5.1 电流与电压、电阻的关系(重难点专练)物理新教材教科版九年级上册
2026-08-24
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摘要:
**基本信息**
以控制变量法为核心,通过选择+实验题型分层突破电流与电压、电阻关系,系统提炼实验原理、操作规范及图像分析方法,培养科学探究与科学思维能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|探究电流与电压关系(选择)|4题|控制电阻不变,滑动变阻器改变电压;I-U图像特征;结论因果表述|从实验原理到图像分析,建立电流与电压正相关认知|
|探究电流与电阻关系(选择)|5题|控制电压不变,滑动变阻器调节分压;I-R图像特征;电阻属性辨析|通过电阻替换操作,理解电流与电阻反相关规律|
|探究电流与电压关系(实验)|3题|电路连接规范;故障分析(断路/短路);数据处理与图像绘制|强化实验操作与证据分析,落实科学探究要素|
|探究电流与电阻关系(实验)|5题|更换电阻后电压控制流程;滑动变阻器作用拓展;误差分析|深化控制变量法应用,提升实验方案设计能力|
|综合探究(实验)|4题|控制变量法综合应用;图像综合分析;实验缺陷改进|整合两类关系,构建完整的电流影响因素知识体系|
内容正文:
5.1 电流与电压、电阻的关系
题型01 探究电流与电压的关系(选择题)
题型02 探究电流与电阻的关系(选择题)
题型03 探究电流与电压的关系(实验题)
题型04 探究电流与电阻的关系(实验题)
题型05 探究电流与电压、电阻的关系(实验题)
▌题型01 探究电流与电压的关系(选择题)
1. 控制变量:探究电流与电压关系,控制电阻不变,改变电压。
2. 滑动变阻器两点作用 ①保护电路;②改变定值电阻两端电压,获得多组数据。
3. 实验结论:电阻一定时,导体中的电流跟导体两端电压成正比。
⚠️逻辑顺序不能颠倒:电流随电压变化,只能说电流与电压成正比;不能说电压与电流成正比。
4. IU 图像特征:定值电阻的 IU 图像是过坐标原点的倾斜直线。
5. 多次实验目的:寻找普遍规律,避免偶然性,不是减小误差。
6. 电路操作规范:连接电路开关断开;闭合开关前滑片置于滑动变阻器最大阻值处。
1.(25-26九上·安徽池州·期末)在“探究电流与电压关系”的实验中,滑动变阻器的作用是( )
A.改变定值电阻两端的电压
B.使不同的定值电阻两端的电压保持不变
C.使电路中的电流保持不变
D.多次测量取平均值,减小实验误差
2.(25-26九上·四川成都青羊区·期末)小雅同学利用如图所示的电路探究“电流与电压的关系”,下列说法正确的是( )
A.为了方便观察实验现象,可以将R1换成小灯泡
B.开关闭合前,滑动变阻器的滑片应该移至最左端
C.多次调节滑片进行实验,是为了得到普遍性规律
D.实验的结论是:电阻一定时,电压与电流成正比
3.(25-26九上·河北保定莲池区·期末)如图所示,探究“电流跟电压的关系”实验中,下列说法正确的是( )
A.本实验多次测量中保证电压不变
B.滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用
C.实验的结论是:电阻一定时,电压跟电流成正比
D.探究电流跟电压的关系时,若定值电阻损坏,可用小灯泡代替完成探究
4.如图所示,在探究“电流跟电压的关系”实验中,下列说法中( )
①探究电流跟电压的关系时,需要控制导体的电阻一定
②滑动变阻器可以起到控制定值电阻两端电压不变的作用
③多次实验是为了减小实验误差
④实验的结论是:在电阻一定时,电流跟电压成正比
A.只有①④正确 B.只有①②正确
C.只有②④正确 D.只有②③正确
▌题型02 探究电流与电阻的关系(选择题)
1. 控制变量:探究电流与电阻关系,控制定值电阻两端电压不变,更换不同阻值的定值电阻。
2. 滑动变阻器两点作用 ①保护电路;②控制定值电阻两端电压保持不变。
3. 控制定值电阻两端电压保持不变:换上更大阻值定值电阻,定值电阻分压会变大;需要调节滑动变阻器,增大滑动变阻器接入电阻,使电压表示数回到原来的控制电压,再读取电流。
4. 实验结论:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
⚠️因果不能颠倒:只能说电流与电阻成反比,不能说电阻与电流成反比;电阻是导体本身属性,不会随电流改变。
5. IR 图像特征:反比例曲线,电压不变,电阻越大,电流越小。
6. 多次实验目的:寻找普遍规律,避免实验偶然性,不是减小误差。
7. 电路规范:更换电阻时,最好断开开关;闭合开关前滑片置于滑动变阻器最大阻值处。
5.(25-26九上·江苏盐城盐都区·期末)如图所示,小明同学在做“探究电流与电阻的关系”实验中,先在A、B间接入15Ω的电阻,移动滑片,使电压表示数为3V,读出电流表示数。接着用10Ω的电阻替换15Ω的电阻,闭合开关,此时电压表示数及应进行的操作是( )
A.大于3V,应将滑片P向左滑 B.大于3V,应将滑片P 向右滑
C.小于3V,应将滑片P向左滑 D.小于3V,应将滑片P向右滑
6.(25-26九上·山东济南东南片区·期末)小明利用如图所示电路探究电流与电阻的关系。实验中,用5Ω电阻完成一组数据测量后,他断开开关,将5Ω电阻更换为10Ω电阻后,接下来必要的操作及其合理顺序是( )
①闭合开关;②记录电流表的示数;③将滑动变阻器滑片调到阻值最大处;④移动滑动变阻器滑片,直至电压表示数与更换电阻前保持一致;⑤移动滑动变阻器滑片,使得电阻两端的电压改变。
A.①③④② B.③①⑤② C.③①④② D.①③⑤②
7.(25-26九上·江苏苏州相城区·期中)小徐同学在实验课上设计了如图甲所示的电路,电源电压恒为6伏,更换5个定值电阻,得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是( )
①该同学研究的是电流和电压的关系
②将从换成后,应立即记录电流表的示数
③滑动变阻器的作用是保持两端电压不变
④实验中电压表的示数应保持2.5伏不变
A.只有①② B.只有②③ C.只有③④ D.只有②④
8.(25-26九上·陕西西安新城区·期中)某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为,更换5个定值电阻,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不变
C.将从换成后,应将滑片P向右移
D.实验中若短路,则电压表与电流表示数均变为零
9.(25-26九上·山东淄博·期末)如图所示是电学中常见的电路图,进行以下相应实验时,描述正确的是( )
A.“探究电流与电压的关系”实验,多次实验目的是为了减小实验误差
B.“探究电流与电压的关系”实验,滑动变阻器的作用是要控制定值电阻两端的电压不变
C.“探究电流与电阻的关系”实验,可得导体两端电压一定时,导体电阻跟通过导体的电流成反比
D.“探究电流与电阻的关系”实验,每次更换电阻后,都要保持电阻两端电压不变
▌题型03 探究电流与电压的关系(实验题)
1. 实验原理思想:控制变量法,保持定值电阻阻值不变,移动滑动变阻器改变定值电阻两端电压,记录多组电压、电流数据。
2. 滑动变阻器作用:①保护电路;②改变定值电阻两端的电压,获取多组实验数据。
3. 连接电路注意事项:
1 连接电路时,开关必须断开。
2 闭合开关前,滑动变阻器滑片调到最大阻值处,防止电流过大损坏元件。
3 电流表串联、电压表并联;电流从正接线柱流入,负接线柱流出。
4. 实验结论书写:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
5. IU 图像分析:
1 正常图像:过原点倾斜直线。
2 图像不过原点,起点在电压轴:电流表未调零。
3 图像起点在电流轴:电压表未调零。
6. 多次实验目的:寻找普遍实验规律,避免实验偶然性,不是减小误差。
7. 常见电路故障:
1 电流表无示数,电压表接近电源电压:定值电阻断路。
2 电流表有示数,电压表无示数:定值电阻短路。
3 移动滑片,电表示数几乎不变且示数很小:滑动变阻器接下面两个接线柱。
4 移动滑片,电表示数很大且几乎不变:滑动变阻器接上面两个接线柱。
8. 数据处理:不能取电压、电流平均值;本实验求平均值无意义。
10.(25-26九上·湖北襄阳·期末)在“探究通过导体的电流与导体两端电压的关系”实验中,小明设计了如图甲所示的电路。电源电压为3V且保持不变,R为定值电阻。
(1)在开关S闭合前,一定要把滑动变阻器的滑片P移到最______(选填“左”或“右”)端,然后观察电压表的示数,再把滑片P移到适当的位置;在实验的过程中,如果把滑动变阻器的滑片P向______(选填“左”或“右”)移动,则可以使电压表的示数变小。
(2)小明改变定值电阻R两端的电压,进行了多次实验,得出了实验数据如表中所示。请你根据表中数据,在图乙中用描点法画出导体中的电流I与两端电压U的关系图像。
实验次数
1
2
3
4
电压表的示数U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流表的示数I/A
0.10
0.15
0.20
0.25
(3)分析表中的数据可以得出一些结论或信息:①当导体的电阻一定时,______成正比;②实验中所用定值电阻的阻值是______Ω。
11.(25-26九上·云南昆明五华区·期中)小华和同学们为探究“电流与电压的关系”,进行了以下实验。
(1)图甲是小华正在连接的电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整______(要求:滑片P向A端滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大);同组同学发现连接过程中有一处错误,请你指出来:______。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于______端(选填“A”或“B”)。
(3)闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,则故障可能的原因是______。
(4)小华排除故障后,改变R两端电压进行多次实验,并将数据记录在下表中。若完成第2次实验后,想要得到第3次实验数据,应将滑片P向______端移动;第3次实验时的电流值如图乙所示,为______A。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.20
0.40
0.50
(5)分析表格数据,可得电流与电压的关系是:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成______;本实验所用电阻的阻值为______Ω。
12.某实验小组在做探究电流与电压关系的实验。
实验思路:
(1)探究电流与电压的关系,关键是保持______不变,测量电阻两端的电压与通过电阻的电流。
实验过程:
(2)如图甲是小组成员连接的电路,闭合开关后,电流表______(选填“有”或“无”)示数。
(3)请你根据实验目的将图甲的电路改正(要求只改动一根导线,并在错误的导线上打“×”)。
(4)正确连接电路后闭合开关,小组同学移动滑动变阻器滑片,并将对应的电表示数记录如下表,某次实验时电流表的示数如图乙为______A,分析可初步得出结论:电阻一定时,______。
实验序号
1
2
3
电压U/V
2.0
2.2
2.4
电流I/A
0.20
0.22
(5)为使结论更具有普遍性,还应该______,重复实验。
▌题型04 探究电流与电阻的关系(实验题)
1. 实验思想:控制变量法,控制定值电阻两端电压保持不变,更换不同阻值的定值电阻,记录电流。
2. 滑动变阻器作用 ①保护电路;②控制定值电阻两端电压不变。
3. 操作要点:更换更大阻值定值电阻后,定值电阻分压会变大;需要调节滑动变阻器,增大滑动变阻器接入电阻,使电压表示数回到预设的控制电压,再读取电流。
⚠️更换电阻时,建议断开开关,保护元件;闭合开关前滑片调到滑动变阻器最大阻值处。
4. 实验结论书写:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
5. IR 图像分析:反比例曲线;画图像是过原点的倾斜直线,更方便判断反比例关系。
6. 多次实验目的:寻找普遍规律,避免实验偶然性,不是减小误差。
7. 电路故障:
1 电流表无示数,电压表接近电源电压:定值电阻断路。
2 电流表有示数,电压表无示数:定值电阻短路。
3 移动滑片两表示数几乎不变:滑动变阻器接线错误(都接上面 / 都接下面)。
13.(25-26九上·河南周口·期中)小珠在探究“电流与电阻的关系”实验中,电路如图所示:
(1)连接电路时,开关S应处于____(选填“断开”或“闭合”)状态;滑动变阻器滑片要滑到最____(选填“左”或“右”)端。
(2)连接好电路进行试触时,同学们发现电流表无示数,电压表的指针偏转超过了测量范围,则电路中的故障可能是定值电阻______(选填“短路”或“断路”)。
(3)正确连接电路后,小珠先用5Ω的电阻R完成实验。再用10Ω的电阻替换5Ω的电阻,闭合开关,应将滑片向_____(选填“左”或“右”)端移动,同时眼睛观察电压表,直至其示数与原来相同。
14.为了探究通过导体的电流与导体电阻的关系,小新进行了以下实验。
电阻/Ω
5
10
20
30
40
电流/A
0.20
0.10
0.07
0.05
(1)图甲为小新连接的部分电路,请用笔画线代替导线,将电路连接完整;
(2)小新先把一个5Ω的定值电阻接入电路中,将滑片移至阻值最大位置后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,造成这种现象的原因可能是定值电阻R发生________路;
(3)排除故障后,再次闭合开关,观察电压表示数并记录此时电流表示数如图乙所示,此时电流表的示数为________A;
(4)小新把不同阻值的定值电阻依次接入电路中,调节滑动变阻器,保持电压表的示数不变,将实验数据记录在表格中。分析实验数据可得出:在电压一定时,导体的电阻越大,通过导体的电流越________。
15.(25-26九上·宁夏同心县·期中)物理兴趣小组的同学在探究“电流与电阻关系”的实验时,设计了如图甲所示电路,电源为三节新干电池。
(1)请用笔画线代替导线,将如图甲所示电路连接完整(要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表示数变大,导线不得交叉)。
(2)经检查电路连接正确后,闭合开关S,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,若电路中只有一处故障,可能是定值电阻R_______;排除故障后,闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P移至_______(填“A”或“B”)端。
(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的变化图像,由图像可知电阻R两端的电压为_______V。当电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关S后,应将滑动变阻器的滑片P向_______(填“A”或“B”)端滑动,直至电压表示数与第一次实验时相同。
16.(25-26九上·山西晋城·期末)同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电源为两节新干电池串联,电流表、电压表各一只,一个开关,不同阻值的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω,1A”字样,导线若干。
(1)连接电路时开关应 ___________ ,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到 ___________ 处;
(2)在闭合开关前,发现电流表的指针如图乙所示,出现这个现象的原因是 ___________ ;
(3)纠正后再闭合开关,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,其原因是 ___________ ;
(4)实验过程中,将5Ω的电阻接入电路中,闭合开关调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表示数如图丙所示,则电流表示数为 ___________ A;将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片P向 ___________ (选填“左”或“右”)端移动,使电压表示数为 ___________ V。
17.(25-26九上·河南漯河召陵区·期中)小明利用图甲所示的电路,探究“电流跟电阻的关系”。实验选用的器材:电源(两节新干电池)、电流表、电压表、开关、滑动变阻器(50Ω 1A)各一个,若干个定值电阻(阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的),若干导线。
(1)在电路中接入阻值为5Ω的定值电阻,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数如图乙所示,为________V,记录此时电流表和电压表的示数;
(2)用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻接入电路中,闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片向________(选填“左”或“右”)移动;滑动变阻器在本实验中的主要作用是________。
(3)小明重复(2)的实验步骤得出多组数据,根据实验所得数据画出图丙所示的图像,小明认为根据该图像不能很直观地看出电流跟电阻的具体关系。对于这个实验的数据分析,你有什么比较好的建议:________。
▌题型05 探究电流与电压、电阻的关系(实验题)
1. 实验方法:控制变量法 ①探究电流与电压关系:控制电阻不变,改变电压; ②探究电流与电阻关系:控制电压不变,改变电阻。
2. 滑动变阻器双重作用汇总:
1 通用作用:保护电路;闭合开关前滑片调到最大阻值处。
2 探究 I 与 U:改变定值电阻两端电压,获得多组数据。
3 探究 I 与 R:保持定值电阻两端电压不变。
3. 两条实验结论: ①电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比; ②电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
❌ 错误写法:电压与电流成正比;电阻与电流成反比。
4. 多次实验目的:寻找普遍规律,避免偶然性,不是减小误差。
5. 图像考点
1 IU图:过原点倾斜直线→成正比;
2 IR图:反比例曲线; 图:过原点倾斜直线,便于判断反比例。
3 图像不过原点:电表使用前没有调零。
6. 更换电阻操作流程:断开开关→更换大阻值定值电阻→闭合开关→向增大滑动变阻器阻值方向移动滑片,使电压表示数回到预设值,再读电流。
7.
故障现象
故障原因
电流表无示数,电压表接近电源电压
定值电阻断路
电流表有示数,电压表无示数
定值电阻短路
移动滑片,两电表示数几乎不变、示数偏小
滑动变阻器接下方两接线柱
移动滑片,两电表示数几乎不变、示数偏大
滑动变阻器接上方两接线柱
8. 实验缺陷与改进
1 换大电阻,电压无法降到设定值:滑动变阻器最大阻值太小;
改进:换更大最大阻值的滑动变阻器,降低控制电压。
2 只用一个定值电阻做 IU 实验:实验次数太少,结论具有偶然性;
改进:换不同定值电阻重复多次实验。
18.(25-26九上·广西钦州·月考)在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中,实验电路如图所示。
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
1.60
1.90
2.20
2.50
2.80
电流I/A
0.16
0.19
0.22
0.25
0.28
(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。这种科学探究的方法叫做________。
(2)正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到最________(选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关,通过移动________的位置改变定值电阻两端的电压,测量定值电阻两端的电压U和对应的电流I,记录的实验数据如上表所示。分析表格中的数据,发现电压与其对应电流的比值________,从而得出结论:________________________________________。
(4)在探究电流与电阻的关系的过程中,小明将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻后,闭合开关,直接读出电流值,这种做法是否正确?答:________;理由是________________________________。
19.(25-26九上·河南郑州中原区·期中)珊珊同学利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω,10Ω,15Ω,20Ω,25Ω;
(1)请根据图甲的电路图用笔画线将图乙实物图连接完整,(要求滑动变阻器向右移动时,电路中的电流变小;电压表选择小量程)。
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这种故障的原因可能是________。
(3)排除故障后,珊珊先将5Ω的电阻连入电路中,移动滑动变阻器的滑片至适当位置,电流表的示数如图丙所示,电流表的读数为________A,滑片先保持不动,断开开关,她把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后再闭合开关,接下来需将滑片往________(选填“左”或者“右”)适当移动,使电压表示数达到________,再读取电流值。
(4)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可以得出结论:________。
(5)实验中若用电阻箱(可在0~9999Ω范围内调节电阻值大小,且能读数的变阻箱)来代替电阻R,请你对该方案的可行性进行评估(如果不可行,请说明原因;如果可行,请说出改进后的优点):________。
20.(25-26九上·山东泰安肥城·期中)为探究电流与电压、电阻的关系,某实验小组连接的电路如图甲所示,为定值电阻,电源电压为保持不变。
(1)在连接电路前,开关应处于__________状态。
(2)某同学检查电路时发现有一条导线连接错误。请在图甲中错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(3)改正错误后,将滑动变阻器的滑片移到最__________端。闭合开关,调节滑动变阻器,记录实验数据如下表。第3次实验时,电压表示数如图乙所示,其读数为__________。
(4)根据表中数据在坐标系中描点,从图中看出序号为__________的数据与其他数据的规律不同,是错误数据,剔除错误数据后请在图丙中作出电阻一定时电流随电压变化的图像__________;
序号
1
2
3
4
5
6
电压
0.3
0.6
1.2
1.5
1.8
电流
0.06
0.12
0.18
0.28
0.3
0.36
(5)该实验小组分析数据、图像直接得出结论:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成__________。请指出他们操作中存在的问题:____________________。
(6)同学们继续探究电流与电阻的关系,根据实验数据画出的图像如图丁所示,则他们实验时控制的电压是__________。
21.(25-26九上·云南文山·期中)小鹏在探究“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,将图乙中的电压表和滑动变阻器连接完整(要求导线不交叉,要求滑片向右移动,电流减小);
(2)连接电路时,开关应该处于________状态,闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于________(选填“A”或“B”)端。滑动变阻器的作用除了保护电路外,还起到了________的作用;
(3)小鹏又取了两个定值电阻,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,电源电压为,分别接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,记录数据,得到了如图丙所示的图像。由图像可以得出结论:________________;
(4)上述实验中:①小鹏用的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变。接着把换为的电阻接入电路,闭合开关,应向________(选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数与原来相同。②小鹏又把R换为的电阻接入电路,闭合开关,无论怎样移动滑片,电压表都不能达到所控制的电压值,可能是因为________。
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5.1 电流与电压、电阻的关系
题型01 探究电流与电压的关系(选择题)
题型02 探究电流与电阻的关系(选择题)
题型03 探究电流与电压的关系(实验题)
题型04 探究电流与电阻的关系(实验题)
题型05 探究电流与电压、电阻的关系(实验题)
▌题型01 探究电流与电压的关系(选择题)
1. 控制变量:探究电流与电压关系,控制电阻不变,改变电压。
2. 滑动变阻器两点作用 ①保护电路;②改变定值电阻两端电压,获得多组数据。
3. 实验结论:电阻一定时,导体中的电流跟导体两端电压成正比。
⚠️逻辑顺序不能颠倒:电流随电压变化,只能说电流与电压成正比;不能说电压与电流成正比。
4. IU 图像特征:定值电阻的 IU 图像是过坐标原点的倾斜直线。
5. 多次实验目的:寻找普遍规律,避免偶然性,不是减小误差。
6. 电路操作规范:连接电路开关断开;闭合开关前滑片置于滑动变阻器最大阻值处。
1.(25-26九上·安徽池州·期末)在“探究电流与电压关系”的实验中,滑动变阻器的作用是( )
A.改变定值电阻两端的电压
B.使不同的定值电阻两端的电压保持不变
C.使电路中的电流保持不变
D.多次测量取平均值,减小实验误差
【答案】A
【详解】根据控制变量法可知,探究电流与电压的关系时,保持定值电阻不变,通过改变滑动变阻器接入电路中的电阻丝长度,改变电路中的总电阻,从而改变电路中的电流,进而改变定值电阻两端的电压,多次测量其目的是寻找普遍性规律,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.(25-26九上·四川成都青羊区·期末)小雅同学利用如图所示的电路探究“电流与电压的关系”,下列说法正确的是( )
A.为了方便观察实验现象,可以将R1换成小灯泡
B.开关闭合前,滑动变阻器的滑片应该移至最左端
C.多次调节滑片进行实验,是为了得到普遍性规律
D.实验的结论是:电阻一定时,电压与电流成正比
【答案】C
【详解】A.探究电流与电压的关系,需要保持电阻不变,而灯丝的电阻随温度的变化而变化,所以不可以将R1换成小灯泡,故A错误;
B.为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,由图知,滑片左侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻值最大的最右端,故B错误;
C.探究电流与电压的关系时,需要改变定值电阻两端的电压,因此可调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数产生变化,得到普遍性规律,故C正确;
D.探究“电流与电压的关系”的实验应控制电阻不变,通过电阻的电流随电压的增大而增大,所以可得结论为:电阻一定时,电流与电压成正比,故D错误。
故选C。
3.(25-26九上·河北保定莲池区·期末)如图所示,探究“电流跟电压的关系”实验中,下列说法正确的是( )
A.本实验多次测量中保证电压不变
B.滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用
C.实验的结论是:电阻一定时,电压跟电流成正比
D.探究电流跟电压的关系时,若定值电阻损坏,可用小灯泡代替完成探究
【答案】B
【详解】A.本实验多次测量中保证电阻不变,改变电流与电压,故A错误;
B.滑动变阻器与定值电阻R串联,可以起到改变定值电阻两端电压的作用,故B正确;
C.实验结论是:电阻一定时,电流跟电压成正比(电压是因,电流是果,因果关系不能颠倒),而不是电压跟电流成正比,故C错误;
D.小灯泡的电阻随温度的改变而改变,探究电流跟电压的关系时,若定值电阻损坏,不可用小灯泡代替完成探究,故D错误。
故选B。
4.如图所示,在探究“电流跟电压的关系”实验中,下列说法中( )
①探究电流跟电压的关系时,需要控制导体的电阻一定
②滑动变阻器可以起到控制定值电阻两端电压不变的作用
③多次实验是为了减小实验误差
④实验的结论是:在电阻一定时,电流跟电压成正比
A.只有①④正确 B.只有①②正确
C.只有②④正确 D.只有②③正确
【答案】A
【详解】①根据控制变量法,要探究电流与电压的关系,要控制电阻一定,故①正确;
②串联电路中,电源电压等于各个用电器的电压之和,根据串联电路分压规律,改变滑动变阻器的电阻,会改变其电压,从而改变定值电阻两端的电压,故②错误;
③多次实验的目的是为了得到普遍结论,不是为了减小误差,故③错误;
④实验的结论是,当电阻一定时,电流与电压成正比,故④正确。
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
▌题型02 探究电流与电阻的关系(选择题)
1. 控制变量:探究电流与电阻关系,控制定值电阻两端电压不变,更换不同阻值的定值电阻。
2. 滑动变阻器两点作用 ①保护电路;②控制定值电阻两端电压保持不变。
3. 控制定值电阻两端电压保持不变:换上更大阻值定值电阻,定值电阻分压会变大;需要调节滑动变阻器,增大滑动变阻器接入电阻,使电压表示数回到原来的控制电压,再读取电流。
4. 实验结论:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
⚠️因果不能颠倒:只能说电流与电阻成反比,不能说电阻与电流成反比;电阻是导体本身属性,不会随电流改变。
5. IR 图像特征:反比例曲线,电压不变,电阻越大,电流越小。
6. 多次实验目的:寻找普遍规律,避免实验偶然性,不是减小误差。
7. 电路规范:更换电阻时,最好断开开关;闭合开关前滑片置于滑动变阻器最大阻值处。
5.(25-26九上·江苏盐城盐都区·期末)如图所示,小明同学在做“探究电流与电阻的关系”实验中,先在A、B间接入15Ω的电阻,移动滑片,使电压表示数为3V,读出电流表示数。接着用10Ω的电阻替换15Ω的电阻,闭合开关,此时电压表示数及应进行的操作是( )
A.大于3V,应将滑片P向左滑 B.大于3V,应将滑片P 向右滑
C.小于3V,应将滑片P向左滑 D.小于3V,应将滑片P向右滑
【答案】C
【详解】由图可知,R与变阻器串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路的电流。“探究电流与电阻的关系”实验中,先在A、B间接入15Ω的电阻,移动滑片,使电压表示数为3V,读出电流表示数。接着用10Ω的电阻替换15Ω的电阻,根据串联分压原理可知,因电阻变小,其分得的电压变小,电压表示数小于3V;探究电流与电阻的关系的实验中应控制定值电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知,应减小滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数为3V。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
6.(25-26九上·山东济南东南片区·期末)小明利用如图所示电路探究电流与电阻的关系。实验中,用5Ω电阻完成一组数据测量后,他断开开关,将5Ω电阻更换为10Ω电阻后,接下来必要的操作及其合理顺序是( )
①闭合开关;②记录电流表的示数;③将滑动变阻器滑片调到阻值最大处;④移动滑动变阻器滑片,直至电压表示数与更换电阻前保持一致;⑤移动滑动变阻器滑片,使得电阻两端的电压改变。
A.①③④② B.③①⑤② C.③①④② D.①③⑤②
【答案】C
【详解】闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处。探究“电流与电阻的关系”时,必须控制定值电阻两端的电压不变。更换大电阻后,电路总电阻变大,电流变小,滑动变阻器两端电压变小,定值电阻两端电压变大,因此需调节滑动变阻器使定值电阻两端的电压与更换前保持一致,最后记录电流表的示数。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
7.(25-26九上·江苏苏州相城区·期中)小徐同学在实验课上设计了如图甲所示的电路,电源电压恒为6伏,更换5个定值电阻,得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是( )
①该同学研究的是电流和电压的关系
②将从换成后,应立即记录电流表的示数
③滑动变阻器的作用是保持两端电压不变
④实验中电压表的示数应保持2.5伏不变
A.只有①② B.只有②③ C.只有③④ D.只有②④
【答案】C
【详解】根据图乙可知,该同学研究的是电流和电阻的关系,故①错误。研究电流和电阻的关系时,将从5Ω换成10Ω后,两端的电压变大,因要控制两端的电压不变,故要移动变阻器的滑片,使电压表示数不变,再记录电流表的示数,故滑动变阻器的作用是保持两端的电压不变,故②错误,③正确。由图乙可知两端的电压
故④正确。故选C。
8.(25-26九上·陕西西安新城区·期中)某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为,更换5个定值电阻,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不变
C.将从换成后,应将滑片P向右移
D.实验中若短路,则电压表与电流表示数均变为零
【答案】C
【详解】A.根据图乙可知,该同学研究的是电流和电阻的关系,故A错误;
B.由图乙知,电阻两端的电压始终保持UV=IR=0.1A×25Ω=……=0.5A×5Ω=2.5V
故B错误;
C.根据串联分压原理可知,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;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持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,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2.5V,故C正确;
D.实验中若短路,则电压表示数变为零,电流表示数变大,故D错误。
故选C。
9.(25-26九上·山东淄博·期末)如图所示是电学中常见的电路图,进行以下相应实验时,描述正确的是( )
A.“探究电流与电压的关系”实验,多次实验目的是为了减小实验误差
B.“探究电流与电压的关系”实验,滑动变阻器的作用是要控制定值电阻两端的电压不变
C.“探究电流与电阻的关系”实验,可得导体两端电压一定时,导体电阻跟通过导体的电流成反比
D.“探究电流与电阻的关系”实验,每次更换电阻后,都要保持电阻两端电压不变
【答案】D
【详解】A.探究电流与电压的关系多次实验的目的是寻找普遍规律,而非减小实验误差,减小误差一般是多次测量求平均值,故A错误;
B.探究电流与电压的关系实验中,滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端的电压,从而得到多组电压、电流数据,寻找规律,若保持电压不变,无法完成实验,故B错误;
C.导体的电阻是导体本身的一种性质,与通过的电流无关,正确结论是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,故C错误;
D.根据控制变量法,在研究电流与电阻关系时,必须保持电阻两端电压不变,改变电阻,观察电流的变化,故D正确。
故选D。
▌题型03 探究电流与电压的关系(实验题)
1. 实验原理思想:控制变量法,保持定值电阻阻值不变,移动滑动变阻器改变定值电阻两端电压,记录多组电压、电流数据。
2. 滑动变阻器作用:①保护电路;②改变定值电阻两端的电压,获取多组实验数据。
3. 连接电路注意事项:
1 连接电路时,开关必须断开。
2 闭合开关前,滑动变阻器滑片调到最大阻值处,防止电流过大损坏元件。
3 电流表串联、电压表并联;电流从正接线柱流入,负接线柱流出。
4. 实验结论书写:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
5. IU 图像分析:
1 正常图像:过原点倾斜直线。
2 图像不过原点,起点在电压轴:电流表未调零。
3 图像起点在电流轴:电压表未调零。
6. 多次实验目的:寻找普遍实验规律,避免实验偶然性,不是减小误差。
7. 常见电路故障:
1 电流表无示数,电压表接近电源电压:定值电阻断路。
2 电流表有示数,电压表无示数:定值电阻短路。
3 移动滑片,电表示数几乎不变且示数很小:滑动变阻器接下面两个接线柱。
4 移动滑片,电表示数很大且几乎不变:滑动变阻器接上面两个接线柱。
8. 数据处理:不能取电压、电流平均值;本实验求平均值无意义。
10.(25-26九上·湖北襄阳·期末)在“探究通过导体的电流与导体两端电压的关系”实验中,小明设计了如图甲所示的电路。电源电压为3V且保持不变,R为定值电阻。
(1)在开关S闭合前,一定要把滑动变阻器的滑片P移到最______(选填“左”或“右”)端,然后观察电压表的示数,再把滑片P移到适当的位置;在实验的过程中,如果把滑动变阻器的滑片P向______(选填“左”或“右”)移动,则可以使电压表的示数变小。
(2)小明改变定值电阻R两端的电压,进行了多次实验,得出了实验数据如表中所示。请你根据表中数据,在图乙中用描点法画出导体中的电流I与两端电压U的关系图像。
实验次数
1
2
3
4
电压表的示数U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流表的示数I/A
0.10
0.15
0.20
0.25
(3)分析表中的数据可以得出一些结论或信息:①当导体的电阻一定时,______成正比;②实验中所用定值电阻的阻值是______Ω。
【答案】(1) 右 右
(2)
(3) 通过导体的电流与导体两端的电压 10
【详解】(1)为保护电路,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处,即滑片移到最右端。
由图示电路图可知,把滑片P向右移动,增大滑动变阻器接入电路的阻值,由串联电路分压原理,则滑动变阻器分压增大,由串联电路电压规律,定值电阻两端的电压减小,则可使电压表示数变小。
(2)根据表中数据,在图中用描点法画出导体中的电流I与两端电压U的关系图像。
(3)①从表中数据可以看出,随着电压的增加,电流也相应增加,且电压与电流的比值保持不变,这表明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。
②实验中所用定值电阻的阻值
11.(25-26九上·云南昆明五华区·期中)小华和同学们为探究“电流与电压的关系”,进行了以下实验。
(1)图甲是小华正在连接的电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整______(要求:滑片P向A端滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大);同组同学发现连接过程中有一处错误,请你指出来:______。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于______端(选填“A”或“B”)。
(3)闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,则故障可能的原因是______。
(4)小华排除故障后,改变R两端电压进行多次实验,并将数据记录在下表中。若完成第2次实验后,想要得到第3次实验数据,应将滑片P向______端移动;第3次实验时的电流值如图乙所示,为______A。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.20
0.40
0.50
(5)分析表格数据,可得电流与电压的关系是:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成______;本实验所用电阻的阻值为______Ω。
【答案】(1) 开关闭合
(2)A
(3)电阻R断路
(4) B 0.30
(5) 正比 5
【详解】(1)滑片P向A端滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,滑动变阻器应选用右下接线柱B与开关串联在电路中。
连接电路时,开关要断开,图甲中连接电路时,开关闭合,是错误的。
(2)为了保护电路,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处,即滑片置于A端。
(3)闭合开关后,发现电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数且接近电源电压,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是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即其原因可能是电阻R断路。
(4)完成第2次实验后,想要得到第3次实验数据,定值电阻两端的电压变大,根据串联电路电压的规律可知减小变阻器两端的电压,根据串联分压的原理可知减小变阻器连入电路的电阻,应将滑片P向B端移动。
由图甲可知,电流表选用小量程,由图乙可知,电流表的分度值为0.02A,示数为0.30A。
(5)由表中数据可得,电压增大几倍,对应的电流也增大几倍,在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
由表中数据可知定值电阻的阻值为
12.某实验小组在做探究电流与电压关系的实验。
实验思路:
(1)探究电流与电压的关系,关键是保持______不变,测量电阻两端的电压与通过电阻的电流。
实验过程:
(2)如图甲是小组成员连接的电路,闭合开关后,电流表______(选填“有”或“无”)示数。
(3)请你根据实验目的将图甲的电路改正(要求只改动一根导线,并在错误的导线上打“×”)。
(4)正确连接电路后闭合开关,小组同学移动滑动变阻器滑片,并将对应的电表示数记录如下表,某次实验时电流表的示数如图乙为______A,分析可初步得出结论:电阻一定时,______。
实验序号
1
2
3
电压U/V
2.0
2.2
2.4
电流I/A
0.20
0.22
(5)为使结论更具有普遍性,还应该______,重复实验。
【答案】(1)电阻
(2)无
(3)
(4) 0.24 通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(5)换用不同阻值的定值电阻
【详解】(1)探究电流与电压的关系使用控制变量法,需要保持电阻不变,改变电阻两端电压,测量对应的电流,因此填电阻。
(2)由图甲可知,电流表和电压表串联后并联在定值电阻两端,电压表内阻极大,支路电流几乎为零,因此电流表无示数。
(3)本实验的正确电路要求是:电流表串联在电路中,电压表并联在定值电阻两端,改动一根导线满足该要求即可。
(4)电流表接量程,分度值为,指针对应读数为;
分析实验数据可知:电阻不变时,电压与电流的比值为定值,因此结论为:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5)为了避免实验偶然性,使结论更具有普遍性,需要更换不同阻值的定值电阻重复实验。
▌题型04 探究电流与电阻的关系(实验题)
1. 实验思想:控制变量法,控制定值电阻两端电压保持不变,更换不同阻值的定值电阻,记录电流。
2. 滑动变阻器作用 ①保护电路;②控制定值电阻两端电压不变。
3. 操作要点:更换更大阻值定值电阻后,定值电阻分压会变大;需要调节滑动变阻器,增大滑动变阻器接入电阻,使电压表示数回到预设的控制电压,再读取电流。
⚠️更换电阻时,建议断开开关,保护元件;闭合开关前滑片调到滑动变阻器最大阻值处。
4. 实验结论书写:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
5. IR 图像分析:反比例曲线;画图像是过原点的倾斜直线,更方便判断反比例关系。
6. 多次实验目的:寻找普遍规律,避免实验偶然性,不是减小误差。
7. 电路故障:
1 电流表无示数,电压表接近电源电压:定值电阻断路。
2 电流表有示数,电压表无示数:定值电阻短路。
3 移动滑片两表示数几乎不变:滑动变阻器接线错误(都接上面 / 都接下面)。
13.(25-26九上·河南周口·期中)小珠在探究“电流与电阻的关系”实验中,电路如图所示:
(1)连接电路时,开关S应处于____(选填“断开”或“闭合”)状态;滑动变阻器滑片要滑到最____(选填“左”或“右”)端。
(2)连接好电路进行试触时,同学们发现电流表无示数,电压表的指针偏转超过了测量范围,则电路中的故障可能是定值电阻______(选填“短路”或“断路”)。
(3)正确连接电路后,小珠先用5Ω的电阻R完成实验。再用10Ω的电阻替换5Ω的电阻,闭合开关,应将滑片向_____(选填“左”或“右”)端移动,同时眼睛观察电压表,直至其示数与原来相同。
【答案】(1) 断开 左
(2)断路
(3)左
【详解】(1)[1][2]连接电路时,为保护电路元件,防止连接过程中出现短路等异常情况损坏电路元件,开关S应处于断开状态。由图可知,滑动变阻器下面接的是右边的接线柱,那么要使滑动变阻器接入电路的阻值最大,滑片要滑到最左端。
(2)连接好电路进行试触时,电流表无示数,说明电路中没有电流通过,可能是电路出现了断路故障;而电压表指针偏转超过测量范围,说明电压表与电源正负极之间是接通的,那么故障就可能是定值电阻断路,导致电压表串联在电路中,测的是电源电压。
(3)在探究电流与电阻的关系实验中,要控制定值电阻两端的电压不变。当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据串联电路分压原理(串联电路中电阻越大,分得的电压越大),定值电阻两端的电压会变大。为了使定值电阻两端电压保持不变,应增大滑动变阻器接入电路的电阻,从而增大滑动变阻器分得的电压,减小定值电阻两端的电压,所以滑片应向左端移动,同时眼睛观察电压表,直至其示数与原来相同。
14.为了探究通过导体的电流与导体电阻的关系,小新进行了以下实验。
电阻/Ω
5
10
20
30
40
电流/A
0.20
0.10
0.07
0.05
(1)图甲为小新连接的部分电路,请用笔画线代替导线,将电路连接完整;
(2)小新先把一个5Ω的定值电阻接入电路中,将滑片移至阻值最大位置后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,造成这种现象的原因可能是定值电阻R发生________路;
(3)排除故障后,再次闭合开关,观察电压表示数并记录此时电流表示数如图乙所示,此时电流表的示数为________A;
(4)小新把不同阻值的定值电阻依次接入电路中,调节滑动变阻器,保持电压表的示数不变,将实验数据记录在表格中。分析实验数据可得出:在电压一定时,导体的电阻越大,通过导体的电流越________。
【答案】(1)
(2)断
(3)0.40
(4)小
【详解】(1)本实验中,电压表应并联在定值电阻的两端,则用一根导线将电压表的负接线柱与定值电阻的左接线柱相连。
(2)电流表无示数说明电路可能发生断路,电压表有示数且接近电源电压,说明电压表两端可以连通到电源正负极,因此故障可能是定值电阻断路。
(3)电流表选择小量程,分度值为0.02A,示数为0.40A。
(4)分析表格数据可知,电压不变时,随着导体电阻增大,对应的电流逐渐减小,因此可得结论:电压一定时,导体的电阻越大,通过导体的电流越小。
15.(25-26九上·宁夏同心县·期中)物理兴趣小组的同学在探究“电流与电阻关系”的实验时,设计了如图甲所示电路,电源为三节新干电池。
(1)请用笔画线代替导线,将如图甲所示电路连接完整(要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表示数变大,导线不得交叉)。
(2)经检查电路连接正确后,闭合开关S,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,若电路中只有一处故障,可能是定值电阻R_______;排除故障后,闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P移至_______(填“A”或“B”)端。
(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的变化图像,由图像可知电阻R两端的电压为_______V。当电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关S后,应将滑动变阻器的滑片P向_______(填“A”或“B”)端滑动,直至电压表示数与第一次实验时相同。
【答案】(1)
(2) 断路 B
(3) B
【详解】(1)由题意可知,滑片向左滑动时电流表示数变大,则滑片左移时接入电阻减小,应接入A端(左下接线柱)。据此作图。
(2)[1]电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,说明电路断路且电压表能通到电源两极,故障可能是定值电阻R断路。
[2]闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器调至最大阻值处,故滑片移至B端。
(3)[1]探究电流与电阻关系时,保持定值电阻电压不变,根据乙图数据,取,,计算得
[2]当换为后,根据串联分压规律,定值电阻分得电压变大,要保持定值电阻电压不变,需要增大滑动变阻器的分压,即增大滑动变阻器接入电阻,因此滑片向B端移动。
16.(25-26九上·山西晋城·期末)同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电源为两节新干电池串联,电流表、电压表各一只,一个开关,不同阻值的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω,1A”字样,导线若干。
(1)连接电路时开关应 ___________ ,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到 ___________ 处;
(2)在闭合开关前,发现电流表的指针如图乙所示,出现这个现象的原因是 ___________ ;
(3)纠正后再闭合开关,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,其原因是 ___________ ;
(4)实验过程中,将5Ω的电阻接入电路中,闭合开关调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表示数如图丙所示,则电流表示数为 ___________ A;将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片P向 ___________ (选填“左”或“右”)端移动,使电压表示数为 ___________ V。
【答案】(1) 断开 最大阻值
(2)电流表指针未调零
(3)定值电阻断路
(4) 0.3 右 1.5
【详解】(1)[1][2]为了保护电路,连接电路时开关应断开,闭合开关前,滑动变阻器滑片应移到最大阻值处。
(2)在闭合开关前,发现电流表的指针反偏,说明电流表指针未调零。
(3)电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,说明电流无法通过定值电阻,电压表串联测电源电压,原因是定值电阻断路。
(4)[1]由图可知,电流表测量范围为0~0.6A,分度值为0.02A,故示数为0.3A。
[2]更换为 10Ω 电阻后,根据串联分压,定值电阻两端电压会升高,为保持电压不变,需增大滑动变阻器接入阻值,滑片向右端移动。
[3]将5Ω的电阻接入电路中,闭合开关调节滑动变阻器滑片P至适当位置,电流表示数为0.3A,故定值电阻两端电压为
实验时定值电阻两端电压一定,故应使电压表示数为1.5V。
17.(25-26九上·河南漯河召陵区·期中)小明利用图甲所示的电路,探究“电流跟电阻的关系”。实验选用的器材:电源(两节新干电池)、电流表、电压表、开关、滑动变阻器(50Ω 1A)各一个,若干个定值电阻(阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的),若干导线。
(1)在电路中接入阻值为5Ω的定值电阻,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数如图乙所示,为________V,记录此时电流表和电压表的示数;
(2)用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻接入电路中,闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片向________(选填“左”或“右”)移动;滑动变阻器在本实验中的主要作用是________。
(3)小明重复(2)的实验步骤得出多组数据,根据实验所得数据画出图丙所示的图像,小明认为根据该图像不能很直观地看出电流跟电阻的具体关系。对于这个实验的数据分析,你有什么比较好的建议:________。
【答案】(1)2
(2) 左 保持定值电阻两端电压不变
(3)根据实验数据画出图像进行分析
【详解】(1)由图乙可知,电压表选用的是0~3V量程,分度值为0.1V。指针准确指在2刻度线上,故示数为2V。
(2)探究电流与电阻关系时需控制定值电阻两端电压不变,将5Ω电阻换为10Ω后,定值电阻分压变大。根据串联分压原理,需增大滑动变阻器接入电路的阻值以分担更多电压,由图甲知滑片向左移动时阻值变大。
本实验通过更换不同阻值的定值电阻来改变电路中的电阻,为了研究电流随电阻变化的规律,必须保持定值电阻两端的电压恒定。因此滑动变阻器的主要作用是控制定值电阻两端的电压保持不变。
(3)图丙中的I-R图像是曲线,难以直接判断具体的函数关系。若作出电流I与电阻倒数 的图像,能得到一条过原点的直线,则能直观地说明电流与电阻成反比。
▌题型05 探究电流与电压、电阻的关系(实验题)
1. 实验方法:控制变量法 ①探究电流与电压关系:控制电阻不变,改变电压; ②探究电流与电阻关系:控制电压不变,改变电阻。
2. 滑动变阻器双重作用汇总:
1 通用作用:保护电路;闭合开关前滑片调到最大阻值处。
2 探究 I 与 U:改变定值电阻两端电压,获得多组数据。
3 探究 I 与 R:保持定值电阻两端电压不变。
3. 两条实验结论: ①电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比; ②电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
❌ 错误写法:电压与电流成正比;电阻与电流成反比。
4. 多次实验目的:寻找普遍规律,避免偶然性,不是减小误差。
5. 图像考点
1 IU图:过原点倾斜直线→成正比;
2 IR图:反比例曲线; 图:过原点倾斜直线,便于判断反比例。
3 图像不过原点:电表使用前没有调零。
6. 更换电阻操作流程:断开开关→更换大阻值定值电阻→闭合开关→向增大滑动变阻器阻值方向移动滑片,使电压表示数回到预设值,再读电流。
7.
故障现象
故障原因
电流表无示数,电压表接近电源电压
定值电阻断路
电流表有示数,电压表无示数
定值电阻短路
移动滑片,两电表示数几乎不变、示数偏小
滑动变阻器接下方两接线柱
移动滑片,两电表示数几乎不变、示数偏大
滑动变阻器接上方两接线柱
8. 实验缺陷与改进
1 换大电阻,电压无法降到设定值:滑动变阻器最大阻值太小;
改进:换更大最大阻值的滑动变阻器,降低控制电压。
2 只用一个定值电阻做 IU 实验:实验次数太少,结论具有偶然性;
改进:换不同定值电阻重复多次实验。
18.(25-26九上·广西钦州·月考)在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中,实验电路如图所示。
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
1.60
1.90
2.20
2.50
2.80
电流I/A
0.16
0.19
0.22
0.25
0.28
(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。这种科学探究的方法叫做________。
(2)正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到最________(选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关,通过移动________的位置改变定值电阻两端的电压,测量定值电阻两端的电压U和对应的电流I,记录的实验数据如上表所示。分析表格中的数据,发现电压与其对应电流的比值________,从而得出结论:________________________________________。
(4)在探究电流与电阻的关系的过程中,小明将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻后,闭合开关,直接读出电流值,这种做法是否正确?答:________;理由是________________________________。
【答案】(1)控制变量法
(2)左
(3) 滑动变阻器滑片 不变 当电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比
(4) 不正确 没有控制定值电阻两端的电压不变
【详解】(1)探究多个变量对物理量的影响时,每次只控制一个变量改变、其余变量固定不变的实验方法,是控制变量法。
(2)闭合开关前,滑动变阻器需要调至最大阻值处保护电路。由图可知,滑动变阻器接入右下接线柱,滑片在最左端时,接入电路的电阻丝最长,电阻最大,因此应将滑片调到最左端。
(3)在探究电流与电压的关系实验中,滑动变阻器与定值电阻串联,通过移动滑动变阻器滑片的位置来改变电阻两端的电压。
[2][3]根据表格数据可知,发现电压与其对应电流的比值为
即电压与电流的比值不变,从而得出结论:当电阻一定时,电流与电压成正比。
(4)探究电流与电阻的关系时,必须控制定值电阻两端电压不变。更换更大的10Ω电阻后,根据串联分压规律,定值电阻分得的电压会变大,因没有控制定值电阻两端的电压不变,直接读数所得的结果无法用于实验比较,因此该做法错误。
19.(25-26九上·河南郑州中原区·期中)珊珊同学利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω,10Ω,15Ω,20Ω,25Ω;
(1)请根据图甲的电路图用笔画线将图乙实物图连接完整,(要求滑动变阻器向右移动时,电路中的电流变小;电压表选择小量程)。
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这种故障的原因可能是________。
(3)排除故障后,珊珊先将5Ω的电阻连入电路中,移动滑动变阻器的滑片至适当位置,电流表的示数如图丙所示,电流表的读数为________A,滑片先保持不动,断开开关,她把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后再闭合开关,接下来需将滑片往________(选填“左”或者“右”)适当移动,使电压表示数达到________,再读取电流值。
(4)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可以得出结论:________。
(5)实验中若用电阻箱(可在0~9999Ω范围内调节电阻值大小,且能读数的变阻箱)来代替电阻R,请你对该方案的可行性进行评估(如果不可行,请说明原因;如果可行,请说出改进后的优点):________。
【答案】(1)
(2)定值电阻断路
(3) 0.5 右 2.5V
(4)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
(5)该方案是可行的,优点是不需要逐个更换不同阻值的定值电阻
【详解】(1)滑动变阻器需要串联接入电路,且一上一下,如图所示,要求滑动变阻器向右移动时,电路中的电流变小,说明滑动变阻器A接线柱接入电路;电压表选择小量程并联在定值电阻两端。
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,说明电路中可能存在断路,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,电压表所在的电路是通路,则说明电压表所测量的定值电阻断路。
(3)电流表的示数如图丙所示,选择小量程,分度值为0.02A,电流表的读数为0.5A。
探究电流跟电阻的关系,需要控制定值电阻两端的电压一定,5Ω的电阻换成10Ω的电阻,根据串联分压,定值电阻两端的电压变大,电源电压不变,为了保证定值电阻两端的电压不变,滑动变阻器需要分担更多的电压,滑动变阻器接入的阻值需要变大,故滑动变阻器的滑片P需要向右移动。
根据第一组数据可知,定值电阻两端电压为
(4)分析图丁可知,电流与电阻的乘积是一个定值,结论为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。
(5)该方案是可行的,优点有不需要逐个更换不同阻值的定值电阻;还可以直接旋转电阻箱旋钮连续改变电阻值,操作简便;电阻值可直接读出,读数精确,便于多次实验,提高实验效率和准确性。
20.(25-26九上·山东泰安肥城·期中)为探究电流与电压、电阻的关系,某实验小组连接的电路如图甲所示,为定值电阻,电源电压为保持不变。
(1)在连接电路前,开关应处于__________状态。
(2)某同学检查电路时发现有一条导线连接错误。请在图甲中错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(3)改正错误后,将滑动变阻器的滑片移到最__________端。闭合开关,调节滑动变阻器,记录实验数据如下表。第3次实验时,电压表示数如图乙所示,其读数为__________。
(4)根据表中数据在坐标系中描点,从图中看出序号为__________的数据与其他数据的规律不同,是错误数据,剔除错误数据后请在图丙中作出电阻一定时电流随电压变化的图像__________;
序号
1
2
3
4
5
6
电压
0.3
0.6
1.2
1.5
1.8
电流
0.06
0.12
0.18
0.28
0.3
0.36
(5)该实验小组分析数据、图像直接得出结论:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成__________。请指出他们操作中存在的问题:____________________。
(6)同学们继续探究电流与电阻的关系,根据实验数据画出的图像如图丁所示,则他们实验时控制的电压是__________。
【答案】(1)断开
(2)
(3) 左 0.9
(4) 4
(5) 正比 没有更换不同的定值电阻,重复实验
(6)2
【详解】(1)连接电路时开关必须断开,目的是防止电路接通瞬间电流过大,损坏实验器材。
(2)图甲的错误是电流表和定值电阻R并联、电压表串联在了电路中。在电流表连接定值电阻右接线柱的那根导线上画×,将定值电阻R的右接线柱改接到电压表的左接线柱或滑动变阻器的上接线柱上。
(3)闭合开关前,滑动变阻器滑片要移到接入电路阻值最大的位置,即滑动变阻器的最左端,起到保护电路的作用;电压表选用量程,分度值为0.1V,指针指向0.9V刻度处,读数为0.9V。
(4)电阻一定时,电流与电压成正比,即为定值,计算其余正常数据的R均为5Ω,第4组数据有
不符合规律,是错误数据;剔除第4组后,将剩余5组数据在丙图坐标系描点,画一条过原点的倾斜直线,让所有点均匀分布在直线上。
(5)根据数据和图像可得出电阻一定时,电流与电压成正比的规律;但本实验仅使用了同一个定值电阻完成实验,仅靠一组电阻的特殊数据得出的规律存在偶然性,需要换用不同阻值的定值电阻重复实验,才能得到普遍成立的结论。
(6)探究电流与电阻的关系时,需要控制定值电阻两端电压不变,从丁图取任意一组数据计算,比如时,由
即控制的定值电阻两端电压为2V。
21.(25-26九上·云南文山·期中)小鹏在探究“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,将图乙中的电压表和滑动变阻器连接完整(要求导线不交叉,要求滑片向右移动,电流减小);
(2)连接电路时,开关应该处于________状态,闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于________(选填“A”或“B”)端。滑动变阻器的作用除了保护电路外,还起到了________的作用;
(3)小鹏又取了两个定值电阻,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,电源电压为,分别接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,记录数据,得到了如图丙所示的图像。由图像可以得出结论:________________;
(4)上述实验中:①小鹏用的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变。接着把换为的电阻接入电路,闭合开关,应向________(选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数与原来相同。②小鹏又把R换为的电阻接入电路,闭合开关,无论怎样移动滑片,电压表都不能达到所控制的电压值,可能是因为________。
【答案】(1)
(2) 断开 B 改变定值电阻两端电压
(3)电压一定,通过导体的电流与导体电阻成反比
(4) B 滑动变阻器的最大阻值太小
【详解】(1)电压表需要并联在定值电阻两端,故用一根导线一端与电压表的负接线柱相连,另外一端与定值电阻的右端接线柱相连,要求滑片向右移动,电流减小,说明滑动变阻器的A接线柱接入电路,故用一根导线将A接线柱与电源的负极相连。
(2)连接电路时,为了保护电路,开关应该处于断开状态。
闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处,即B端。
探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”,需要控制电阻的大小不变,改变定值电阻两端的电压,而滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端电压。
(3)分析图丙的图像可知,电流与电阻的乘积是一个定值,故结论为电压一定,通过导体的电流与导体电阻成反比。
(4)换为的电阻接入电路,根据串联分压,定值电阻两端的电压变大,而本实验需要控制定值电阻两端的电压不变,故定值电阻两端的电压需要变小,滑动变阻器两端的电压需要变大,滑动变阻器接入的阻值变大,故滑片P需要向B端移动。
滑动变阻器的最大阻值太小,无法分担更多的电压,导致电压表的示数一直偏大,无法调节到固定值。
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5.1电流与电压、电阻的关系
题型01探究电流与电压的关系(选择题)
1.
【答案】A
2.
【答案】C
3
【答案】B
4.
【答案】A
题型02探究电流与电阻的送系(选择题)
5.
【答案】C
6.
【答案】C
7.
【答案】C
8.
【答案】C
9.
【答案】D
题型03探究电流与电压的送系(实验题)
10.
【答案】(1)
右
右
A
0.3
0.2
(2
0.1
01.02.03.0UV
(3)
通过导体的电流与导体两端的电压
10
11.
【答案】(1)
开关闭合
(2A
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(3)电阻R断路
(4)
B
0.30
(5)
正比
5
12.
【答案】(1)电阻
(2)无
(3)
学生电源0
(4)
0.24
通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(5)换用不同阻值的定值电阻
题型04探究电流与电阻的送系(实验题)
13.
【答案】(1)
断开
左
(2)断路
(3)左
14.
【答案】图
(2)断
(3)0.40
(4)小
15.
【答案】(1)
2/4
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(2)
断路
B
(3)
2.5
B
16.【答案】(1)
断开
最大阻值
(2)电流表指针未调零
(3)定值电阻断路
(4)
0.3
右
1.5
17.【答案】(1)2
(2)
左
保持定值电阻两端电压不变
(3)根据实验数据画出I-R图像进行分析
题型05探究电流与电压、电阻的关系(实验题)
18.
【答案】(1)控制变量法
(2)左
(3)
滑动变阻器滑片
不变
当电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比
(4)
不正确
没有控制定值电阻两端的电压不变
19.
【答案】(1)
B
(2)定值电阻断路
(3)
0.5
右
2.5V
(4)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
(5)该方案是可行的,优点是不需要逐个更换不同阻值的定值电阻
20.【答案】(1)断开
3/4
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2)
(3)
左
0.9
A
0.36
0.30
0.24
(4)
0.18
0.12
0.06
兴出出
0
0.5
11.520
(5)
正比
没有更换不同的定值电阻,重复实验
(6)2
21.
【答案】(1)
学生电。
(2)
断开
B
改变定值电阻两端电压
(3)电压一定,通过导体的电流与导体电阻成反比
(4)
B
滑动变阻器的最大阻值太小
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