第3章 第6讲 电流与电压、电阻的关系-2025-2026学年八年级上册科学重点专题提优讲义（浙教版2024）

第3章 电路探秘 第6讲 电流与电压、电阻的关系 总体构架 · 探究电流与电压的关系 · 探究电流与电阻的关系 · 用图象研究电流与电压的关系（图象研究法） · 由口诀判断实验中滑动变阻器的调节方法（口诀分析法） · 易错点：不能正确分析多次实验的目的 · 综合分析“探究电流与电压、电阻的关系” 一、探究电流与电压的关系 电压是形成电流的原因，加在导体两端的电压越高，通过该导体的电流就越大，这表明电流的大小与导体两端的电压有关。 1.改变导体两端电压的方法 （1）使用可以方便改变电压的电源，如干电池或蓄电池。 （2）在电路中串联滑动变阻器，通过调节滑动变阻器来改变定值电阻两端的电压。 2.实验设计 （1）实验的最主要方法：控制变量法。探究电流与电压的关系时，控制导体的电阻不变。 （2）本实验准备采用调节滑动变阻器的方法来改变导体两端的电压。滑动变阻器还有保护电路的作用。（即有两个作用：限压、保护电路） （3）要进行多次实验，测量多组数据。 3.进行实验 按如图所示的电路图连接电路并进行实验。 4.数据记录及分析 5.实验结论 电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 【易错提醒】下面的结论是错误的： ①通过导体的电流与导体两端的电压成正比——漏掉了结论的前提条件。 ②电阻一定时，导体两端的电压与导体中的电流成正比——弄错了结论的因果关系。 【深度理解】多次实验的两种目的：在科学实验中，通常要进行多次实验。而进行多次实验，有时是为了减小误差，有时是为了寻找普遍规律。本探究过程也进行了多次实验，得到了多组实验数据。而分析数据时，并没有取平均值，所以目的不是为了减小误差，而是为了能发现相应规律。但是，若要避免偶然性，需要换定值电阻进行多组实验。 【例1】小俊和小红在探究“电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压的关系”的实验中，所用的实验器材有：电流表、电压表、10Ω的定值电阻、滑动变阻器、开关各一个，1.5V的干电池两节，导线若干。 （1）用笔画线代替导线将图甲所示的电路补充完整。 （2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移动到______（填“a”或“b”）端。 （3）用开关“试触”时，电压表和电流表均无示数，这说明电路中存在故障。若故障是某一个元件发生了断路，则发生断路的元件可能是______（只有一个选项正确，请将正确选项的字母填在横线上）。 A.开关或定值电阻 B.定值电阻或电流表 C.开关、滑动变阻器或电流表 D.滑动变阻器、电压表或电流表 （4）排除故障后，继续进行实验，并将实验数据记录在下表。请在图2乙中画出电流I与电压U的关系图象。 实验次数 1 2 3 4 5 6 电阻R/Ω 10 电压U/V 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 电流I/A 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24 （5）根据图象，可得出的探究结论是________________。 （6）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______________________ 。 【变式训练】在探究电流与电压的关系实验中，电源是2节新干电池，定值电阻的阻值为5Ω。 （1）图甲是没有连接完整的实验电路，若滑动变阻器的滑片向右移动时电压表的示数变大，用笔画线代替导线，将电路连接完整； （2）电路连接完毕后，闭合开关，发现两只电表示数如图乙所示，则电路中的故障可能是______________________； （3）实验数据记录如表，其中一个电流数据记录错误，这个数据是____A； 实验序号 1 2 3 4 电压U/V 0.6 1.2 1.8 2.4 电流I/A 0.12 0.24 0.30 0.48 （4）分析实验数据可以得出：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压_______________。 二、探究电流与电阻的关系 在电压一定时，如果导体对电流的阻碍作用越大，即导体的电阻越大，则流过导体的电流越小，这表明通过导体的电流大小与导体电阻的大小有关。 1.设计实验 （1）实验最主要方法：控制变量法。探究过程中，接入阻值不同的电阻，但要保证接入不同的电阻时，电阻两端的电压不变。 （2）本实验中滑动变阻器的作用：①调节定值电阻两端的电压，使电压保持不变；②还可以保护电路。 （3）为了能发现规律，要测量多组实验数据。 2.进行实验 按如图所示的电路图连接电路，并更换不同阻值的电阻进行实验。为了避免偶然性，需改变保持不变的电压值，进行多组实验。 3.数据记录及分析 4.实验结论 电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 【易错提醒】下面的结论是错误的： ①通过导体的电流与导体的电阻成反比——漏掉了结论的前提条件。 ②电压一定时，导体的电阻与导体中的电流成反比——弄错了结论的因果关系。 【特别提示】对比滑动变阻器在两个探究实验中的作用：在两个实验中滑动变阻器都可以起到保护电路的作用，但也有所不同：在探究电流与电压的关系时，调节滑动变阻器的根本目的是改变电阻两端的电压；而在探究电流与电阻的关系时，调节滑动变阻器是为了保证电阻两端的电压不变。 【例2】探究电流与电阻的关系，小明连接的实验电路如图甲所示。 （1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于最____端。 （2）闭合开关后，发现电流表示数为零，电压表的示数如图乙所示，为____V；改变滑动变阻器滑片的位置，两电表指针的位置不变。电路中有一处故障，可能是____（填序号）。 ①电流表短路②电压表短路③导线a断路④导线b断路 （3）排除电路故障后，小明先后用5Ω、10Ω的定值电阻进行实验。实验中，通过__________控制定值电阻两端的电压不变，得到的实验数据如表所示。小明据此得出结论：电流与电阻成反比。 请指出实验存在的问题或需要改进的地方__________（写出一条即可）。 【变式训练】1.小明在探究“电流与电阻的关系”实验时，选取了如下器材：电源（电压恒为6 V）、定值电阻（5 Ω、10 Ω、20 Ω 各一个）、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和若干导线。 甲 （1）如图甲所示为小明设计的实验电路图，其中a 是______表。 （2）按电路图连接好实物电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调至______端。 （3）将5 Ω 电阻接入电路，闭合开关，调节滑片，使电压表指针指在如图乙所示位置，电压表示数为______ V。 （4）小明根据实验需要，分别将三个定值电阻接入电路进行实验，记录对应电流表的示数，并将实验数据描绘成图像，如图丙所示。分析图像可以得出实验结论：在电压一定的条件下，通过导体的电流与导体的电阻成 _____。 （5）实验结束，小明发现忘记断开开关，便立即将一电路元件拆下，却发现电压表指针偏转超过最大测量值，他拆下的这个元件是_________ 。 （6）此实验中滑动变阻器的主要作用是____________________________ 。 2.小张同学在做“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中，实验器材有：学生电源（3V不变）、定值电阻3个（5Ω、10Ω、20Ω各一只）、滑动变阻器（20Ω1A）、开关、导线若干，如图所示。 （1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。 （2）连接电路前开关应______。小张按图连接好电路后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现电压表无示数，电流表示数有变化，则故障原因可能是定值电阻R______（填“短路”或“断路”）。 （3）多次更换定值电阻的阻值，实验数据记录如表。其中第3次实验时电流表示数如图乙所示，其读数为______A。这里采用的研究方法是______（填“转换法”或“控制变量法”）。 （4）由表格可得，在定值电阻两端电压不变时，通过的电流与电阻成______比。 实验次数 1 2 3 电阻R/Ω 5 10 20 电流I/A 0.4 0.2 1. 用图象研究电流与电压的关系（图象研究法） 【例1】张华同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时，将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象，根据图象，下列说法错误的是（ ） A.当在导体乙的两端加上1V的电压时，通过导体乙的电流为0.1A B.将甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上时，干路中的电流为0.9A C.通过导体甲的电流与其两端的电压成正比 D.导体甲的电阻大于导体乙的电阻 【方法点拨】在探究电流与电压关系的实验中，由实验数据绘制的电流随电压变化的图象是正比例图象。 在并联电路中，由图象信息求干路电流，先找出并联电压，再找出对应电压下各支路中的电流，最后由并联电路电流的规律求干路中的电流。 运用控制变量法比较不同导体电阻的大小，通常选取相同的电压，通过导体电流大的电阻小。 2.由口诀判断实验中滑动变阻器的调节方法（口诀分析法） 【例2】实验小组利用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。实验过程中，电阻箱阻值由5Ω调为9Ω，电压表示数会______，要继续探究，应该将滑片P向____移。 【特别提示】通过调节滑动变阻器使电压表的读数保持不变，可运用串联电路电压的分配规律分析，目前可以借用口诀“换大调大”来判断。 3.易错点：不能正确分析多次实验的目的 【例3】在探究电流与电压关系的实验中，已有器材：干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线和阻值不同的定值电阻若干个。 （1）请你用笔画线代替导线，将图10中的电路连接完整。要求滑片向右滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻变大。 （2）实验时，闭合开关，将滑片移动到某位置，记下电压表和电流表的示数。接下来的操作是____。 A.断开开关，结束实验，整理好器材 B.将滑片移动到另外几个位置，分别记下电压表和电流表的示数 C.换用另一个定值电阻，将滑片移动到某位置，记下电压表和电流表的示数 （3）小明记录的实验数据如下表。分析可知，通过定值电阻的电流与其两端的电压______。 实验次数 1 2 3 4 5 电压 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 电流 0.15 0.23 0.30 0.38 0.45 （4）有同学建议小明再用其他规格的定值电阻重复以上实验。请对此建议的科学性进行评估：____________________。 【易错警示】（1）在探究电流与电压关系的实验中，需保证电阻不变，只改变电压，同时测得不同电压下对应的电流，通过对实验数据的分析，得到电流随电压变化的规律。这里，多次实验是为了能发现规律。 （2）本探究实验中，为了能避免偶然性，使结论更具有普遍性，需更换定值电阻，再测量不同电压下对应的电流，分析归纳。这样，通过多组实验，就可以使实验更科学，使结论更具普遍性。 （3）分析实验数据时，要考虑误差因素得出结论。 探究电流与电压和电阻的关系，也是重点考查的实验题型之一，在实验考查中常常涉及以下问题设置：（1）电路的连接及改正原有的错误连接，难度小；（2）分析数据得出结论，由于结论是教材已有的，这种问题没有难度；（3）按要求分析怎样调节滑动变阻器，难度中等。 考法： 综合分析“探究电流与电压、电阻的关系” 【例】如图，在做“探究电流与电压、电阻的关系”实验中，采用了6V蓄电池、最大阻值为50Ω的滑动变阻器、电流表和电压表等器材。 （1）在探究电流与电压的关系实验时，一般是连接同一电阻，通过适当____________________来改变两端的电压。 （2）在探究电流与电阻的关系实验时，当用10Ω的电阻连接在电路AB间测得电压表示数为2V后，断开开关，用20Ω的电阻替换AB间的，然后闭合开关，应将滑片向______（填“a”或“b”）端移动，直到看到_________时，才能读出所需电表的示数。 1.在探究电阻中的电流跟其两端电压的关系的实验中，当电路中没有除定值电阻以外的其他电阻时，下列哪种方法不能改变定值电阻两端的电压（ ） A.增减串联电池组中电池的个数 B.旋转学生电源的调压旋钮 C.并联一个电阻箱 D.串联一个滑动变阻器 2.下列说法中，不正确的是（ ） A.相同的电压加在阻值不同的导体两端，电流一定不同 B.用不同的电阻研究电流和电压的关系，得到的结论都一样 C.同一电阻，它两端电压越大，通过它的电流也越大 D.当加在某电阻两端的电压改变时，该电阻两端的电压与电流的比值也随着改变 3.如图所示是关于电阻、的电流与电压关系的图象，则____，若将、并联接在电压为2V的电路中，则干路的电流为____A。 4.在探究电流与电压关系的实验中，同学们设计了如图所示的三种电路： （1）甲同学认为图（b）电路比图（a）电路好，理由是____________________。乙同学认为图（c）电路比图（b）电路更好，理由是图（c）电路便于多次实验。 （2）乙同学利用图（c）电路（其中电阻）完成了本实验，测得数据如下： 实验次数 电压 电流 电压/电流 1 1 0.2 2 2 0.4 3 4 0.8 分析表格数据，可得出的结论是____________________。 （3）实验操作过程中，丙同学发现滑动变阻器损坏，但经过思考后利用图（b）电路最终也完成了多次实验，该同学的做法是__________________________________。 5.某学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中，小明连接了如图甲所示的电路（电源电压保持4.5V不变）。 （1）用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片P向左移动，电路中电流变大，导线不得交叉）。 （2）连接好电路，闭合开关，发现电压表示数接近于电源电压，电流表几乎无示数，则故障为定值电阻__________（填“短路”或“断路”）。 （3）图乙是小组根据测得的实验数据所绘制的电流随电阻变化的图象，由图象可知两端的电压为__________V。当的电阻由5Ω更换为10Ω时，闭合开关后，为了使两端的电压__________（填“改变”或“不变”），滑动变阻器的滑片应向__________（填“左”或“右”）端滑动。 6.在“探究电流与电压的关系”实验中： （1）请用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整，要求滑片P向B端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大（连线时导线不允许交叉）。 （2）正确连接好电路后，闭合开关发现电压表示数为2.8V，电流表无示数，滑动滑片P两表示数均无变化，则故障原因可能是__________。 （3）小明排除故障后，移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示，此时通过电阻的电流为__________A，若要增大电阻两端的电压，应将滑片P向__________（填“A”或“B”）端移动。 （4）实验中测得多组数据，绘制出电阻的图象如图丙所示。由图象可得电流与电压的关系是____________________。 12 / 12 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3章 电路探秘 第6讲 电流与电压、电阻的关系 总体构架 · 探究电流与电压的关系 · 探究电流与电阻的关系 · 用图象研究电流与电压的关系（图象研究法） · 由口诀判断实验中滑动变阻器的调节方法（口诀分析法） · 易错点：不能正确分析多次实验的目的 · 综合分析“探究电流与电压、电阻的关系” 一、探究电流与电压的关系 电压是形成电流的原因，加在导体两端的电压越高，通过该导体的电流就越大，这表明电流的大小与导体两端的电压有关。 1.改变导体两端电压的方法 （1）使用可以方便改变电压的电源，如干电池或蓄电池。 （2）在电路中串联滑动变阻器，通过调节滑动变阻器来改变定值电阻两端的电压。 2.实验设计 （1）实验的最主要方法：控制变量法。探究电流与电压的关系时，控制导体的电阻不变。 （2）本实验准备采用调节滑动变阻器的方法来改变导体两端的电压。滑动变阻器还有保护电路的作用。（即有两个作用：限压、保护电路） （3）要进行多次实验，测量多组数据。 3.进行实验 按如图所示的电路图连接电路并进行实验。 4.数据记录及分析 5.实验结论 电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 【易错提醒】下面的结论是错误的： ①通过导体的电流与导体两端的电压成正比——漏掉了结论的前提条件。 ②电阻一定时，导体两端的电压与导体中的电流成正比——弄错了结论的因果关系。 【深度理解】多次实验的两种目的：在科学实验中，通常要进行多次实验。而进行多次实验，有时是为了减小误差，有时是为了寻找普遍规律。本探究过程也进行了多次实验，得到了多组实验数据。而分析数据时，并没有取平均值，所以目的不是为了减小误差，而是为了能发现相应规律。但是，若要避免偶然性，需要换定值电阻进行多组实验。 【例1】小俊和小红在探究“电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压的关系”的实验中，所用的实验器材有：电流表、电压表、10Ω的定值电阻、滑动变阻器、开关各一个，1.5V的干电池两节，导线若干。 （1）用笔画线代替导线将图甲所示的电路补充完整。 （2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移动到______（填“a”或“b”）端。 （3）用开关“试触”时，电压表和电流表均无示数，这说明电路中存在故障。若故障是某一个元件发生了断路，则发生断路的元件可能是______（只有一个选项正确，请将正确选项的字母填在横线上）。 A.开关或定值电阻 B.定值电阻或电流表 C.开关、滑动变阻器或电流表 D.滑动变阻器、电压表或电流表 （4）排除故障后，继续进行实验，并将实验数据记录在下表。请在图2乙中画出电流I与电压U的关系图象。 实验次数 1 2 3 4 5 6 电阻R/Ω 10 电压U/V 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 电流I/A 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24 （5）根据图象，可得出的探究结论是________________。 （6）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______________________ 。 解题秘方：（1）实验电路的连接，通常要注意电表量程的选择，还要注意滑动变阻器接线柱的选用。 （2）分析电路故障，先依据电表的示数看电路是发生了短路还是发生了断路，若是断路性故障，一般还要由电压的规律分析发生断路的位置。 （3）根据描点法作图象。 （4）分析数据或分析图象，得到电流与电压的关系。 （6）根据电压表的接法和串联电路的电压规律分析。 【答案】（1）如图甲所示。（2）a（3）C（4）如图乙所示。（5）电阻一定时，电流与电压成正比 （6）电压表与滑动变阻器并联 【解析】（1）电源电压为3V，故电压表选用小量程与定值电阻并联。 （2）为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处，即滑到a端。 （3）电压表并联在定值电阻两端，若只是电压表断路，电路中应该有电流，即电流表有示数，所以不是电压表发生断路。电路中其他元件都是串联的，若其中一个断路，电路中都会没有电流，若定值电阻发生断路，电压表有示数，分析可知发生断路的位置可能是开关、滑动变阻器或电流表。 （4）根据描点法作图。 （5）分析数据可知，在电阻一定时，电阻两端的电压增大为原来的几倍，通过电阻的电流也增大为原来的几倍，得出的结论是：在电阻一定时，电流与电压成正比。 （6）实验后他们发现另一组同学画出的I-U 图像如图丙所示，造成该现象的原因可能是电压表与滑动变阻器并联。 【变式训练】在探究电流与电压的关系实验中，电源是2节新干电池，定值电阻的阻值为5Ω。 （1）图甲是没有连接完整的实验电路，若滑动变阻器的滑片向右移动时电压表的示数变大，用笔画线代替导线，将电路连接完整； （2）电路连接完毕后，闭合开关，发现两只电表示数如图乙所示，则电路中的故障可能是______________________； （3）实验数据记录如表，其中一个电流数据记录错误，这个数据是____A； 实验序号 1 2 3 4 电压U/V 0.6 1.2 1.8 2.4 电流I/A 0.12 0.24 0.30 0.48 （4）分析实验数据可以得出：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压_______________。 【答案】（1）如图所示；（2）R断路；（3）0.30；（4）成正比。 【解析】（1）电压表测电阻的电压，滑动变阻器的滑片向右移动时电压表的示数变大，由欧姆定律，电路的电流变大，故电路的电阻变小，变阻器右下接线柱连入电路中； （2）电路连接完毕后，闭合开关，发现两只电表示数如图乙所示，即电流表没有示数，电路可能断路，电压表示数为电源电压，则电压表与电源连通，电路中的故障可能是R断路； （3）由表中实验数据，除第3组数据外，各组的电压与电流之比为； U/I=0.6V/0.12A=1.2V/0.24A=2.4V/0.48A=5Ω，电流数据错误是 0.30； （4）由（3）知，电压与电流之比为一定值，可以得出：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。 二、探究电流与电阻的关系 在电压一定时，如果导体对电流的阻碍作用越大，即导体的电阻越大，则流过导体的电流越小，这表明通过导体的电流大小与导体电阻的大小有关。 1.设计实验 （1）实验最主要方法：控制变量法。探究过程中，接入阻值不同的电阻，但要保证接入不同的电阻时，电阻两端的电压不变。 （2）本实验中滑动变阻器的作用：①调节定值电阻两端的电压，使电压保持不变；②还可以保护电路。 （3）为了能发现规律，要测量多组实验数据。 2.进行实验 按如图所示的电路图连接电路，并更换不同阻值的电阻进行实验。为了避免偶然性，需改变保持不变的电压值，进行多组实验。 3.数据记录及分析 4.实验结论 电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 【易错提醒】下面的结论是错误的： ①通过导体的电流与导体的电阻成反比——漏掉了结论的前提条件。 ②电压一定时，导体的电阻与导体中的电流成反比——弄错了结论的因果关系。 【特别提示】对比滑动变阻器在两个探究实验中的作用：在两个实验中滑动变阻器都可以起到保护电路的作用，但也有所不同：在探究电流与电压的关系时，调节滑动变阻器的根本目的是改变电阻两端的电压；而在探究电流与电阻的关系时，调节滑动变阻器是为了保证电阻两端的电压不变。 【例2】探究电流与电阻的关系，小明连接的实验电路如图甲所示。 （1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于最____端。 （2）闭合开关后，发现电流表示数为零，电压表的示数如图乙所示，为____V；改变滑动变阻器滑片的位置，两电表指针的位置不变。电路中有一处故障，可能是____（填序号）。 ①电流表短路②电压表短路③导线a断路④导线b断路 （3）排除电路故障后，小明先后用5Ω、10Ω的定值电阻进行实验。实验中，通过__________控制定值电阻两端的电压不变，得到的实验数据如表所示。小明据此得出结论：电流与电阻成反比。 请指出实验存在的问题或需要改进的地方__________（写出一条即可）。 解题秘方：（2）首先确定电压表使用的量程，然后再读数。先根据电流表无示数确定电路故障可能是断路，再由电压表示数判断断路位置。 （3）借用滑动变阻器的作用确定要选用的器材，一般从实验操作的科学性和实验结论的严密性来分析实验存在的问题或需要改进的地方。 【答案】（1）右 （2）2.9；③ （3）滑动变阻器；结论要以电压不变为前提（或实验时要进行多次实验，使实验结论具有普遍性） 【解析】（1）滑片处于最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，在电路中起保护电路的作用。 （2）电压表使用0～3V的量程，每一个大格代表1V，每一个小格代表0.1V，所以电压表的示数是2.9V。闭合开关后，电流表示数为零，说明电路故障可能是断路，两节干电池的电压是3V，电压表的示数是2.9V，并且移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数不变，判断电压表并联的部分是断路，故选③。 （3）探究电流跟电阻的关系时，用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压不变。 需要改进的地方：A.实验结论没有前提，探究电流跟电阻的关系时，要以电压不变为前提。B.实验过程中只做了两次实验，得到的实验结论具有偶然性，实验时要进行多次实验，使实验结论具有普遍性。 【变式训练】1.小明在探究“电流与电阻的关系”实验时，选取了如下器材：电源（电压恒为6 V）、定值电阻（5 Ω、10 Ω、20 Ω 各一个）、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和若干导线。 甲 （1）如图甲所示为小明设计的实验电路图，其中a 是______表。 （2）按电路图连接好实物电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调至______端。 （3）将5 Ω 电阻接入电路，闭合开关，调节滑片，使电压表指针指在如图乙所示位置，电压表示数为______ V。 （4）小明根据实验需要，分别将三个定值电阻接入电路进行实验，记录对应电流表的示数，并将实验数据描绘成图像，如图丙所示。分析图像可以得出实验结论：在电压一定的条件下，通过导体的电流与导体的电阻成 _____。 （5）实验结束，小明发现忘记断开开关，便立即将一电路元件拆下，却发现电压表指针偏转超过最大测量值，他拆下的这个元件是_________ 。 （6）此实验中滑动变阻器的主要作用是____________________________ 。 【答案】（1）电压 （2）最右 （3）2 （4） 反比 （5）定值电阻 （6）保持定值电阻两端的电压不变 【解析】（1）在探究“电流与电阻的关系”时，电流表串联在电路中，电压表并联在电阻两端，因此a 是电压表，b 是电流表； （2）由图甲可知，为了保护电路，在闭合开关前，应将滑动变阻器接入电路的阻值调至最大值，即将滑动变阻器滑片调至图中最右端； （3）由图乙可知，电压表选择小的测量范围，分度值为0.1 V，则电压表示数为2 V； （4）由图丙可知，通过电阻的电流与电阻之积为UR ＝ 0.1 A×20 Ω ＝…＝ 0.4 A×5 Ω ＝2 V，为一定值，且电阻增大为原来的几倍，通过的电流减小为原来的几分之一，由此可得出的结论：在电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比； （5）电压表内阻很大，若电压表串联接入电路中时，电路中几乎没有电流通过，此时电路相当于断路，而电压表此时的示数接近电源电压，若小明将定值电阻拆除，则会使电压表直接接入电路中，此时电压表的电压接近电源电压，而该电压表选用小的测量范围，故指针偏转会超过最大测量值，所以小明拆除的电路元件为定值电阻； （6）探究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压相同，当接入不同阻值的定值电阻时，为了保持定值电阻两端的电压不变，根据串联电路的分压原理，需调节滑动变阻器，因此此实验中滑动变阻器的主要作用是保持定值电阻两端的电压不变。 2.小张同学在做“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中，实验器材有：学生电源（3V不变）、定值电阻3个（5Ω、10Ω、20Ω各一只）、滑动变阻器（20Ω1A）、开关、导线若干，如图所示。 （1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。 （2）连接电路前开关应______。小张按图连接好电路后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现电压表无示数，电流表示数有变化，则故障原因可能是定值电阻R______（填“短路”或“断路”）。 （3）多次更换定值电阻的阻值，实验数据记录如表。其中第3次实验时电流表示数如图乙所示，其读数为______A。这里采用的研究方法是______（填“转换法”或“控制变量法”）。 （4）由表格可得，在定值电阻两端电压不变时，通过的电流与电阻成______比。 实验次数 1 2 3 电阻R/Ω 5 10 20 电流I/A 0.4 0.2 【答案】（1）如图所示：（2）断开；短路；（3）0.1；控制变量法；（4）反。 【解析】（1）变阻器按一上一下连入电路中与电阻串联： （2）为保护电路，连接电路前开关应断开； 若R短路，电压表没有示数，电路为变阻器的简单电路，移动滑动变阻器的滑片，电流表示数有变化，符合题意； 若R断路，电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电流表示数不变；电压表串联在电路中测电源电压，电压表有示数，不符合题意； 故障原因可能是定值电阻R短路； （3）其中第3次实验时电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，其读数为 0.1A； 由表中数据，因UV=IR=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V； 故控制电阻的电压不变，这里采用的研究方法是控制变量法； （4）因电流与电阻之积为一定值，故可得：在定值电阻两端电压不变时，通过的电流与电阻成反比。 1. 用图象研究电流与电压的关系（图象研究法） 【例1】张华同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时，将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象，根据图象，下列说法错误的是（ ） A.当在导体乙的两端加上1V的电压时，通过导体乙的电流为0.1A B.将甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上时，干路中的电流为0.9A C.通过导体甲的电流与其两端的电压成正比 D.导体甲的电阻大于导体乙的电阻 解题秘方：由I-U图象能够得出的信息进行分析，由图象可以获得以下信息：①在一定电压下通过导体的电流；②通过比较相同电压下的电流大小，比较电阻大小关系；③通过导体的电流与其两端的电压成正比。 【答案】D 【解析】由图象可知，当在导体乙的两端加上1V的电压时，通过导体乙的电流为0.1A，故A正确；当甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上，由图知，，，B正确；由图象可知，通过导体的电流随电压的增大而增大，并且成倍数增大，即成正比，C正确；电压相同时（如3V），，，，所以，故D错误。 【方法点拨】在探究电流与电压关系的实验中，由实验数据绘制的电流随电压变化的图象是正比例图象。 在并联电路中，由图象信息求干路电流，先找出并联电压，再找出对应电压下各支路中的电流，最后由并联电路电流的规律求干路中的电流。 运用控制变量法比较不同导体电阻的大小，通常选取相同的电压，通过导体电流大的电阻小。 2.由口诀判断实验中滑动变阻器的调节方法（口诀分析法） 【例2】实验小组利用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。实验过程中，电阻箱阻值由5Ω调为9Ω，电压表示数会______，要继续探究，应该将滑片P向____移。 【特别提示】通过调节滑动变阻器使电压表的读数保持不变，可运用串联电路电压的分配规律分析，目前可以借用口诀“换大调大”来判断。 解题秘方：记住口诀“换大调大”，判断更换定值电阻后滑动变阻器滑片的移动方向。 【答案】变大；右 【解析】由实际操作可以发现，电阻箱阻值由5Ω调为9Ω，电压表示数变大；由控制变量法的要求可知，换接9Ω的定值电阻时，要保证电压表示数不变，要增大滑动变阻器接入电路的电阻。 3.易错点：不能正确分析多次实验的目的 【例3】在探究电流与电压关系的实验中，已有器材：干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线和阻值不同的定值电阻若干个。 （1）请你用笔画线代替导线，将图10中的电路连接完整。要求滑片向右滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻变大。 （2）实验时，闭合开关，将滑片移动到某位置，记下电压表和电流表的示数。接下来的操作是____。 A.断开开关，结束实验，整理好器材 B.将滑片移动到另外几个位置，分别记下电压表和电流表的示数 C.换用另一个定值电阻，将滑片移动到某位置，记下电压表和电流表的示数 （3）小明记录的实验数据如下表。分析可知，通过定值电阻的电流与其两端的电压______。 实验次数 1 2 3 4 5 电压 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 电流 0.15 0.23 0.30 0.38 0.45 （4）有同学建议小明再用其他规格的定值电阻重复以上实验。请对此建议的科学性进行评估：____________________。 答图： 【答案】（1）如答图所示。（2）B（3）成正比（4）更科学，通过多组实验，得出普遍性的结论，避免了实验的偶然性 【解析】（2）探究电流与电压关系的实验，要控制电阻不变，记下电流随电压的变化关系，为得出普遍性的结论，实验时应闭合开关，将滑片移动到某位置，记下电压表和电流表的示数。 （3）排除误差的影响，实验数据中，电压表示数增大为原来的几倍，通过的电流也增大为原来的几倍，即通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比。 （4）有同学建议小明再用其他规格的定值电阻重复以上实验，这样更科学；通过多组实验，得出普遍性的结论，避免了实验的偶然性。 【易错警示】（1）在探究电流与电压关系的实验中，需保证电阻不变，只改变电压，同时测得不同电压下对应的电流，通过对实验数据的分析，得到电流随电压变化的规律。这里，多次实验是为了能发现规律。 （2）本探究实验中，为了能避免偶然性，使结论更具有普遍性，需更换定值电阻，再测量不同电压下对应的电流，分析归纳。这样，通过多组实验，就可以使实验更科学，使结论更具普遍性。 （3）分析实验数据时，要考虑误差因素得出结论。 探究电流与电压和电阻的关系，也是重点考查的实验题型之一，在实验考查中常常涉及以下问题设置：（1）电路的连接及改正原有的错误连接，难度小；（2）分析数据得出结论，由于结论是教材已有的，这种问题没有难度；（3）按要求分析怎样调节滑动变阻器，难度中等。 考法： 综合分析“探究电流与电压、电阻的关系” 【例】如图，在做“探究电流与电压、电阻的关系”实验中，采用了6V蓄电池、最大阻值为50Ω的滑动变阻器、电流表和电压表等器材。 （1）在探究电流与电压的关系实验时，一般是连接同一电阻，通过适当____________________来改变两端的电压。 （2）在探究电流与电阻的关系实验时，当用10Ω的电阻连接在电路AB间测得电压表示数为2V后，断开开关，用20Ω的电阻替换AB间的，然后闭合开关，应将滑片向______（填“a”或“b”）端移动，直到看到_________时，才能读出所需电表的示数。 试题评析：本题综合了探究电流与电压、电阻的关系两个实验的分析。虽然属于综合性实验探究过程，但是题目本身难度不大，要分析的问题也比较简单。 【答案】（1）移动滑动变阻器的滑片（2）b；电压表示数为2V 【解析】（1）在探究电流与电压的关系实验时，要控制电阻大小不变，一般是连接同一电阻，通过适当移动滑动变阻器的滑片来改变两端的电压。 （2）根据串联分压原理可知，将定值电阻由10Ω替换成20Ω，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的关系实验中应控制电压不变，即应保持定值电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向b端移动，直到看到电压表的示数为2V时，才能读出所需电流表的示数。 1.在探究电阻中的电流跟其两端电压的关系的实验中，当电路中没有除定值电阻以外的其他电阻时，下列哪种方法不能改变定值电阻两端的电压（ ） A.增减串联电池组中电池的个数 B.旋转学生电源的调压旋钮 C.并联一个电阻箱 D.串联一个滑动变阻器 【答案】C 【解析】本题考查探究电流与电压关系的实验中如何改变定值电阻两端电压。要求理解改变用电器两端电压的几种方法。 2.下列说法中，不正确的是（ ） A.相同的电压加在阻值不同的导体两端，电流一定不同 B.用不同的电阻研究电流和电压的关系，得到的结论都一样 C.同一电阻，它两端电压越大，通过它的电流也越大 D.当加在某电阻两端的电压改变时，该电阻两端的电压与电流的比值也随着改变 【答案】D 【解析】本题考查电流与电压和电阻的关系。理解实验结论，并能运用结论分析有关说法是否正确。 3.如图所示是关于电阻、的电流与电压关系的图象，则____，若将、并联接在电压为2V的电路中，则干路的电流为____A。 【答案】<；0.5 【解析】取相同电压值，如电压均为1V时，流过的电流为0.2A，而流过的电流为0.05A，表明对电流的阻碍作用大；由图象找出2V时流过两电阻的电流，再由并联电路电流的规律求出干路电流。 4.在探究电流与电压关系的实验中，同学们设计了如图所示的三种电路： （1）甲同学认为图（b）电路比图（a）电路好，理由是____________________。乙同学认为图（c）电路比图（b）电路更好，理由是图（c）电路便于多次实验。 （2）乙同学利用图（c）电路（其中电阻）完成了本实验，测得数据如下： 实验次数 电压 电流 电压/电流 1 1 0.2 2 2 0.4 3 4 0.8 分析表格数据，可得出的结论是____________________。 （3）实验操作过程中，丙同学发现滑动变阻器损坏，但经过思考后利用图（b）电路最终也完成了多次实验，该同学的做法是__________________________________。 【答案】（1）定值电阻能更好地保持电阻不变（2）在电阻不变时，通过导体的电流与电压成正比（3）改变电源电压，多次实验 【解析】（1）研究电流与电压的关系时，要控制电阻的大小不变，因灯丝的电阻随温度的变化而变化，定值电阻能更好地保持电阻不变，故图b电路比图a电路好； 图c电路中，变阻器可改变电阻的电压和通过的电流，从而多次测量找到规律，故图c比图b电路更好； （2）纵向比较表中数据知，电压为原来的几倍，通过的电流为原来的几倍，故可以得出：当电阻不变时，电流与电压成正比关系； （3）发现滑动变阻器损坏，可直接将电阻接在电路中，通过改变电池的个数来改变电源电压，达到多次实验得出普遍规律的目的。 5.某学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中，小明连接了如图甲所示的电路（电源电压保持4.5V不变）。 （1）用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片P向左移动，电路中电流变大，导线不得交叉）。 （2）连接好电路，闭合开关，发现电压表示数接近于电源电压，电流表几乎无示数，则故障为定值电阻__________（填“短路”或“断路”）。 （3）图乙是小组根据测得的实验数据所绘制的电流随电阻变化的图象，由图象可知两端的电压为__________V。当的电阻由5Ω更换为10Ω时，闭合开关后，为了使两端的电压__________（填“改变”或“不变”），滑动变阻器的滑片应向__________（填“左”或“右”）端滑动。 【答案】（1）如图所示。（2）断路 【解析】（1）定值电阻与滑动变阻器应串联，且要求滑动变阻器的滑片向左滑动时，电路中电流变大，则电路总电阻变小，滑动变阻器接入电路电阻变小。根据滑动变阻器“一上一下”的接线方式，导线应连接定值电阻右端与滑动变阻器左下接线柱，如图所示。 （2）闭合开关，电流表几乎无示数说明电路存在断路，而电压表示数接近于电源电压，所以是与电压表并联的定值电阻R断路。 （3）探究电流与电阻的关系时滑动变阻器的调节方法：换大调大，换小调小。当定值电阻换用更大的电阻时，为了控制电阻两端电压一定，应将滑动变阻器连入电路的阻值调大，故滑动变阻器的滑片应向右端滑动。 6.在“探究电流与电压的关系”实验中： （1）请用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整，要求滑片P向B端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大（连线时导线不允许交叉）。 （2）正确连接好电路后，闭合开关发现电压表示数为2.8V，电流表无示数，滑动滑片P两表示数均无变化，则故障原因可能是__________。 （3）小明排除故障后，移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示，此时通过电阻的电流为__________A，若要增大电阻两端的电压，应将滑片P向__________（填“A”或“B”）端移动。 （4）实验中测得多组数据，绘制出电阻的图象如图丙所示。由图象可得电流与电压的关系是____________________。 【答案】（1）如图所示。（2）定值电阻断路（3）0.12；A（4）电阻一定时，通过导体的电流与其两端的电压成正比 【解析】（1）滑片P向B端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大即远离下接线柱，故接左下接线柱; （2）闭合开关后，发现电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数为2.8V，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电阻断路了，此时电压表串联在电路中测电源电压； （3）图中电流表的量程为0-0.6A，分度值为0.02A，示数为0.12A；根据串联电路的分压作用，若要增大电阻两端的电压，应减小滑动变阻器的电阻，从而减小滑动变阻器分得的电压，滑片P向A端移动； （4）据图象可得出“电流与电压关系”的结论是：电阻一定时，导体中的电流与其两端的电压成正比。 4 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $