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初中物理中考复习 专题25 探究导体电阻与电流、电压关系中考问题（解析版）
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这是一份初中物理中考复习 专题25 探究导体电阻与电流、电压关系中考问题（解析版），共20页。试卷主要包含了实验中提出的问题以及方法和结论，电路连接注意事项，电表异常偏转原因，滑动变阻器的作用，3；右；1等内容，欢迎下载使用。
专题25 探究导体电阻与电流、电压关系问题
知识点1：探究电流与电压的关系
1.实验中提出的问题以及方法和结论
①提出问题：电流与电压有什么定量关系？
②采用的研究方法是：控制变量法。即：保持电阻不变，改变电压研究电流随电压的变化关系；
③得出结论：在电阻一定的情况下，导体中的电流与导体两端的电压成正比（说法固定，不能更改）。
2.电路连接注意事项：开关断开，滑动变阻器滑片移至阻值最大处
3.电表异常偏转原因：
①指针反向偏转，原因是正负接线柱接反；
②正向偏转幅度过小，原因是量程选择过大；
③正向偏转幅度过大超过最大刻度，原因是量程选择过小；
4.滑动变阻器的作用：
①保护电路；
②改变电阻两端电压。
5.调节滑动变阻器不能使电压达到指定示数的原因是：滑动变阻器的最大阻值过小
6.换不同规格的电阻多次测量的目的是：得出普遍规律，避免偶然性。
7.此实验不能用灯泡代替电阻进行探究的原因：灯丝的电阻随温度的升高而增大。
知识点2：探究电流与电阻的关系
V
A
Rx
R′
1.滑动变阻器的作用：
①保护电路；
②使电阻两端电压保持不变。
2.更换大电阻后如何滑动滑动变阻器的阻值：应使滑动变阻器的阻值变大，滑动变阻器分的的电压变大，保证定值电阻上分的的电压不变。
3.电路中滑动变阻器阻最大值Rx的确定方法：UR/R=(U-UR)/RX
4.实验方法：控制变量法：保持电压不变，改变电阻研究电流随电阻的变化关系。
5.结论：在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
知识点3：探究电流与电压、电阻的关系实验程序步骤解读
1.清楚实验目标（题目、提出问题）：探究理解：
（1）为什么要探究电流与电压、电阻的关系?
电压时产生电流的原因，可能电压越大电流也越大；电阻表示导体对电流的阻碍作用，所以电阻越大电流越小。那么它们之间有怎样的定量关系呢？这是我们学习电学必须研究清楚的问题。
（2）探究谁的电流与电压、电阻的关系？
是某一定值电阻的，电流、电压、电阻都是对同一导体在同一时间的对应值而言，即I是定值电阻两端电压是U时的电流。所以我们要测的电流是定值电阻R的电流，电流表要与R串联；要测的电压也是定值电阻的电压，电压表要并联在R两端。
（3）实验思维导向:电路中电压变化可能会导致电流的变化，电阻的变化可能会导致电压、电流同时变化，所以，要研究电流与电压的定量关系就要保证电阻不变，要研究电流与电阻的关系就要保证电阻两端的电压不变；要研究导体的电流与其两端电压的定量关系，我们需要知道导体两端电压数值和导体电流的对应数值怎样变化；要研究电流与电阻的定量关系，我们需要知道在同一电压下导体电阻值变化时导体中对应电流怎样变化。所以我们需要电流、电压表来测量准确的电流、电压数值，不仅如此，我们还需要同一导体的电压产生变化，也需要同一电压是导体电阻值产生变化，所以，我们需要滑动变阻器和不同阻值的电阻。
2.明了实验原理;
（1）探究同一导体中电流与电压的关系：电压是形成电流的原因。
（2）探究同一电压时不同阻值的导体中电流与导体阻值的关系：导体阻值不同对电流阻碍作用不同。
3.合理选择器材：电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、三个不同阻值的定值电阻、若干导线。
4.科学设计实验步骤，准确收集数据：
（1）设计电路，并按照电路图连接实物
（2）分步研究：保持电阻不变，测量电阻两端电压U和电流I，记下数值；改变电阻两端电压，重复三次以上，记下多组数据；保持电压不变，测量电流并记下阻值R和对应的电流值；改变接入电阻的大小，重复三次以上，记下多组数据。
5.计算对比数据，分析找出规律,制作图表
（1）探究同一导体中电流与电压的关系:I=KU
（2）探究同一电压时不同阻值的导体中电流与导体阻值的关系：I=K/R
6.得出结论。在电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。I=U/R
四．实验操作要点
1.实验前：（1）开关断开；（2）变阻器滑片滑到最大阻值处；（3）仪表是否正确使用，电路是否连接正确；（4）电流表量程选择：根据定值电阻阻值与电源电压；（5）电压表量程选择：根据电源电压和定值电阻阻值与变阻器最大阻值的比例关系；（6）滑动变阻器最大阻值选择（定值电阻最大电阻值选择）：定值电阻最大阻值要小于变阻器最大阻值，一般变阻器最大阻值是定值电阻最大阻值2倍。（7）电源选择：大于3伏，总电流不超过0.6安
2.实验中：（1）为了减小误差，在不超过量程的前提下，应尽可能使电表指针偏转的角度大一些。（2）滑动变阻器的作用：保护电路；通过改变接入电路电阻值，改变定值电阻两端的电压；通过改变接入电路电阻值，保持不同阻值定值电阻两端的电压不变。（3）每次跟换电阻时要先断开开关。
3.在理解电流与电压、电阻关系时应注意的四个问题：
（1）导体中的电流和导体两端的电压都是针对同一个导体而言，不能拿一根导体的电流与另一个导体的电压进行分析。
（2）电压是产生电流的原因，不能说电压和电流成正比。
（3）电阻是导体的性质，不能说导体电阻与电压成正比，与电流成反比。
（4）在叙述电流与电压、电阻的关系时，一定要注意两个前提：“电阻一定”、“电压一定”。
【例题】（2020甘肃天水）在“探究电流与电阻的关系”实验中：
（1）如图甲所示，请你用笔画线代替导线，将图中电路连接完整（请勿更改原有导线，导线不得交叉），
要求：当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中的电流变大。连接电路时，开关必须 。
（2）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，其原因是 。
（3）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乙所示，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）见解答；断开；（2）电阻R断路；（3）0.3；右；1.5。
【分析】（1）根据滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中的电流变大确定变阻器左下接线柱连入电路中；连接电路时，开关必须断开；
（2）若电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，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路断路了；
（3）根据电流选用的量程确定分度值读数，由定律定律求出电压表示数；
根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向。
【解答】（1）当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中的电流变大，即电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下所示：
连接电路时，开关必须断开；
（2）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，其原因是电阻R断路。
（3）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乙所示，则电流表示数为0.3A；
由定律定律，电压表示数：U＝IR＝0.3A×5Ω＝1.5V；
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，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1.5V。
【点评】本题探究电流与电阻的关系，考查电路连接、注意事项、故障分析、电流表读数和操作过程及控制变量法的运用。
【对点练习】在“探究电流与电阻的关系”实验中：
（1）如图甲所示，请你用笔画线代替导线，将图中电路连接完整（请勿更改原有导线，导线不得交叉），要求：当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中的电流变大。连接电路时，开关必须 。
（2）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，其原因是 。
（3）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乙所示，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）如上；断开；（2）电阻R断路；（3）0.3；右；1.5。
【解析】（1）当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中的电流变大，即电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下所示：
连接电路时，开关必须断开；
（2）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，其原因是电阻R断路。
（3）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乙所示，则电流表示数为0.3A；
由定律定律，电压表示数：U＝IR＝0.3A×5Ω＝1.5V；
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，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1.5V。
1.（2020黑龙江龙东农垦森工）探究电流与电压的关系实验中，小伟设计了如图所示的电路。
（1）请你帮助他们用笔画线代替导线将图乙实物图连接完整；
（2）小伟首先把5Ω的电阻接入电路，闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片缓缓向 （左或右）端移动，直到电压表示数恰为1V，电流表示数如图所示。此时电流的大小为 A；
（3）小伟不断调节滑动变阻器的滑片，多次改变电阻两端的电压并记录对应的电流值如表，由此可以归纳出结论是 。
次数
1
2
3
R＝5Ω
U/V
1
2
3
I/A
0.4
0.6
（4）小伟接着测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，把5Ω的电阻换成了额定电压为2.5V的小灯泡，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为 V，读出电流表的示数，根据公式 求出额定功率。但是在实际实验时闭合开关后，发现电压表指针向左偏转，这可能是 。
【答案】（1）如解析所示；（2）右；0.2；（3）电阻不变时，电流与电压成正比；（4）2.5；P＝UI；电压表正负接线柱接反了。
【解析】（1）电源电压为3V，故电压表选用小量程与电阻并联，如下所示：
（2）为保护电路，闭合开关前，变阻器连入电路的电阻最大，小伟首先把5Ω的电阻接入电路，闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片缓缓向右端移动，直到电压表示数恰为1V，电流表示数如图所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，此时电流的大小为0.2A；
（3）根据表中数据，电压增大为原来的几倍，电流也增大为原来的几倍，即电阻不变时，电流与电压成正比；
（4）灯在额定电压下正常发光，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2.5V，读出电流表的示数，根据公式P＝UI求出额定功率。但是在实际实验时闭合开关后，发现电压表指针向左偏转，这可能是电压表正负接线柱接反了。
2.（2020湖北武汉）在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，小强和小红设计的电路如图甲所示，电源电压3V保持不变。
(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应该置于_________（填“a”或“b”）端。
(2)小强同学按图甲正确连接电路，闭合开关S，调节滑片P，得到的实验数据如下表:
实验序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
电流I/A
0.15
0.32
0.30
0.38
0.45
分析数据可知，应将实验序号_________的一组数据剔除，进而得出结论：电阻一定时，______________，
为了能够顺利完成上述实验，所用滑动变阻器的最大阻值不小于__________Ω。
(3)小红同学连接的电路如图乙所示小强同学发现接错了一根导线，请在这根导线上打“x”，并补画出正确的那根导线。（ ）
【答案】 (1) a (2) 2 电流跟电压成正比 16 (3)
【解析】(1)为了保护电路，闭合开关之前应将滑动变阻器调到阻值最大的地方，即滑片P应该置于a端。
(2)分析数据得知，第2组数据电压与电流比值，明显不同其他组的比值，故第2组数据错误，应剔掉，实验结论电阻一定时，电流跟电压成正比。
由第一组数据分析得知，定值电阻电压为0.6V，则滑动变阻器至少要分得2.4V电压，即滑动变阻器分得的电压是定值电阻的4倍，因此滑动变阻器的阻值为定值电阻阻值的4倍，根据公式可算出定值电阻的阻值为
因此滑动变阻器最大阻值为16Ω。
(3)如图乙所示的电路连接，此时滑动变阻器没有接入电路，正确画法，如图所示。
3.（2020贵州黔东南）某学习小组在“探究通电导体中的电流与电阻的关系”实验中，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向左移动时，电路中电流变大；导线不得交叉）
(2)连接好电路，闭合开关，发现电压表示数等于电源电压，电流表有示数，移动滑片，电表示数不变，则故障为滑动变阻_________；
(3)探究通电导体中的电流与电阻的关系实验要在电压一定时进行，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R两端的电压为________V；当R的电阻由5Ω更换为10Ω时，闭合开关后，为使R两端的电压________ （选填“改变”或“不变”），滑动变阻器的滑片应向____（选填“左”或“右”）端滑动；若实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω，为了保证完成实验，则滑动变阻器的阻值至少是________Ω。
【答案】 (1) (2) 被短路 (3)3 不变 右 12.5
【解析】(1)滑动变阻器的滑片P向左移动，电路中电流变大，即电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联.
(2)连接好电路，闭合开关，电流表有示数，即电路中有电流通过，则故障类型为短路，电压表示数等于电源电压，只能滑动变阻被短路。
(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变化的图象，由图象可知R两端的电压为
U=IR=0.6A×5Ω=3V
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即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，所以滑片应右端移动，使电压表的示数仍为3V。
电压表控制的电压为3V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压
U滑=4.5V-3V=1.5V
变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为R滑=0.5×25Ω=12.5Ω
故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少为12.5Ω的滑动变阻器。
4.（2020贵州黔西南）小明用如下图所示的实验电路探究“电流与电阻的关系”。
(1)在方框内画出此实验电路图。________
(2)连接电路时，开关应处于_______状态，连接好电路后，闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于_______端。
(3)闭合开关，移动滑动变阳器的滑片P发现：电压表始终无示数，电流表有示数。其原因可能是_______（填序号）．
A．滑动变阻器断路 B．电阻R短路 C．电阻R断路
(4)排除故障后，用5Ω的电阻替换R接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数为1.5V时，电流表指针位置如图乙所示，将电流表示数填入下表中。________
(5)将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P到合适位置时，记录电流数据。此操作中调节滑动变阻器的目的是_________________。
(6)再将电阻换成15Ω，重复上述操作
(7)进行多次实验，其目的是为了得到_________________。
(8)分析表格中的数据可得出结论：_________一定时，_____________。
【答案】 (1) (2) 断开 右 (3)B (4) 0.3 (5) 使电阻R两端的电压保持不变 (7) 普遍规律 (8)电压 通过导体的电流与导体的电阻成反比
【解析】(1)按照实物图，先将开关，电流表、滑动变阻器，电阻串联接入电路，再将电压表并联接入电路，作电路图如图所示：
(2)接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器移到阻值最大处，即置于右端，以保护电路。
(3)闭合开关，移动滑动变阳器的滑片P，电流表有示数，说明不可能是电路断路，电压表始终无示数，说明与电压表并联的电路短路，即电阻R短路。
故选B。
(4)由图乙可知，电流表此时的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，此时电流的示数为0.3A。
(5)探究电流与电阻关系实验中，要控制电压不变，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，滑动变阻器两端的电压会变大，要节滑动变阻器的滑片P到合适位置，控制电阻R两端的电压保持不变。
(7)进行多次实验，其目的是为了得到普遍规律。
(8)分析表格中的数据，电流与电阻的乘积是定值，可得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
5．（2020齐齐哈尔）在“探究电流与电阻的关系”实验中，老师提供了两节新干电池、电流表、电压表、开关、两个滑动变阻器（规格为“10Ω 1A”和“20Ω 0.5A”），阻值为10Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个，一个标记模糊、阻值未知的定值电阻，以及导线若干。
（1）请根据图甲，用笔画线代替导线将实物图（图乙）连接完整。（要求导线不交叉；当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大）
（2）将滑动变阻器阻值调到最大，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，其原因可能是定值电阻 （选填“断路”或“短路”）。
（3）排除故障后，更换不同电阻进行实验，测得数据填入下面表格，第一次实验时，电流表的示数如图丙所示，为 A．当取下10Ω的定值电阻，换接上20Ω的定值电阻时，为控制定值电阻两端电压为
V不变，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）移动。
实验序号
1
2
3
电阻R/Ω
10
20
25
电流I/A
0.10
0.08
（4）由表中数据可知，导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 （选填“正比”或“反比”）。
（5）根据表格数据判断，实验中选用的滑动变阻器可能是 （选填“A”或“B”），
A．“10Ω 1A” B．“20Ω 0.5A”
（6）小亭同学在完成实验后，想知道标记模糊的定值电阻的阻值Rx（老师告知其阻值大于25Ω）。此时电压表被另一组的同学借走，小亭经过思考，为减小测量误差，需要增大电源电压，于是找来一个能够使用的旧蓄电池组（其电压小于10V），巧妙的应用电流表和实验中选用的变阻器，以及其它现有的实验器材，设计了如图丁所示的电路，并计算出了该电阻的阻值。具体操作如下：
①按电路图连接电路，电流表选择合适的量程，将滑动变阻器滑片P调至A端，闭合开关S，读出电流
表的示数为0.18A。
②将滑动变阻器滑片P调至B端，读出电流表的示数为0.30A。
③则Rx＝ Ω。
【答案】（1）如上所示；（2）断路；（3）0.2；2；右；（4）反比；（5）B；（6）30。
【解析】（1）当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下所示：
（2）将滑动变阻器阻值调到最大，闭合开关后电流表无示数，电路可能断路，发现电压表有示数且接近电源电压，电压表与电源连通，故其原因可能是定值电阻断路；
（3）排除故障后，更换不同电阻进行实验，测得数据填入下面表格，第一次实验时，电流表的示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，由欧姆定律，电阻的电压为：
U＝IR＝0.2A×10Ω＝2V；
根据串联分压原理可知，将定值电阻由10Ω改接成20Ω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2V；
（4）由表中数据可知，电阻增大为原来的几倍，通过的电流为原来的几分之一，即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；
（5）根据表格最后一组数据，由欧姆定律和串联电路的规律，变阻器连入电路的电阻：
R滑＝﹣R3＝﹣25Ω＝12.5Ω，实验中选用的滑动变阻器可能是B；
（6）具体操作：
①按电路图连接电路，电流表选择合适的量程，将滑动变阻器滑片P调至A端，闭合开关S，读出电流表的示数为0.18A。
②将滑动变阻器滑片P调至B端，读出电流表的示数为0.30A。
③变阻器的最大电阻为20Ω，在①中，待测电阻与变阻器的最大电阻串联，由串联电阻的规律，
R串＝20Ω+Rx，
在②中为待测电阻的简单电路，根据欧姆定律，电源电压不变时，电流与电阻成反比，故有：
＝，
解得：Rx＝30Ω。
6.（2020四川南充）用如下图甲所示的电路“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)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到最___________(选填“左“或“右”)端；
(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___________(填选项)；
A.定值电阻R短路
B.定值电阻R断路
C.滑动变阻器短路
(3)不改变滑动变阻器滑片的位置，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，闭合开关后，为保证电压表示数与更换前相同，滑片P应向___________(选填“左”或“右”)端滑动；
(4)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与电阻倒数变化的图像乙，由图乙可知：电压一定时电流与电阻成___________比；
(5)为完成整个实验，应该选择___________(填选项)种规格的滑动变阻器。
A.50Ω、1.0A B.100Ω、1.2A C.200Ω、0.6A
【答案】(1)左 (2)B (3) 左 (4)反 (5) B
【解析】(1)由电路图知道，在连接电路时，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑至阻值最大处的左端。
(2)闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片P时，发现电流表示数始终为零，说明电路可能断路，而电压表有示数，说明与电压表并联部分断路，即此时电路可能的故障是定值电阻R断路。
故选B。
(3)由串联分压原理知道，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；由于探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变，所以，此时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，所以滑片应向左端移动。
(4)由于电流I与电阻倒数变化的图像乙，说明电压一定时电流与电阻的倒数成正比，即说明导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(5)由图像知道，电阻两端的电压始终保持U=IR =2V，由串联电路电压的规律知道，变阻器分得的电压
U滑 =6V-2V=4V
即变阻器分得的电压为电压表示数的2倍，由分压原理知道，当接入40Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为R滑 =2×40Ω=80Ω
故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少80Ω的滑动变阻器。故选B。
7.（2019内蒙古通辽）小明在“探究电流与电阻关系”的实验中，准备了如下实验器材：干电池，标有“15Ω 1A”字样的滑动变阻器，阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻。
（1）小明连接了下面的电路，其中有一条导线连接有误，请将连接错误的导线打“×”并画出正确连线。
（2）排除故障后，小明将5Ω定值电阻连入电路，将滑动变阻器的滑片移动到 （选填a”或“b”）端，再闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为某一定值，此时电流表的示数如图乙，示数为 A。
（3）接下来断开开关，取下5Ω的定值电阻，分别把它换成10Ω、20Ω的定值电阻，闭合开关，调节滑动变阻器，控制 （选填“电流表”或“电压表”）示数不变，分别读取相应的电流表示数，记录在表中：
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.2
0.1
（4）由数据可知：当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 。
（5）小明想用一块电流表和一个定值电阻R0测未知电阻Rx的阻值，于是他和同组同学设计了如图丙所示的电路图，并进行如下实验操作：
①闭合S、S1，此时电流表的示数为I；
②闭合S、断开S1，此时电流表的示数为I1；
③求未知电阻Rx的表达式为：Rx＝ 。（用R0、I、I1表示）
【答案】（1）如解析图所示；（2）b；0.4；（3）电压表；
（4）反比；（5）③。
【解析】（1）电压表与定值电阻并联且正进负出，如图所示：
（2）为保护电路，变阻器连入电路中电阻最大即b端，小明同学首先将5Ω定值电阻接入电路，将滑片P滑到b端，再闭合开关，调节滑片P，使电压表示数到达某一数值，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数0.4A；
（3）研究电流与电阻的关系时，要控制电压表示数不变，由欧姆定律的变形公式，电压表示数U＝IR＝0.4A×5Ω＝2V，小明同学应该断开开关，并且将滑动变阻器阻值调到最大，然后将5Ω的电阻替换为10Ω．闭合开关，调节滑片P，使电压表示数为2V，将电流表示数记录在表格中。
（4）由表格中数据发现：电阻为原来的几倍，通过的电流为原来的几分之一，故在电压一定时，电流与电阻成反比。
（5）②闭合S、断开S1，此时为只有Rx工作的电路，电流表测量Rx的电流，示数为I1，可测出电源电压U＝I1Rx，
①闭合S、S1，此时两电阻并联，电流表测量干路电流，示数为I，
根据并联电路电流的规律知，R1的电流：I1＝I﹣I1，则电源电压为U＝（I﹣I1）R1
根据电源电压相等知：U＝U＝I1Rx＝（I﹣I1）R1
未知电阻Rx的表达式为：Rx＝。
8.小周同学在做探究“电流与电阻的关系”实验时，他设计连接了如图所示的实物连接图。
（1）请你依题中的实物连接图画出相应的电路图。
（2）实验中，小周同学先将5Ω的电阻R接入电路，电路连接完全正确，将滑动变阻器阻值调至最大处，闭合开关S就直接读出了电流表的示数，并把数据记录在表格中。然后再分别用10Ω和20Ω的电阻替换5Ω电阻，重复上述操作。他在实验操作过程中的错误是没有保持电阻R的_______不变。
（3）小周同学发现错误后重新进行实验，得到的数据如下表所示。根据表中的实验数据得出的结论是：_______。
（4）小周同学发现有一个小灯泡，于是用这个小灯泡替换20Ω的电阻后，继续进行实验。电表测得示数如图所示，可知小灯泡的阻值是_______ Ω。
【答案】（1）如图所示
（2）电压（3）电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比（4）8
【解析】（1）根据实物图，滑动变阻器、电流表、定值电阻R、开关和电源串联组成闭合回
路，电压表与定值电阻R并联，画出其电路原理图如上图所示。
（2）流过导体的电流与导体两端的电压和导体的电阻两个因素有关，要利用控制变量法探究电流与电阻的关系，就必须保持电阻两端的电压不变。
（3）在保持电压一定时，得到题中记录的表格，根据表格数据发现，每次实验的电流值与电阻值的乘积一定，即IR=2.4V（不变），可得出结论，电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
（4）根据电表读数可得，灯泡两端电压U=2.4V，流过灯泡的电流I=0.3A，所以小灯泡的阻值R=U/I=2.4V/0.3A=8Ω。
9.小彬用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”．电源电压恒为3V，滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样，阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个．
（1）请你用笔画线代替导线，把图甲所示的实验电路补充完整．
（2）小彬5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表有示数而电压表无示数，则电路中的故障可能是______（写出一种）；排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数如图乙所示，此时电路中的电流为______A．
（3）将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片保持______表的示数不变．
（4）将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻，重复步骤（3）．
（5） 实验记录的多组数据如下表所示．分析数据可得出结论：当电压一定时，通过导体中的电流与电阻成______比．
【答案】（1）如图所示
（2） 定值电阻R1短路；0.36；（3）电压；A；（5）反．
【解析】（1）电压表与电阻并联，由于电源电压为3V，所以应选择0～3V的量程；滑动变阻器已接了下面一个接线柱，可再接上面任意一个接线柱，如图所示。（2）电流表有示数，电压表无示数，说明与电压表并联部分发生短路，或定值电阻R1短路；由乙图知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.36A；（3）将5Ω电阻换成10Ω后，电压表的示数会变大，所以应该增大滑动变阻器的阻值，即应将滑动变阻器的滑片P向A移动，使电压表仍为原来的示数不变；（5）电流和电阻的关系为：当电压一定时，通过导体中的电流与电阻成反比．
10.为了探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系，小明设计了图甲所示的电路．电源电压恒为6V，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器．
（1）闭合开关后，移动滑片P，发现两电表示数始终如图乙所示，出现这种情况的原因是将滑动变阻器的_______（填字母）两个接线柱接入了电路．
（2）改正错误后，小明继续实验，将有关实验数据标记在图丙所示的反映通过定值电阻R1的电流与其两端电压的关系图像上．分析图丙可知，滑动变阻器的最大电阻是_______Ω．
（3）分析图丙数据可以得出的结论是 ；本实验应用到的主要物理方法称为_________。
（4）定值电阻R1的阻值大小为_________Ω。
【答案】（1）CD（2）25（3）电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；控制变量法。（4）5。
【解析】（1）一定滑动变阻器的滑片，电流表示数不变，电压表示数为电源电压，说明滑动变阻器接入电路的电阻为0.这时可以判断滑动变阻器的接线柱CD接入了电路。
（2）通过定值电阻R1的电流与其两端电压的关系图像可知，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中最小电流为0.2A, 定值电阻R1是的两端电压为1V。定值电阻与滑动变阻器串联，所以滑动变阻器两端电压为U2=U-U1=6V-1V=5V
流经滑动变阻器最小电流为I2=0.2A
滑动变阻器接入电路最大电阻为R2= U2/I2=5V/0.2A=25Ω
（3）电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；探究三个物理量之间的某两个量的关系时，需要控制一个物理量保持不变，研究另外两个量的关系，这个科学方法称为控制变量法。
（4）本题求解定值电阻的思路多，在图像上找其电压与其对应的电流，然后应用欧姆定律公式可容易求解。比如U1=5V 时，对应的电流为I1=1.0A
R1=U1/I1=5V/1.0A=5Ω
专题25 探究导体电阻与电流、电压关系问题
知识点1：探究电流与电压的关系
1.实验中提出的问题以及方法和结论
①提出问题：电流与电压有什么定量关系？
②采用的研究方法是：控制变量法。即：保持电阻不变，改变电压研究电流随电压的变化关系；
③得出结论：在电阻一定的情况下，导体中的电流与导体两端的电压成正比（说法固定，不能更改）。
2.电路连接注意事项：开关断开，滑动变阻器滑片移至阻值最大处
3.电表异常偏转原因：
①指针反向偏转，原因是正负接线柱接反；
②正向偏转幅度过小，原因是量程选择过大；
③正向偏转幅度过大超过最大刻度，原因是量程选择过小；
4.滑动变阻器的作用：
①保护电路；
②改变电阻两端电压。
5.调节滑动变阻器不能使电压达到指定示数的原因是：滑动变阻器的最大阻值过小
6.换不同规格的电阻多次测量的目的是：得出普遍规律，避免偶然性。
7.此实验不能用灯泡代替电阻进行探究的原因：灯丝的电阻随温度的升高而增大。
知识点2：探究电流与电阻的关系
V
A
Rx
R′
1.滑动变阻器的作用：
①保护电路；
②使电阻两端电压保持不变。
2.更换大电阻后如何滑动滑动变阻器的阻值：应使滑动变阻器的阻值变大，滑动变阻器分的的电压变大，保证定值电阻上分的的电压不变。
3.电路中滑动变阻器阻最大值Rx的确定方法：UR/R=(U-UR)/RX
4.实验方法：控制变量法：保持电压不变，改变电阻研究电流随电阻的变化关系。
5.结论：在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
知识点3：探究电流与电压、电阻的关系实验程序步骤解读
1.清楚实验目标（题目、提出问题）：探究理解：
（1）为什么要探究电流与电压、电阻的关系?
电压时产生电流的原因，可能电压越大电流也越大；电阻表示导体对电流的阻碍作用，所以电阻越大电流越小。那么它们之间有怎样的定量关系呢？这是我们学习电学必须研究清楚的问题。
（2）探究谁的电流与电压、电阻的关系？
是某一定值电阻的，电流、电压、电阻都是对同一导体在同一时间的对应值而言，即I是定值电阻两端电压是U时的电流。所以我们要测的电流是定值电阻R的电流，电流表要与R串联；要测的电压也是定值电阻的电压，电压表要并联在R两端。
（3）实验思维导向:电路中电压变化可能会导致电流的变化，电阻的变化可能会导致电压、电流同时变化，所以，要研究电流与电压的定量关系就要保证电阻不变，要研究电流与电阻的关系就要保证电阻两端的电压不变；要研究导体的电流与其两端电压的定量关系，我们需要知道导体两端电压数值和导体电流的对应数值怎样变化；要研究电流与电阻的定量关系，我们需要知道在同一电压下导体电阻值变化时导体中对应电流怎样变化。所以我们需要电流、电压表来测量准确的电流、电压数值，不仅如此，我们还需要同一导体的电压产生变化，也需要同一电压是导体电阻值产生变化，所以，我们需要滑动变阻器和不同阻值的电阻。
2.明了实验原理;
（1）探究同一导体中电流与电压的关系：电压是形成电流的原因。
（2）探究同一电压时不同阻值的导体中电流与导体阻值的关系：导体阻值不同对电流阻碍作用不同。
3.合理选择器材：电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、三个不同阻值的定值电阻、若干导线。
4.科学设计实验步骤，准确收集数据：
（1）设计电路，并按照电路图连接实物
（2）分步研究：保持电阻不变，测量电阻两端电压U和电流I，记下数值；改变电阻两端电压，重复三次以上，记下多组数据；保持电压不变，测量电流并记下阻值R和对应的电流值；改变接入电阻的大小，重复三次以上，记下多组数据。
5.计算对比数据，分析找出规律,制作图表
（1）探究同一导体中电流与电压的关系:I=KU
（2）探究同一电压时不同阻值的导体中电流与导体阻值的关系：I=K/R
6.得出结论。在电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。I=U/R
四．实验操作要点
1.实验前：（1）开关断开；（2）变阻器滑片滑到最大阻值处；（3）仪表是否正确使用，电路是否连接正确；（4）电流表量程选择：根据定值电阻阻值与电源电压；（5）电压表量程选择：根据电源电压和定值电阻阻值与变阻器最大阻值的比例关系；（6）滑动变阻器最大阻值选择（定值电阻最大电阻值选择）：定值电阻最大阻值要小于变阻器最大阻值，一般变阻器最大阻值是定值电阻最大阻值2倍。（7）电源选择：大于3伏，总电流不超过0.6安
2.实验中：（1）为了减小误差，在不超过量程的前提下，应尽可能使电表指针偏转的角度大一些。（2）滑动变阻器的作用：保护电路；通过改变接入电路电阻值，改变定值电阻两端的电压；通过改变接入电路电阻值，保持不同阻值定值电阻两端的电压不变。（3）每次跟换电阻时要先断开开关。
3.在理解电流与电压、电阻关系时应注意的四个问题：
（1）导体中的电流和导体两端的电压都是针对同一个导体而言，不能拿一根导体的电流与另一个导体的电压进行分析。
（2）电压是产生电流的原因，不能说电压和电流成正比。
（3）电阻是导体的性质，不能说导体电阻与电压成正比，与电流成反比。
（4）在叙述电流与电压、电阻的关系时，一定要注意两个前提：“电阻一定”、“电压一定”。
【例题】（2020甘肃天水）在“探究电流与电阻的关系”实验中：
（1）如图甲所示，请你用笔画线代替导线，将图中电路连接完整（请勿更改原有导线，导线不得交叉），
要求：当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中的电流变大。连接电路时，开关必须 。
（2）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，其原因是 。
（3）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乙所示，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）见解答；断开；（2）电阻R断路；（3）0.3；右；1.5。
【分析】（1）根据滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中的电流变大确定变阻器左下接线柱连入电路中；连接电路时，开关必须断开；
（2）若电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，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路断路了；
（3）根据电流选用的量程确定分度值读数，由定律定律求出电压表示数；
根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向。
【解答】（1）当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中的电流变大，即电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下所示：
连接电路时，开关必须断开；
（2）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，其原因是电阻R断路。
（3）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乙所示，则电流表示数为0.3A；
由定律定律，电压表示数：U＝IR＝0.3A×5Ω＝1.5V；
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，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1.5V。
【点评】本题探究电流与电阻的关系，考查电路连接、注意事项、故障分析、电流表读数和操作过程及控制变量法的运用。
【对点练习】在“探究电流与电阻的关系”实验中：
（1）如图甲所示，请你用笔画线代替导线，将图中电路连接完整（请勿更改原有导线，导线不得交叉），要求：当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中的电流变大。连接电路时，开关必须 。
（2）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，其原因是 。
（3）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乙所示，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）如上；断开；（2）电阻R断路；（3）0.3；右；1.5。
【解析】（1）当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中的电流变大，即电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下所示：
连接电路时，开关必须断开；
（2）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，其原因是电阻R断路。
（3）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乙所示，则电流表示数为0.3A；
由定律定律，电压表示数：U＝IR＝0.3A×5Ω＝1.5V；
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，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1.5V。
1.（2020黑龙江龙东农垦森工）探究电流与电压的关系实验中，小伟设计了如图所示的电路。
（1）请你帮助他们用笔画线代替导线将图乙实物图连接完整；
（2）小伟首先把5Ω的电阻接入电路，闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片缓缓向 （左或右）端移动，直到电压表示数恰为1V，电流表示数如图所示。此时电流的大小为 A；
（3）小伟不断调节滑动变阻器的滑片，多次改变电阻两端的电压并记录对应的电流值如表，由此可以归纳出结论是 。
次数
1
2
3
R＝5Ω
U/V
1
2
3
I/A
0.4
0.6
（4）小伟接着测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，把5Ω的电阻换成了额定电压为2.5V的小灯泡，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为 V，读出电流表的示数，根据公式 求出额定功率。但是在实际实验时闭合开关后，发现电压表指针向左偏转，这可能是 。
【答案】（1）如解析所示；（2）右；0.2；（3）电阻不变时，电流与电压成正比；（4）2.5；P＝UI；电压表正负接线柱接反了。
【解析】（1）电源电压为3V，故电压表选用小量程与电阻并联，如下所示：
（2）为保护电路，闭合开关前，变阻器连入电路的电阻最大，小伟首先把5Ω的电阻接入电路，闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片缓缓向右端移动，直到电压表示数恰为1V，电流表示数如图所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，此时电流的大小为0.2A；
（3）根据表中数据，电压增大为原来的几倍，电流也增大为原来的几倍，即电阻不变时，电流与电压成正比；
（4）灯在额定电压下正常发光，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2.5V，读出电流表的示数，根据公式P＝UI求出额定功率。但是在实际实验时闭合开关后，发现电压表指针向左偏转，这可能是电压表正负接线柱接反了。
2.（2020湖北武汉）在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，小强和小红设计的电路如图甲所示，电源电压3V保持不变。
(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应该置于_________（填“a”或“b”）端。
(2)小强同学按图甲正确连接电路，闭合开关S，调节滑片P，得到的实验数据如下表:
实验序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
电流I/A
0.15
0.32
0.30
0.38
0.45
分析数据可知，应将实验序号_________的一组数据剔除，进而得出结论：电阻一定时，______________，
为了能够顺利完成上述实验，所用滑动变阻器的最大阻值不小于__________Ω。
(3)小红同学连接的电路如图乙所示小强同学发现接错了一根导线，请在这根导线上打“x”，并补画出正确的那根导线。（ ）
【答案】 (1) a (2) 2 电流跟电压成正比 16 (3)
【解析】(1)为了保护电路，闭合开关之前应将滑动变阻器调到阻值最大的地方，即滑片P应该置于a端。
(2)分析数据得知，第2组数据电压与电流比值，明显不同其他组的比值，故第2组数据错误，应剔掉，实验结论电阻一定时，电流跟电压成正比。
由第一组数据分析得知，定值电阻电压为0.6V，则滑动变阻器至少要分得2.4V电压，即滑动变阻器分得的电压是定值电阻的4倍，因此滑动变阻器的阻值为定值电阻阻值的4倍，根据公式可算出定值电阻的阻值为
因此滑动变阻器最大阻值为16Ω。
(3)如图乙所示的电路连接，此时滑动变阻器没有接入电路，正确画法，如图所示。
3.（2020贵州黔东南）某学习小组在“探究通电导体中的电流与电阻的关系”实验中，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向左移动时，电路中电流变大；导线不得交叉）
(2)连接好电路，闭合开关，发现电压表示数等于电源电压，电流表有示数，移动滑片，电表示数不变，则故障为滑动变阻_________；
(3)探究通电导体中的电流与电阻的关系实验要在电压一定时进行，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R两端的电压为________V；当R的电阻由5Ω更换为10Ω时，闭合开关后，为使R两端的电压________ （选填“改变”或“不变”），滑动变阻器的滑片应向____（选填“左”或“右”）端滑动；若实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω，为了保证完成实验，则滑动变阻器的阻值至少是________Ω。
【答案】 (1) (2) 被短路 (3)3 不变 右 12.5
【解析】(1)滑动变阻器的滑片P向左移动，电路中电流变大，即电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联.
(2)连接好电路，闭合开关，电流表有示数，即电路中有电流通过，则故障类型为短路，电压表示数等于电源电压，只能滑动变阻被短路。
(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变化的图象，由图象可知R两端的电压为
U=IR=0.6A×5Ω=3V
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即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，所以滑片应右端移动，使电压表的示数仍为3V。
电压表控制的电压为3V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压
U滑=4.5V-3V=1.5V
变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为R滑=0.5×25Ω=12.5Ω
故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少为12.5Ω的滑动变阻器。
4.（2020贵州黔西南）小明用如下图所示的实验电路探究“电流与电阻的关系”。
(1)在方框内画出此实验电路图。________
(2)连接电路时，开关应处于_______状态，连接好电路后，闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于_______端。
(3)闭合开关，移动滑动变阳器的滑片P发现：电压表始终无示数，电流表有示数。其原因可能是_______（填序号）．
A．滑动变阻器断路 B．电阻R短路 C．电阻R断路
(4)排除故障后，用5Ω的电阻替换R接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数为1.5V时，电流表指针位置如图乙所示，将电流表示数填入下表中。________
(5)将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P到合适位置时，记录电流数据。此操作中调节滑动变阻器的目的是_________________。
(6)再将电阻换成15Ω，重复上述操作
(7)进行多次实验，其目的是为了得到_________________。
(8)分析表格中的数据可得出结论：_________一定时，_____________。
【答案】 (1) (2) 断开 右 (3)B (4) 0.3 (5) 使电阻R两端的电压保持不变 (7) 普遍规律 (8)电压 通过导体的电流与导体的电阻成反比
【解析】(1)按照实物图，先将开关，电流表、滑动变阻器，电阻串联接入电路，再将电压表并联接入电路，作电路图如图所示：
(2)接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器移到阻值最大处，即置于右端，以保护电路。
(3)闭合开关，移动滑动变阳器的滑片P，电流表有示数，说明不可能是电路断路，电压表始终无示数，说明与电压表并联的电路短路，即电阻R短路。
故选B。
(4)由图乙可知，电流表此时的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，此时电流的示数为0.3A。
(5)探究电流与电阻关系实验中，要控制电压不变，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，滑动变阻器两端的电压会变大，要节滑动变阻器的滑片P到合适位置，控制电阻R两端的电压保持不变。
(7)进行多次实验，其目的是为了得到普遍规律。
(8)分析表格中的数据，电流与电阻的乘积是定值，可得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
5．（2020齐齐哈尔）在“探究电流与电阻的关系”实验中，老师提供了两节新干电池、电流表、电压表、开关、两个滑动变阻器（规格为“10Ω 1A”和“20Ω 0.5A”），阻值为10Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个，一个标记模糊、阻值未知的定值电阻，以及导线若干。
（1）请根据图甲，用笔画线代替导线将实物图（图乙）连接完整。（要求导线不交叉；当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大）
（2）将滑动变阻器阻值调到最大，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，其原因可能是定值电阻 （选填“断路”或“短路”）。
（3）排除故障后，更换不同电阻进行实验，测得数据填入下面表格，第一次实验时，电流表的示数如图丙所示，为 A．当取下10Ω的定值电阻，换接上20Ω的定值电阻时，为控制定值电阻两端电压为
V不变，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）移动。
实验序号
1
2
3
电阻R/Ω
10
20
25
电流I/A
0.10
0.08
（4）由表中数据可知，导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 （选填“正比”或“反比”）。
（5）根据表格数据判断，实验中选用的滑动变阻器可能是 （选填“A”或“B”），
A．“10Ω 1A” B．“20Ω 0.5A”
（6）小亭同学在完成实验后，想知道标记模糊的定值电阻的阻值Rx（老师告知其阻值大于25Ω）。此时电压表被另一组的同学借走，小亭经过思考，为减小测量误差，需要增大电源电压，于是找来一个能够使用的旧蓄电池组（其电压小于10V），巧妙的应用电流表和实验中选用的变阻器，以及其它现有的实验器材，设计了如图丁所示的电路，并计算出了该电阻的阻值。具体操作如下：
①按电路图连接电路，电流表选择合适的量程，将滑动变阻器滑片P调至A端，闭合开关S，读出电流
表的示数为0.18A。
②将滑动变阻器滑片P调至B端，读出电流表的示数为0.30A。
③则Rx＝ Ω。
【答案】（1）如上所示；（2）断路；（3）0.2；2；右；（4）反比；（5）B；（6）30。
【解析】（1）当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下所示：
（2）将滑动变阻器阻值调到最大，闭合开关后电流表无示数，电路可能断路，发现电压表有示数且接近电源电压，电压表与电源连通，故其原因可能是定值电阻断路；
（3）排除故障后，更换不同电阻进行实验，测得数据填入下面表格，第一次实验时，电流表的示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，由欧姆定律，电阻的电压为：
U＝IR＝0.2A×10Ω＝2V；
根据串联分压原理可知，将定值电阻由10Ω改接成20Ω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2V；
（4）由表中数据可知，电阻增大为原来的几倍，通过的电流为原来的几分之一，即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；
（5）根据表格最后一组数据，由欧姆定律和串联电路的规律，变阻器连入电路的电阻：
R滑＝﹣R3＝﹣25Ω＝12.5Ω，实验中选用的滑动变阻器可能是B；
（6）具体操作：
①按电路图连接电路，电流表选择合适的量程，将滑动变阻器滑片P调至A端，闭合开关S，读出电流表的示数为0.18A。
②将滑动变阻器滑片P调至B端，读出电流表的示数为0.30A。
③变阻器的最大电阻为20Ω，在①中，待测电阻与变阻器的最大电阻串联，由串联电阻的规律，
R串＝20Ω+Rx，
在②中为待测电阻的简单电路，根据欧姆定律，电源电压不变时，电流与电阻成反比，故有：
＝，
解得：Rx＝30Ω。
6.（2020四川南充）用如下图甲所示的电路“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)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到最___________(选填“左“或“右”)端；
(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___________(填选项)；
A.定值电阻R短路
B.定值电阻R断路
C.滑动变阻器短路
(3)不改变滑动变阻器滑片的位置，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，闭合开关后，为保证电压表示数与更换前相同，滑片P应向___________(选填“左”或“右”)端滑动；
(4)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与电阻倒数变化的图像乙，由图乙可知：电压一定时电流与电阻成___________比；
(5)为完成整个实验，应该选择___________(填选项)种规格的滑动变阻器。
A.50Ω、1.0A B.100Ω、1.2A C.200Ω、0.6A
【答案】(1)左 (2)B (3) 左 (4)反 (5) B
【解析】(1)由电路图知道，在连接电路时，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑至阻值最大处的左端。
(2)闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片P时，发现电流表示数始终为零，说明电路可能断路，而电压表有示数，说明与电压表并联部分断路，即此时电路可能的故障是定值电阻R断路。
故选B。
(3)由串联分压原理知道，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；由于探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变，所以，此时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，所以滑片应向左端移动。
(4)由于电流I与电阻倒数变化的图像乙，说明电压一定时电流与电阻的倒数成正比，即说明导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(5)由图像知道，电阻两端的电压始终保持U=IR =2V，由串联电路电压的规律知道，变阻器分得的电压
U滑 =6V-2V=4V
即变阻器分得的电压为电压表示数的2倍，由分压原理知道，当接入40Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为R滑 =2×40Ω=80Ω
故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少80Ω的滑动变阻器。故选B。
7.（2019内蒙古通辽）小明在“探究电流与电阻关系”的实验中，准备了如下实验器材：干电池，标有“15Ω 1A”字样的滑动变阻器，阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻。
（1）小明连接了下面的电路，其中有一条导线连接有误，请将连接错误的导线打“×”并画出正确连线。
（2）排除故障后，小明将5Ω定值电阻连入电路，将滑动变阻器的滑片移动到 （选填a”或“b”）端，再闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为某一定值，此时电流表的示数如图乙，示数为 A。
（3）接下来断开开关，取下5Ω的定值电阻，分别把它换成10Ω、20Ω的定值电阻，闭合开关，调节滑动变阻器，控制 （选填“电流表”或“电压表”）示数不变，分别读取相应的电流表示数，记录在表中：
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.2
0.1
（4）由数据可知：当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 。
（5）小明想用一块电流表和一个定值电阻R0测未知电阻Rx的阻值，于是他和同组同学设计了如图丙所示的电路图，并进行如下实验操作：
①闭合S、S1，此时电流表的示数为I；
②闭合S、断开S1，此时电流表的示数为I1；
③求未知电阻Rx的表达式为：Rx＝ 。（用R0、I、I1表示）
【答案】（1）如解析图所示；（2）b；0.4；（3）电压表；
（4）反比；（5）③。
【解析】（1）电压表与定值电阻并联且正进负出，如图所示：
（2）为保护电路，变阻器连入电路中电阻最大即b端，小明同学首先将5Ω定值电阻接入电路，将滑片P滑到b端，再闭合开关，调节滑片P，使电压表示数到达某一数值，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数0.4A；
（3）研究电流与电阻的关系时，要控制电压表示数不变，由欧姆定律的变形公式，电压表示数U＝IR＝0.4A×5Ω＝2V，小明同学应该断开开关，并且将滑动变阻器阻值调到最大，然后将5Ω的电阻替换为10Ω．闭合开关，调节滑片P，使电压表示数为2V，将电流表示数记录在表格中。
（4）由表格中数据发现：电阻为原来的几倍，通过的电流为原来的几分之一，故在电压一定时，电流与电阻成反比。
（5）②闭合S、断开S1，此时为只有Rx工作的电路，电流表测量Rx的电流，示数为I1，可测出电源电压U＝I1Rx，
①闭合S、S1，此时两电阻并联，电流表测量干路电流，示数为I，
根据并联电路电流的规律知，R1的电流：I1＝I﹣I1，则电源电压为U＝（I﹣I1）R1
根据电源电压相等知：U＝U＝I1Rx＝（I﹣I1）R1
未知电阻Rx的表达式为：Rx＝。
8.小周同学在做探究“电流与电阻的关系”实验时，他设计连接了如图所示的实物连接图。
（1）请你依题中的实物连接图画出相应的电路图。
（2）实验中，小周同学先将5Ω的电阻R接入电路，电路连接完全正确，将滑动变阻器阻值调至最大处，闭合开关S就直接读出了电流表的示数，并把数据记录在表格中。然后再分别用10Ω和20Ω的电阻替换5Ω电阻，重复上述操作。他在实验操作过程中的错误是没有保持电阻R的_______不变。
（3）小周同学发现错误后重新进行实验，得到的数据如下表所示。根据表中的实验数据得出的结论是：_______。
（4）小周同学发现有一个小灯泡，于是用这个小灯泡替换20Ω的电阻后，继续进行实验。电表测得示数如图所示，可知小灯泡的阻值是_______ Ω。
【答案】（1）如图所示
（2）电压（3）电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比（4）8
【解析】（1）根据实物图，滑动变阻器、电流表、定值电阻R、开关和电源串联组成闭合回
路，电压表与定值电阻R并联，画出其电路原理图如上图所示。
（2）流过导体的电流与导体两端的电压和导体的电阻两个因素有关，要利用控制变量法探究电流与电阻的关系，就必须保持电阻两端的电压不变。
（3）在保持电压一定时，得到题中记录的表格，根据表格数据发现，每次实验的电流值与电阻值的乘积一定，即IR=2.4V（不变），可得出结论，电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
（4）根据电表读数可得，灯泡两端电压U=2.4V，流过灯泡的电流I=0.3A，所以小灯泡的阻值R=U/I=2.4V/0.3A=8Ω。
9.小彬用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”．电源电压恒为3V，滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样，阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个．
（1）请你用笔画线代替导线，把图甲所示的实验电路补充完整．
（2）小彬5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表有示数而电压表无示数，则电路中的故障可能是______（写出一种）；排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数如图乙所示，此时电路中的电流为______A．
（3）将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片保持______表的示数不变．
（4）将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻，重复步骤（3）．
（5） 实验记录的多组数据如下表所示．分析数据可得出结论：当电压一定时，通过导体中的电流与电阻成______比．
【答案】（1）如图所示
（2） 定值电阻R1短路；0.36；（3）电压；A；（5）反．
【解析】（1）电压表与电阻并联，由于电源电压为3V，所以应选择0～3V的量程；滑动变阻器已接了下面一个接线柱，可再接上面任意一个接线柱，如图所示。（2）电流表有示数，电压表无示数，说明与电压表并联部分发生短路，或定值电阻R1短路；由乙图知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.36A；（3）将5Ω电阻换成10Ω后，电压表的示数会变大，所以应该增大滑动变阻器的阻值，即应将滑动变阻器的滑片P向A移动，使电压表仍为原来的示数不变；（5）电流和电阻的关系为：当电压一定时，通过导体中的电流与电阻成反比．
10.为了探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系，小明设计了图甲所示的电路．电源电压恒为6V，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器．
（1）闭合开关后，移动滑片P，发现两电表示数始终如图乙所示，出现这种情况的原因是将滑动变阻器的_______（填字母）两个接线柱接入了电路．
（2）改正错误后，小明继续实验，将有关实验数据标记在图丙所示的反映通过定值电阻R1的电流与其两端电压的关系图像上．分析图丙可知，滑动变阻器的最大电阻是_______Ω．
（3）分析图丙数据可以得出的结论是 ；本实验应用到的主要物理方法称为_________。
（4）定值电阻R1的阻值大小为_________Ω。
【答案】（1）CD（2）25（3）电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；控制变量法。（4）5。
【解析】（1）一定滑动变阻器的滑片，电流表示数不变，电压表示数为电源电压，说明滑动变阻器接入电路的电阻为0.这时可以判断滑动变阻器的接线柱CD接入了电路。
（2）通过定值电阻R1的电流与其两端电压的关系图像可知，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中最小电流为0.2A, 定值电阻R1是的两端电压为1V。定值电阻与滑动变阻器串联，所以滑动变阻器两端电压为U2=U-U1=6V-1V=5V
流经滑动变阻器最小电流为I2=0.2A
滑动变阻器接入电路最大电阻为R2= U2/I2=5V/0.2A=25Ω
（3）电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；探究三个物理量之间的某两个量的关系时，需要控制一个物理量保持不变，研究另外两个量的关系，这个科学方法称为控制变量法。
（4）本题求解定值电阻的思路多，在图像上找其电压与其对应的电流，然后应用欧姆定律公式可容易求解。比如U1=5V 时，对应的电流为I1=1.0A
R1=U1/I1=5V/1.0A=5Ω
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