12.4 欧姆定律之探究电流、电压和电阻关系实验专题 2026-2027学年北师大版九年级全一册物理

第十二章 欧姆定律 12.4 欧姆定律 探究电流、电压和电阻之间关系实验专题 知识精讲 究电流与电压、电阻的关系（中考核心实验） ✅ 实验方法：控制变量法 电流同时受电压、电阻两个因素影响，分两次探究： 控制电阻不变，探究电流与电压的关系 控制电压不变，探究电流与电阻的关系 电路：定值电阻 R 和滑动变阻器串联；电流表串联测电流；电压表并联在定值电阻两端测 R 的电压学科网 一、探究①：电阻一定时，电流与电压的关系 器材 电源、开关、导线、电流表、电压表、定值电阻（不能用灯泡！灯泡电阻随温度变化）、滑动变阻器 滑动变阻器作用 ① 保护电路 ② 改变定值电阻两端电压，多次测量找普遍规律 步骤 连接电路：开关断开；滑动变阻器调到最大阻值处；电表正进负出 闭合开关，移动滑片，读出多组电压 U、电流 I，记录 换另一个定值电阻重复实验，避免偶然性 结论（必背，因果不能颠倒） 电阻一定时，导体中的电流与导体两端电压成正比 ❌ 错误说法：电阻一定，电压与电流成正比（电压是电源提供的，电压是因，电流是果） 图像：I-U 图，过原点的倾斜直线学科网 参考数据（R=10Ω） 二、探究②：电压一定时，电流与电阻的关系 滑动变阻器作用 ① 保护电路 ② 保持定值电阻两端电压不变（核心考点） ✅口诀：换大调大，换小调小 换成更大的定值电阻 → 定值电阻分压变大 → 滑片向阻值变大方向调，把电压拉回原来设定值 步骤 接入 5Ω 电阻，调滑片，使电压表示数为预设值（例如 2V），记录电流 断开开关，换成 10Ω 电阻，闭合开关，调节滑动变阻器，让电压表示数仍然是 2V，记录电流 再换 15Ω 电阻，重复上面操作 结论（必背） 电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比 ❌ 错误：电压一定，电阻与电流成反比（电阻是导体本身属性，不会随电流改变） 图像：I-R 图，反比例曲线 三、通用操作规范（扣分点） 连线时开关断开 闭合开关前，滑动变阻器滑片放在最大阻值处 电流表串联、电压表并联；正负接线柱不能接反 多次实验目的：寻找普遍规律，不是减小误差！（测电阻实验多次测量才是求平均减小误差，极易混淆）学科网 不能用小灯泡代替定值电阻：灯丝电阻随温度升高明显变大，无法控制电阻不变 四、常见故障分析（高频考题） 闭合开关，电压表有示数接近电源电压，电流表几乎无示数 → 定值电阻断路 电流表有示数，电压表无示数 → 定值电阻短路 / 电压表断路 移动滑片，电表示数几乎不变：滑动变阻器接了上面两个接线柱（阻值为 0），或接下面两个接线柱（阻值固定最大） 换大电阻后，无论怎么调滑片，电压都无法回到设定值：滑动变阻器最大阻值太小 基础巩固+能力提升 一、实验探究题：本大题共8小题，共48分。 1.图甲是“探究电流与电压关系”的实验电路，三个小组的同学分别用、、的定值电阻进行探究。 请用笔画线代替缺少的根导线，将图甲中的电路连接完整要求：导线不能交叉，滑片向端移动时，电路中的电流变大。           正确连接电路，闭合开关，移动滑片，发现电流表无示数，电压表有示数，可能的故障是定值电阻          填“断路”或“短路”排除故障后，缓慢移动滑片到某位置时，电压表的示数如图乙所示，为          。 将不同小组的数据汇总后，得到下表，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          比。 在进一步探究“电流与电阻的关系”的实验中： 若保持定值电阻两端的电压为不变，在上表的数据中有          组可用于分析 为得到更多的实验数据，老师给每个小组再提供一个的定值电阻，某小组在实验中，无论怎样移动滑片都不能将两端的电压调为，其原因是滑动变阻器的最大阻值太          填“大”或“小”，该小组所使用的滑动变阻器的规格可能是          填字母。 A.  B.  C.  2.某同学利用下图探究电流与电压的关系。 根据图的电路图，请用笔画线代替导线，将图的实物图补充完整。           闭合开关前，发现电流表指针指向零刻度线左侧，其原因是          ，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于          填“”或“”端。 排除故障后继续进行实验，调节滑动变阻器滑片，改变电表示数，将得到的数据记录在表格中，当电压表示数为时，电流表的示数如图所示，为          ，通过分析实验数据得出的结论是          。  数据序号 电压表示数 电流表示数 某同学将图中的定值电阻更换成电阻箱，来探究电流与电阻的关系，实验步骤如下： 连接电路，将电阻箱阻值调为，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为，记下对应电流表示数为 断开开关，将电阻箱阻值调为，闭合开关，向          填“左”或“右”调节滑动变阻器滑片，使电压表示数仍为          ，记下对应电流表示数为 多次改变电阻箱阻值，重复以上操作 分析实验数据得出结论。 该实验中，滑动变阻器的作用除保护电路以外，还有          的作用。 在探究电流与电阻的关系实验中，当电阻箱阻值为时，发现无论如何调节滑动变阻器滑片，电压表示数都大于，其原因可能是          。 3.“探究电流与电压和电阻的关系”的实验中，准备的电学器材如下：电源、电流表、电压表、滑动变阻器标有“  ”、定值电阻、、、、开关、导线若干． “探究电流与电压的关系”实验． 某同学          开关，按如图甲所示电路图连接实物试触时发现：电流表指针向零刻度线左侧偏转，如图乙所示，则电路连接出现的错误是          ． 纠正错误后开始实验，应将滑动变阻器滑片向          填“左”或“右”滑动，使电阻两端电压由逐渐增大到、，读出所对应的电流值其中第次电流表示数如图丙所示为          A.实验数据如表所示． 实验次序 分析数据，得出结论：电阻一定时，导体中的电流与导体两端电压成          比 善于预习的小辉，分析表中数据可知该同学所用的定值电阻阻值为          ． “探究电流与电阻的关系”实验． 将的定值电阻接入、两点间，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为，读出电流表示数． 接下来用的电阻替换的电阻，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数          填“大于”“小于”或“等于”时，读出电流表示数． 将实验器材中          填“”或“”定值电阻接入、两点间，无论怎样移动滑片都无法完成实验． 4.小明利用如图甲所示电路做“探究电流与电阻的关系”实验，所用实验器材有：电源电压恒为，阻值为、、、、的定值电阻各一只，滑动变阻器，电流表量程选，电压表量程选，开关，导线若干． 小明按图甲所示电路连接部分实物电路如图乙所示，请用笔画线代替导线将图乙电路连接完整．           小明先将的定值电阻接入电路，在此过程中开关应处于          状态；电路连接好后，闭合开关前滑动变阻器的滑片应移到          选填“”或“”端． 闭合开关，发现电流表有示数、电压表无示数，出现该故障的原因可能是          填选项． A.电流表断路    定值电阻短路    滑动变阻器断路 排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数如图丙所示，为          ，记下此时电流表的示数，接着更换的电阻继续实验，在移动滑动变阻器滑片的同时，眼睛注视          的示数． 小明将电阻依次更换为、、继续探究，根据数据描绘出如图丁所示的电流随电阻变化的图像．分析图像可得出结论：在导体          一定时，通过导体的电流与导体的电阻成          ． 5.兴趣小组在“探究电流与电压的关系”的实验中，选择的器材有：两节新干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、定值电阻、开关和若干导线．实验中连接的实验电路如图甲所示．     图甲所示电路中，有一根导线连接错误，请在错误的导线上打“”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确．           正确连接电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，同学们发现该过程中电流表无示数，电压表有示数，经检查两电表正常且连接完好，则可能的故障是          ． 排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，当电压表示数为时，电流表示数如图乙所示，则电流表示数为          ；重复实验，得到实验数据如下表所示．根据数据可得出结论：当          一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成          ． 电压 电流 实验中，滑动变阻器的主要作用是保护电路和          ． 小组交流时为了使结论具有普遍性，提出两个方案． 方案：用现有的实验器材增加实验次数． 方案：换用不同阻值的定值电阻重复上述实验． 科学合理的是方案          选填“”或“”． 另一组同学完成了几组数据，描绘出了如图丙所示的图像．请说明该小组实验操作中可能存在的疏漏：          ． 6.小红在探究电流与电压的关系实验中，学生电源的电压为保持不变，定值电阻的阻值为． 请根据图甲电路用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整．要求滑片移动时实物电路与图甲的电阻变化情况相同           闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最          端，起到          的作用． 小红将滑片移到正确位置后，闭合开关并多次改变滑动变阻器滑片的位置在保证电路安全的前提下，将电流表和电压表的数据记录在下表中，其中第次实验时电压表示数如图丙所示，为           实验次序 电压 电流 分析表格中的数据可知，在电阻一定时，通过导体的电流与其两端的电压成          ． 7.在“探究电压一定时电流与电阻的关系”实验中，提供的器材如下：电压恒为的电源一个，阻值分别为、、、、的定值电阻各一个，滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个，导线若干。 按如图甲所示电路图连接电路后，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最          选填“左”或“右”端；闭合开关后，发现只有电压表的指针明显偏转，若电路故障只出现在或上，则电路的故障可能是          。 排除故障后，将阻值为的定值电阻接入电路中，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，直到电流表示数为时，读出电压表示数。 断开开关，将阻值为的定值电阻换成阻值为的定值电阻，接下来闭合开关，此时电流表示数如图乙所示，为          ，然后将滑动变阻器的滑片向          选填“左”或“右”移动，直到电压表示数与中的电压表示数相同。 分别用其他定值电阻依次替换，重复中的实验，根据所测数据绘制出如图丙所示的图像，并得出结论：          。 要完成本次实验，滑动变阻器的最大阻值至少为          。 8.小明同学在做“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的实验。 小明同学根据图甲连接的实物电路如图乙所示，其中一根导线连接是错误的，请在图乙中将这根线打上“”，并补画出正确的连线          ； 闭合开关，小明发现电流表有示数，电压表无示数，则电路故障可能是          ； 排除故障后，首先探究“通过导体的电流跟导体两端电压的关系”，调节滑动变阻器，测出通过电阻的电流和对应的电压值如表，由此得出的实验结论是：          。 在“探究通过导体的电流与导体电阻的关系”实验过程中： 移动变阻器滑片时，眼睛应注视          填字母； 变阻器滑片电压表示数电流表示数 小明选择了电压恒为的电源，、、、的定值电阻各一个。实验中，滑动变阻器的作用          。当电阻接入电路中时，对应的电流值如图丙所示，应选用          填字母规格的滑动变阻器才能完成组实验数据的测量。 “”“”“” 1.【答案】 断路 正 小   【解析】由于两端的电压要调为，电源电压约为，则滑动变阻器两端的电压约为。当使用的电阻做实验时，根据串联电路分压规律，滑动变阻器接入电路的电阻应约等于，若无论怎样移动滑片都不能使两端电压为，则说明滑动变阻器的最大阻值太小，小于。由表中的数据可知，当定值电阻的阻值为时，其两端电压可控制为，根据串联电路分压规律可知，此时滑动变阻器接入电路的阻值为，故滑动变阻器的最大阻值应大于。该小组选用的滑动变阻器的规格应为“ ”。 2.【答案】 电流表使用前指针没有调零 当导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 右 控制定值电阻两端的电压不变 滑动变阻器的最大阻值太小   【解析】根据串联分压原理可知，将定值电阻由改接成的电阻，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，记录电流表的示数根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压相同，因此本实验中滑动变阻器的作用除保护电路以外，还有控制定值电阻两端的电压不变。 研究电流与电阻的关系时，电阻两端的电压始终保持，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压，当电阻箱阻值为时，发现无论如何调节滑动变阻器的阻值，电压表示数都大于，说明电阻箱分压偏大，则可知滑动变阻器分压偏小，根据串联分压原理可知原因可能是滑动变阻器的最大电阻太小。 3.【答案】断开 电流表正负接线柱接反 左 正 等于   【解析】在连接或拆解电路时，为了保护电路，开关必须要断开开关闭合后，发现电流表指针指在零刻度线左端，原因是电流表正负接线柱接反了． 和串联，电阻两端电压由逐渐增大，的阻值要变小，滑片要向左滑动由图丙知道，电流表选用小量程，分度值为，其示数为A. 探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时，需控制电阻不变，结论是：当导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比． 根据欧姆定律知道，定值电阻的阻值． 探究电流与电阻的关系实验中应控制电阻两端的电压不变，使电压表的示数等于． 图中电源电压为，当、间换成的电阻时，电路的电流为，根据串联电路电压的规律知，滑动变阻器的电压为，滑动变阻器的电阻为，即变阻器的最大阻值至少为，所以当、间换成的电阻时，无论怎样移动滑片都无法完成实验． 4.【答案】 断开 电压表 两端电压 反比   【解析】由图甲可知，向左移动滑动变阻器的滑片，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，因此将滑动变阻器右下接线柱与开关右接线柱相连，具体如答图所示；连接电路过程中开关应处于断开状态；电路连接好后，闭合开关前滑动变阻器的滑片应移到最大阻值处，即端；闭合开关后电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，有可能定值电阻短路或电压表断路，故选B；由图丙可知，电压表连接量程，分度值为，根据指针位置，示数为；更换不同阻值的电阻后，在移动滑动变阻器滑片的同时，眼睛注视电压表的示数，使电压表的示数保持不变；由图丁可知，在导体两端电压一定时，电流与电阻的乘积始终是一个定值，所以可以得出结论：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． 5.【答案】 定值电阻断路   电阻  正比  改变定值电阻两端电压 电压表使用前没有调零   【解析】略 6.【答案】 右 保护电路 正比   【解析】图甲中电压表并联接在定值电阻两端，滑动变阻器“一上一下”接入电路，且滑片右移时接入电路的阻值变大，因此图乙中滑动变阻器应接左下接线柱，具体如答图所示；由图乙可知，滑动变阻器接入的是左下接线柱，故当滑片移到最右端时，其接入电路的阻值最大，故闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至最右端，起到保护电路的作用；由图丙可知，电压表选择的量程为，分度值为，其示数为；分析表格数据可知，电压与电流的比值是一个定值，因此电阻一定时，通过导体的电流与其两端的电压成正比． 7.【答案】右 断路 右 电压一定时，电流与电阻成反比   【解析】闭合开关前，为了保护电路，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大的最右端。 由图甲得，与串联，电压表测量的电压，电流表测量电路电流。闭合开关后，电流表无示数，说明电路发生断路，电压表的指针明显偏转，即有示数，则可能是断路，电压表串联接入电路，测电源电压。 由图乙得，电流表的量程为，电流表的分度值为，示数为。 实验中要控制定值电阻的电压不变，断开开关，将阻值为的定值电阻换成阻值为的定值电阻，由串联分压原理可知，电压表的示数会变大，为了控制定值电阻的电压不变，应增大滑动变阻器两端电压，将滑动变阻器的滑片向右移动，增大滑动变阻器接入电路中电阻，直到电压表示数与中的电压表示数相同。 由图丙所示的图像得：导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻的乘积不变，说明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。 据丙图可知，实验中定值电阻两端电压为  由串联分压原理可得  已知定值电阻两端电压为，电源电压是，定值电阻最大阻值是，将数据代入上式可得  解得  ，即要完成本次实验，滑动变阻器的最大阻值至少为。 8.【答案】 定值电阻短路 电阻一定时，通过的电流与电压成正比 控制定值电阻两端电压不变   【解析】【详解】根据图乙的实物图连接可知，滑动变阻器被短路，电压表串联在电路中，则正确的连接如下图所示： 闭合开关，移动滑片，发现电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，说明与电压表并联的定值电阻短路。 由表格中的数据可知，每组对应的电流与电压的比值是一个定值，可得：电阻一定时，通过的电流与电压成正比。 在探究“通电导体的电流与导体电阻的关系时，需要保持电阻两端的电压不变，所以移动滑片时，眼睛应注视电压表，故AC不符合题意，符合题意。 故选B。 每次实验中更换定值电阻后电压表示数会发生变化，所以实验中更换定值电阻后要调节滑动变阻器，控制定值电阻两端电压不变。 由于电压恒为的电源，当电阻接入电路中时，对应的电流值如图丙所示，根据欧姆定律可知，电流表选择小量程接入电路，分度值为，图丙的示数为，则定值电阻两端的电压为 定值电阻两端的电压为，则变阻器两端的电压保持为 定值电阻的阻值为欧时，据串联电路的分压特点，则有 解得：变阻器需要接入电路的阻值最大大，当定值电阻的阻值为欧时，电路中的最小电流为 滑动变阻器应选“   ”，故C符合题意，不符合题意。 故选C。 第1页，共5页 学科网（北京）股份有限公司 $