电流随电压的增大而增大，将实验数据通过图像的形式表示出来，如图所示（本质是一个正比例函数图像）。 结论 在导体电阻一定的情况下，通过导体中的电流与该导体两端的电压成正比。 实验二：探究电流与电阻的关系 实验目的 探究电流与电阻的关系。 实验器材 电源、开关、电流表、电压表、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω等）、滑动变阻器。 实验电路图 实验原理 应用控制变量法，控制电压不变，改变定值电阻的阻值，观察电流表的变化，记录数据，绘制图象，寻找电流与电阻之间的关系。 实验步骤 （1）按照电路图连接实物图； （2）闭合开关S后，调节滑动变阻器的划片P使定值电阻两端的电压为一个合适的值； （3）记录此时R的阻值和电流表的示数，并记录在表格中。然后依次增大电阻R的阻值，调节滑片P，保持R两端电压不变，记录每次实验电阻R的阻值和对应电流，并记录在表格中； （4）绘制实验图象，分析论证。 分析与论证 根据实验数据和图像信息，不难看出导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。为了更直观得出结论，还可以做出I—图像。 结论 在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。 要点点拨 1、 连接电路时要断开开关（操作不规范的现象是：连接好最后一根导线，电表立即就有示数了）。 2、 闭合开关前滑动变阻器要调到阻值最大处（让初始电流最小，保证电路安全）。 3、 更换电阻时要先断开开关。 4、 两个实验中滑动变阻器的作用。 实验一中滑动变阻器R＇的作用：①保护电路；②改变R两端的电压，便于获取多组数据。 实验二中滑动变阻器R＇的作用：①保护电路；②保持R两端的电压不变； 5、 两个实验的主要实验方法都用是控制变量法，数据处理用到了列表法和图像法。 6、 实验二中如何调节滑动变阻器。 新课时学生们还不懂分压原理，所以可以总结以下口诀快速解决这一问题。等到学习完欧姆定律，再讲具体原理即可。口诀：串联电路中有“大电阻分大电压，小电阻分小电压；电阻变大，分压变多，电阻减小，分压变少”。 例如：在探究电流与电阻的关系时，若当R为5欧时，R两端电压为2V，如果将R由5欧变为10欧，那么R变大，即R两端的电压也会变大（大于2V）；要使R两端的电压重新变为2V，就需要R＇分走更多电压，故R＇要变大，即滑片P需要向左滑动。 典型例题 【典例1】（2024•蒙阴县二模）小明在“探究电流与电阻的关系”时，连接的电路如图甲所示。他用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻分别进行了4次实验，得到电流与电阻的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．实验中进行多次实验的目的是为了减小实验误差 B．分析图乙可得：电压一定时，电阻与电流成反比 C．分析图乙可知，实验中电压表的示数一直为3V不变 D．R1由5Ω换成10Ω时，应向左调节滑动变阻器滑片 【答案】D 【解答】A、在“探究电流与电阻的关系”中进行多次实验的目的是为了寻找普遍规律，避免结论的偶然性，故A错误； BC、电阻是导体本身的一种属性，其大小只取决于导体的材料、横截面积、长度和温度，而与电流无关，因此不能说电压一定时，电阻与电流成反比； 实验中导体两端电压不变，根据图乙数据可知，U＝IR＝0.4A×5Ω＝0.2A×10Ω＝0.1A×20Ω＝2V，由此可知实验中电压表的示数一直为2V不变，故BC错误； D、根据串联电路的分压原理可知，将定值电阻由5Ω换成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，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，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数不变，故D正确。 故选：D。 【典例2】（2024•包头）学生小组利用现有器材：电源（6V）、阻值不超过20Ω的多个定值电阻、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器（50Ω，2A）、开关、导线若干，完成多个电学实验。 （1）研究电流与电压的关系。 ①设计电路并画出电路图如图甲所示。 ②依据电路图选用部分器材连接电路。请用笔画线代替导线将图乙实物电路连接完整，导线不要交叉。 ③将滑片调至阻值最大处，闭合开关，移动滑片，发现电流表与电压表均无示数，故障可能是 　滑动变阻器断路　（写出一处即可），查找故障，排除故障。 ④闭合开关，移动滑片，多次改变定值电阻两端的电压和通过它的电流。记录数据并绘制如图丙所示的I﹣U图象。分析图象可得：电阻一定时，　通过导体的电流与导体两端的电压成正比　。本实验选用的是 　10　Ω的定值电阻。 （2）将图乙中的定值电阻调换为 　待测电阻　，还可以完成 　测量待测电阻的阻值　实验（写出一个实验名称即可）。本实验收集多组数据的目的是 　寻找普遍规律　。 【答案】（1）②见解答过程；③滑动变阻器断路；④通过导体的电流与导体两端的电压成正比；10；（2）待测电阻；测量待测电阻的阻值；寻找普遍规律。 【解答】（1）②滑动变阻器按照“一上一下”的原则串联在电路中，如图所示： 。 ③电流表无示数，说明电路有断路；电压表示也无示数，说明与电压表并联的电路以外的电路断路，即滑动变阻器断路或开关断路。 ④由图丙可知，电阻R的I﹣U图象为过原点的直线，据此可得结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。由图丙可知，当定值电阻两端的电压为5V时，通过定值电阻的电流为0.5A，由欧姆定律可知，定值电阻的阻值：R10Ω。 （2）由图甲可知，电压表测定值电阻两端的电压，电流表测通过定值电阻的电流，如果将图乙中的定值电阻调换为待测电阻，根据R可知，还可以测量待测电阻的阻值；本实验收集多组数据是为了寻找普遍规律。 故答案为：（1）②见解答过程；③滑动变阻器断路；④通过导体的电流与导体两端的电压成正比；10；（2）待测电阻；测量待测电阻的阻值；寻找普遍规律。 【典例3】（2024•常州）小组同学探究“欧姆定律”。 （一）小明探究“电流与电压的关系”。实验器材为：3节干电池（每节电池的电压恒为1.5V）、开关S、定值电阻R0、电流表、电压表、滑动变阻器Rx、导线。 （1）请在图甲中以笔画线代替导线完成电路连接，要求：电流表、电压表均使用大量程（测量时再选择合适的量程），电压表测量R0的电压。 （2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移至 　B　（A/B）端。 （3）闭合开关S，发现电流表无示数、电压表有示数，则电路故障可能是 　B　。 A.R0处发生短路； B.R0处发生断路； C.Rx处发生短路； D.Rx处发生断路。 （4）排除电路故障，移动滑动变阻器的滑片P，测得多组数据。进行实验④时，电压表、电流表的示数如图乙所示，请将数据记录在表一内。 表一 实验序号 ① ② ③ ④ U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 I/A 0.2 0.4 0.6 0.8 （5）分析实验数据，可得探究结论：　在导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比　。 （二）小华利用如图甲所示的电路，附加数个阻值不同的定值电阻，探究“电流与电阻的关系”，测得实验数据如表二所示。 表二 实验序号 ① ② ③ ④ R/Ω 5 10 15 20 I/A 0.6 0.3 0.2 0.15 （6）小华完成实验①后，进行实验②，具体操作为：首先，断开开关S，将定值电阻由5Ω换成10Ω；接着，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P时，眼睛应观察 　电压　表直至其示数为 　3V　。 （7）分析实验数据，可得探究结论：　在导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比　。 【答案】（1）见解析过程；（2）B；（3）B；（4）4.0；0.8；（5）在导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比；（6）电压表；3V；（7）在导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 【解答】解：（1）将R0串联在电路中、电压表并联在R0两端即可，如图所示。 （2）闭合开关前，滑片初始时应连接阻值最大处，即B端。 （3）电流表无示数说明电路中可能有断路，电压表有示数说明电压表测量对象R0断路。 （4）根据乙图电表读数，得到电压为4.0V、电流为0.8A。 （5）分析数据可得结论：导体的电阻一定时，其电流与电压比值不变，即电流与电压成正比。 （6）探究“电流与电阻关系实验”中，应保持电压不变，故需要调节电压表，眼睛观察电压表直至电压表与之前示数相同。表中所控制电压为U＝IR＝0.6A×5Ω＝3V，故电压表应调节至3V。 （7）分析实验数据，导体的电压一定时，其电流与电阻乘积不变，即电流与电阻成反比。 故答案为：（1）如图所示；（2）B；（3）B；（4）4.0；0.8；（5）在导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比；（6）电压表；3V；（7）在导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 类型二：I-R图像的面积、I-图像 专题剖析 变式1：考查I-图像的含义，以及I-R图像面积的含义。 图像种类 图像 分析讨论 I-R图像 根据欧姆定律可得U=IR，所以如图所示I-R图像某点横纵坐标的围成的面积表示R两端的电压。 I-图像 因为I-R图像是一条曲线，并不能直观体现反比关系，所以我们可以I-图像，若I与R成反比，那么I就一定与成正比，所以I-图像一定是一个正比例函数图像。 典型例题 【典例4】（2023秋•邗江区校级期末）如图所示，电源电压为3V保持不变，滑动变阻器规格“20Ω；1A”，定值电阻的阻值5Ω、15Ω、20Ω，利用上述的实验器材探究“电流与电阻的关系”。 （1）先将5Ω的定值电阻接入电路中，调节滑动变阻器，当电压表示数为2V时，记录电流表的示数； （2）不改变滑动变阻器滑片的位置，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，闭合开关，向 　右　（选填“左”或“右”）移动滑动变阻器滑片，移动过程中眼睛注视 　电压表　（选填“电压表”或“电流表”）的示数； （3）换接不同的定值电阻，重复上述的实验步骤，绘出电流I与电阻倒数变化的图像如图乙，由图乙可知：电压一定时，电流与电阻成 　反　比； （4）对“探究电流与电阻关系”的实验过程进一步分析、论证，绘制了实验过程中“电流与定值电阻、电流与滑动变阻器，电流与总电阻”之间的图像，如图丙，其中反映电流与定值电阻关系的是 　b　（选填“a”、“b”或“c”），图中阴影部分面积表示的物理含义是 　滑动变阻器两端的电压　。 【答案】（2）右；电压表；（3）反；（4）b；滑动变阻器两端的电压。 【解答】（2）探究“电流与电阻的关系”时应控制电阻两端电压不变，不改变滑动变阻器滑片的位置，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，闭合开关，根据串联电路分压规律可知，滑动变阻器接入电路的电阻需变大，所以需向右移动滑片，移动过程中眼睛注视电压表的示数，直到电压表的示数为2V，然后读出电流表的示数； （3）由图乙可知，I与成正比，即I与R成反比，故电压一定时，电流与电阻成反比； （4）实验中定值电阻两端的电压为2V，滑动变阻器两端的电压为1V，由串联电路电压规律知，滑动变阻器接入电路的阻值小于定值电阻。根据欧姆定律可知，电流与电阻的乘积为电压，三条曲线中IR乘积最大的c线为电流与总电阻的图像，三线中IR乘积最小的a线为电流与滑动变阻器的图像，三线中IR乘积中间的b线为电流与定值电阻的图像； 由图可知，阴影部分的面积等于c线IR的乘积与b线IR的乘积之差，根据串联电路电压规律可知，阴影部分的面积表示滑动变阻器两端的电压。 故答案为：（2）右；电压表；（3）反；（4）b；滑动变阻器两端的电压。 【典例5】（2024•沛县校级模拟）用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”，电源电压恒为6V，定值电阻R备有5Ω、10Ω、20Ω、40Ω各一个。 （1）实验小组根据电路图连接了实物电路如图乙，其中存在连线错误，而且只要改接一根导线就可以了，请你把接错的那根导线打上“×”，再画线把它改到正确位置上（导线不允许交叉）。 （2）将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，移动滑片P，发现电流表示数始终为零，电压表示数不为零，其原因可能是 　R断路　。 （3）实验中依次接入定值电阻，调节滑片使定值电阻两端电压相同，记下电流表读数，绘出电流I与电阻倒数的变化的图象如图乙所示，由图乙可得结论：　电压不变时，通过导体的电流与电阻成反比　。 （4）为确保所给的定值电阻接入电路后都能正常进行实验，那么，滑动变阻器的最大阻值至少为 　80　Ω。 【答案】（1）见解答图；（2）R断路；（3）电压不变时，通过导体的电流与电阻成反比；（4）80。 【解答】（1）乙图中，电流表与电阻并联是错误的，电流表应与电阻串联，电压表与电阻并联，如图所示： 。 （2）电流表示数始终为零，说明电路可能有断路；电压表示数不为零，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没有故障，与电压表并联的定值电阻R断路。 （3）根据图丙所示，电流与电阻的倒数成正比，即由图丙可得结论：电压不变时，通过导体的电流与电阻成反比。 （4）根据丙图可知，当电阻的倒数为 0.2Ω⁻1时，电阻为R5Ω，对应的电流为0.4A，电阻的电压：UV＝IR＝0.4A×5Ω＝2V，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝6V﹣2V＝4V，当接入40Ω的电阻时，由串联电路的分压原理可得，滑动变阻器接入的阻值：R滑R40Ω＝80Ω，为确保所给的定值电阻接入电路后都能正常进行实验，那么滑动变阻器的最大阻值至少为80Ω。 故答案为：（1）见解答图；（2）R断路；（3）电压不变时，通过导体的电流与电阻成反比；（4）80。 类型三：实验中电压表接在滑动变阻器两端 专题剖析 变式2：实验中把电压表接到滑动变阻器两端。 电压表在定值电阻两端和滑动变阻器两端的辨析 电路图 数据图像(U-I) 分析讨论 I IB IA U UB UA A B 0 数学原理：U=IR（相当于y=kx）。 关系式： 斜率k .B .A U I短 数学原理：U2=U-IR1（相当于y=kx+b）图像斜率：===R1 图像纵截距：b=U 图像横截距：= 任意两点可列方程：U=UA-IAR1… U=UB-IBR1… 联立方程可解得U和R1。 【典例6】（2024•泉州模拟）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻。当滑动变阻器R2的滑片P从某点a点移到b点时，滑动变阻器的U﹣I线如图乙所示。则电源电压和定值电阻R1的阻值分别是（　　） A．9V、10Ω B．9V、30Ω C．18V、30Ω D．18V、10Ω 【答案】C 【解答】开关闭合后，两电阻串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流，由图乙可知电流表示数为0.3A时，电压表示数为9V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，根据I可得电源电压： U＝IR1+U2＝0.3A×R1+9V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 由乙图可知当电流表示数为0.4A时，电压表示数为6V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，根据I可得电源电压： U＝I′R1+U2′＝R1＝0.4A×R1+6V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 联立①②解得：R1＝30Ω，U＝18V。 故选：C。 【典例7】（2024•武进区一模）如图甲所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片P由最右端移到最左端，得到两电表示数的U﹣I图像为乙图，则电源电压为 　6　V，定值电阻R1阻值是 　10　Ω，滑动变阻器的最大阻值是 　20　Ω。 【答案】6；10；20。 【解答】由电路图可知，R1、R2串联，电压表测R2两端电压；当滑片在最左边时，只有R1工作，电路中电流最大，根据图象可知，此时电流表的示数为0.6A，电压表的示数为零； 根据I可得：U总＝I1R1＝0.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣①； 根据图象可知，当电压表的示数为4V，此时滑动变阻器的阻值最大，电流表的示数为0.2A， 滑动变阻器的最大阻值R滑大20Ω； 根据串联电路的电压特点和I可得：U总＝U1+U2＝I2R1+U2＝0.2A×R1+4V﹣﹣﹣﹣﹣﹣②； 联立①②解得：R1＝10Ω，U总＝6V。 故答案为：6；10；20。 类型四：结合欧姆定律进行计算、讨论范围问题 变式3：结合欧姆定律进行计算、讨论范围问题。 典型例题 【典例8】（2024•凉州区校级二模）小明用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”，其中电源电压恒为6V，滑动变阻器规格为“20Ωㅤ1A”，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，所用定值电阻为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四种。要完成所有实验，他应控制电压表示数为多少（　　） A．1V B．2V C．3V D．4V 【答案】C 【解答】由图可知，电压表测量定值电阻两端电压，由串联分压可知，，当定值电阻最大和滑动变阻器都处于最大值时，即R＝20Ω，R滑＝20Ω时，可得，解得UR＝3V，即要完成所有实验，定值电阻两端电压至少为3V； 若定值电阻两端电压为4V，超过了电压表的量程，故定值电阻两端电压不能为4V，故ABD错误，C正确。 故选：C。 【典例9】（2024秋•张店区校级月考）现利用图甲所示电路探究电流和电阻的关系，电源电压保持3V不变，分别将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R连入电路，按实验要求测得通过各定值电阻的电流，描绘出图乙所示的图像。则下列判断正确的是（　　） ①实验中电压表示数保持2.5V不变 ②当R的阻值是10Ω时，通过R的电流为0.25A ③当R的阻值是25Ω时滑动变阻器连入电路中的阻值为5Ω ④滑动变阻器连入电路的阻值变化范围为2﹣5Ω ⑤将R从50换成100后，应将滑片P向左移 A．①②④ B．①④⑤ C．①②③ D．②③④ 【答案】C 【解答】①实验中电压不变，在图乙任选一个点的数据可计算，电压表的示数：UV＝IR＝0.5A×5Ω＝2.5V，则实验中电压表示数保持2.5V不变，故①正确； ②由图乙可知，当R的阻值是10Ω时，通过R的电流为0.25A，故②正确； ③由图乙可知，当R的阻值是25Ω时，通过R的电流为0.1A，由欧姆定律可知电路中的总电阻：R总30Ω，由串联电路的等效电阻特点可知，此时滑动变阻器接入电路的最小电阻：R滑＝R总＝30Ω﹣25Ω＝5Ω，故③正确； ④根据图乙可知，当R＝25Ω时，电路电流为0.1A，滑动变阻器两端电压U滑＝U﹣UV＝3V﹣2.5V＝0.5V，由欧姆定律可得R滑min1Ω，所以滑动变阻器接入电路的阻值范围1Ω～5Ω，故④错误； ⑤根据串联电路的分压规律可知，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；本实验中需要控制电压不变，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，由图甲可知，滑片应向右端移动，使电压表的示数不变，故⑤错误。 故选：C。 专题综合演练 1．（2023秋•海珠区校级期末）利用如图所示的电路，探究电流与电阻的关系时，每次实验必须保持大小不变的是（　　） A．电压表的示数 B．电流表的示数 C．定值电阻Rx的阻值 D．滑动变阻器 R′的阻值 【答案】A 【解答】探究“电流与电阻的关系”时，要控制电阻两端的电压不变，当换上不同的定值电阻后，电压表示数发生变化，通过移动变阻器的滑片控制电压表示数不变；由欧姆定律I，每次通过定值电阻的电流不同，即电流表的示数不同，故只有A正确。 故选：A。 2．（2023秋•孟村县期末）在探究“导体电流与电阻关系”时，选择了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个电阻进行实验，实验电路图如图所示。下列说法错误的是（　　） A．闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最左端 B．将5Ω的电阻换成10Ω，应将滑片向右移 C．实验过程中移动滑片的主要目的是控制定值电阻两端的电压一定 D．该实验结论为：电压一定时，导体中的电流与电阻成反比 【答案】B 【解答】A.闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处，即最左端，故A正确； B.将5Ω的电阻换成10Ω，电压表示数变大，应往左调滑片，增大电阻，以保持R两端电压不变，故B错误； C.实验过程中移动滑片的主要目的是保持定值电阻两端的电压一定，C正确； D.实验结论为：电压一定时，导体中的电流与电阻成反比，D正确。 故选：B。 3．（2024•梁山县二模）如图所示的电路中，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合开关S，移动滑片P，多次记录电流表示数I和对应的电压表示数U，则绘出的I﹣U关系图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：由图知，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测量变阻器R2两端的电压，电流表测量电路中的电流； 电源电压为U总，变阻器两端的电压为U，则U＝U总﹣IR1；R1为定值，则U与I成一次函数关系； 当I为最大时，U＝0，且电流越大，变阻器两端的电压越小；故ABD不正确、只有图象C反映上述关系。 故选：C。 4．（2023秋•奉节县期末）如图甲所示，电源电压恒定，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从B端移至A端的过程中，其中一个电压表示数随电流表示数变化的U﹣I图像如图乙所示，下列说法中正确的是（　　） A．电源电压U＝8V B．定值电阻R1＝16Ω C．乙图表示电压表V1示数随电流表示数变化的关系 D．当电压表V1的示数为6V时，滑动变阻器R2＝10Ω 【答案】D 【解答】AB．由甲图可知，两个电阻串联，电流表测电路中电流，电压V1测R1两端电压，电压表 V2测R2两端电压。由乙图可知，电压表示数随电流表示数的增大而减小，因此乙图为R2的图线，当R2的电阻最小为0时，电路中的电流最大，电源电压U＝1.2A×R1， 当R2的电阻最大时，电路中的电流最小，电源电压U＝0.4A×R1+8V， 联立两式，解得：电源电压U＝12V，R1的阻值R1＝10Ω，故AB错误； C．乙图为R2的图线，电压表示数随电流表示数的增大而减小，而电压表V1测量的是定值电阻两端的电压，电压表V1示数随电流表示数变化的关系应是一条过原点的直线，故C错误； D．当电压表V1的示数为6V时，滑动变阻器两端的电压为U2＝U﹣U1＝12V﹣6V＝6V， 由图乙可知，当U2＝6V时，I＝0.6A，滑动变阻器的电阻，故D正确。 故选：D。 5．（2024•成武县二模）某同学利用如图甲所示的电路进行实验，电源电压恒为3V，更换5个定值电阻Rx，得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是（　　） A．该同学研究的是电流和电压的关系 B．实验中电压表的示数保持0.5V不变 C．滑动变阻器阻值变化范围为1Ω～5Ω D．将Rx从5Ω换成10Ω后，应将滑片P向左移 【答案】C 【解答】A、根据控制变量法，更换5个定值电阻Rx，电阻的大小改变，故研究电流与电阻的关系，A错误； B、由图中数据知：任意选一组计算电阻的电压为：U＝IR＝0.5A×5Ω＝＝2.5V，实验中电压表的示数保持2.5V不变，B错误； C、由图乙知，电路的最大电流为0.5A，由串联电路的规律及欧姆定律，此时变阻器连入电路的最小电阻：R小R1x5Ω＝1Ω；电路的最小电流为0.1A，由串联电路的规律及欧姆定律，此时变阻器连入电路的最大电阻：R大R4x25Ω＝5Ω，故滑动变阻器阻值变化范围为1Ω～5Ω，C正确； D、将Rx从5Ω换成10Ω后，电阻变大，根据串联电路分压原理，电压表示数变大，因要控制电阻的电压不变，故应增大变阻器分得的电压，应增大变阻器连入电路的电阻，应将滑片P向右移，D错误。 故选：C。 6．（2024•长沙二模）小婧同学用如图甲所示的电路探究电流与电压的关系。实验器材有：2节干电池、1只电流表、1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）在连接电路时，开关应处于 　断开　状态； （2）小婧同学选择的定值电阻为10欧，然后调节滑动变阻器此时电压表示数如图乙所示，如果她想把电压表示数调为2.5V，那么小婧该把滑动变阻器的滑片往 　右　边调； （3）小婧同学总共完成了6组数据，描绘出了如图丙所示的U﹣I图象，请问：小婧同学能否根据图丙得出，“在电阻一定时，流过导体的电流与导体两端的电压成正比例”的结论？若能请说明理由？若不能，请说明实验操作中可能存在什么疏漏？　不能；电压表使用前没有将指针调零　。 【答案】（1）断开；（2）右；（3）不能；电压表使用前没有将指针调零。 【解答】（1）在连接电路时，为了保护电路中的元件，防止因连接错误或短路等原因导致电流过大而损坏元件，开关应处于断开状态。 （2）根据图乙，电压表使用0∼3V的量程，此时电压表的示数为2V，小婧同学想把电压表示数调为2.5V，即需要增大电压表的示数，根据串联电路的分压原理，当滑动变阻器接入电路的电阻减小时，其分得的电压会减小，而定值电阻分得的电压会增大。因此，小婧应该把滑动变阻器的滑片往右边调，以减小滑动变阻器的电阻，从而增大定值电阻两端的电压。 （3）在电阻一定时，通过电阻的电流和电阻两端的电压的U﹣I图象是一根过原点的直线，与图丙不符，故不能根据图丙得出，“在电阻一定时，流过导体的电流与导体两端的电压成正比例”的结论。出现这种情况，可能是电压表的指针一开始就没有指在零刻度线处，而是指在零刻度线的右侧，使用前又没有调零，导致出现了这种数据错误的现象。 故答案为：（1）断开；（2）右；（3）不能；电压表使用前没有将指针调零。 7、（2024•青岛）小明用图甲所示的实验装置探究电流和电阻的关系。电源电压为4.5V，三个定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω和15Ω，两个滑动变阻器规格分别为“10Ω，1A”和“20Ω，1A”。 （1）图甲电路连接不完整，请用笔画线代替导线将电路连接完整。 （2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到 　右　（选填“左”或“右”）端。 （3）正确连接电路后，小明依次使用三个定值电阻进行实验。每次更换定值电阻后，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数与前一次实验相同，记录相应电流表示数，绘制出I﹣R图象如图乙所示，实验中电压表的示数为 　2.4　V。 （4）小明找来一个未知阻值的电阻，重复上述实验，电流表表盘如图丙所示，其示数为 　0.12　A，该电阻的阻值为 　20　Ω。 （5）根据以上实验数据，实验中小明选择的滑动变阻器规格应为 　“20Ω 1A”　。 【答案】（1）见解答过程 （2）右 （3）2.4V （4）0.12A；20Ω （5）“20Ω，1A” 【解答】（1） （2）闭合开关前，滑动变阻器放在阻值最大处，即滑片在最右边； （3）由乙图可以，定值电阻两端电压为2.4V（任意一组电流与电阻的乘积，即为定值电阻两端电压大小）； （4）由丙图可以电流表的示数为0.12A； ； （5）最大定值电阻为15Ω，此时电路中电流为：滑动变阻器两端电压为：U滑＝U﹣U1＝4.5V﹣2.4V＝2.1V，滑动变阻器阻值：，所以选择“20Ω，1A” 故答案为：（1）见解答过程 （2）右 （3）2.4V （4）0.12A；20Ω （5）“20Ω，1A” 8.（2023·广东清远·统考二模）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R、电流表、电压表和滑动变阻器连接了图甲所示的电路。 （1）请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整，连接电路时，开关应 ； （2）检查电路连接无误后闭合开关后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电流表几乎无示数，电压表有示数且不变，原因可能是 ； （3）排除上述故障，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 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”） （4）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R的I-U图像，并根据图像得出结论： ； （5）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R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： 。 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图像。 【答案】画图见解析 断开 断路 B 见解析 电压表并联在变阻器两端了 【详解】（1）[1][2]电源电压为3V，故电压表选用小量程与并联，如下图1所示： 连接电路时，为保护电路，开关应断开。 （2）[3]检查电路连接无误后闭合开关后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电流表几乎无示数，电路可能断路，电压表有示数且不变，电压表与电源连通，原因可能是断路。 （3）[4]排除上述故障，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，要使电压表示数变大，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压变小，由分压原理，变阻器连入电路的电阻变小，故将滑片向着靠近端的方向移动，使电压表示数为1.0V，继续记录电流表读数。 （4）[5]R的图像为一过原点的直线，故得出结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 （5）①[6]电阻与变阻器串联，当电路的电流变小时，根据欧姆定律可知，电阻的电压变小，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压变大，根据图丙可知，电压表并联在变阻器两端了。 ②[7]由图丙可知，当电压表的示数为时，电路中的电流为，此时定值电阻两端的电压为 当电压表的时，电路中的电流为，此时定值电阻两端的电压为 当电压表的时，电路中的电流为，此时定值电阻两端的电压为 当电压表的时，电路中的电流为，此时定值电阻两端的电压为 当电压表的时，电路中的电流为，此时定值电阻两端的电压为 根据定值电阻两端的电压与电流的数据画出图像，下图所示： 9.小明在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时，电路如图甲所示，电源电压保持不变，R为定值电阻。 （1）请用笔画线代替导线，将图乙中的电路按甲图连接完整（要求导线不交叉）； （2）闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于 （A/B）端； （3）电路连接正确后，闭合开关，发现电压表有示数但电流表无示数，此时出现的故障可能是 （选填字母：A．电阻R短路/B．电阻R断路）； （4）排除故障后，小明又取了几个定值电阻，想利用这些器材继续探究“电压不变时，电流与电阻的关系”。实验中所用电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω，电源电压为6V，分别接入三个在定值电阻，图丙是接入5Ω定值电阻并调节滑动变阻器后得到的电流大小为 A。将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻时，闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片向 （左/右）端移动，直到定值电阻两端的电压为 V； （5）小明为了完成整个实验，应选取最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器。 【答案】 画图见解析 A B 0.4 左 2 40 【详解】（1）[1]变阻器一上一下串联接入电路中，如图所示： （2）[2]为保护电路，闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于最大阻值处，即滑片应位于A端。 （3）[3]闭合开关，发现电流表无示数，说明电路是断路，电压表有示数说明与电压表并联的部分断路了，因此，出现的故障可能是电阻R断路，故选B。 （4）[4]由图丙可知，电流表选用0~0.6A的量程，分度值为0.02A，读数为0.4A；则定值电阻两端的电压 U定=IR=0.4A×5Ω=2V [5][6]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，故应把变阻器滑片向左移动直到定值电阻两端的电压为是2V。 （5）[7]由题意可知，只更换滑动变阻器，电源电压为6V，定值电阻两端电压为2V，滑动变阻器两端电压为4V，根据串联分压原理得，R定∶R变=U定∶U变=2V∶4V=1∶2 已知R定=20Ω，则解得R变=40Ω，如果只更换滑动变阻器，则更换的滑动变阻器最大阻值至少为40Ω。 10．在“探究电流与电压的关系”的实验中，提供的器材有：定值电阻R、两节干电池、电压表（量程“0﹣﹣3V”、“0﹣﹣15V”）、电流表（“0﹣﹣0.6A”、“0﹣﹣3A”）、滑动变阻器、开关、导线若干。 （1）电压表的量程应选　0～3　V。 （2）小兰同学按如图1所示的电路图连接好电路后，闭合开关，发现电压表的指针偏转角度很大，接近量程，而电流表的指针偏转角度很小，不到量程的．小兰检查电路后发现自己连接电路时出现了两个问题：一是把滑动变阻器的滑片放在了　a　（a或b）位置，二是　电流表　（电压表、电流表）的量程选择不当。 （3）小勇同学自己连接好电路后通过实验得到多组数据，作出如图2所示的U﹣I图象并不是一条过原点的线，原因是　电压表并联在滑动变阻器两端　。根据U﹣I图象，可求得待测电阻R＝　5.5　Ω。 【答案】（1）0～3；（2）a；电流表；（3）电压表并联在滑动变阻器两端；5.5。 【解答】（1）由题意知，电源有2节干电池，所以电源电压最大为3V，因此电压表应选择0～3V的量程； （2）闭合开关，发现电压表的指针偏转角度很大，接近量程，说明此时电阻两端的电压接近电源电压3V，而电流表有示数，说明电阻未发生断路，因此滑动变阻器的阻值为0，可判断此时滑动变阻器的滑片移到了最小阻值处，由图知，滑片应移至a端；此时电路中电流大约为I0.6A，而电流表的指针偏转角度很小，不到量程的，说明此时选择了0～3A的量程； （3）由图象可知，电流值变小，说明滑动变阻器的阻值变大，此时电压表示数变大，说明电压表与滑动变阻器并联；由图象可知，当电流表的示数为0.2A时，电压表的示数为1.7V，则： U＝I1R+U2＝0.2A×R+1.7V…① 当电流表的示数为0.4A时，电压表的示数为0.6V，则： U＝I2R+U2′＝0.4A×R+0.6V…② 联立①②得R＝5.5Ω。 故答案为：（1）0～3；（2）a；电流表；（3）电压表并联在滑动变阻器两端；5.5。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$