初中物理人教版九年级全册第1节 电流与电压和电阻的关系当堂达标检测题

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第16课  电流与电压和电阻的关系 课程标准课标解读1.通过实验探究掌握导体上电流与导体两端电压的关系；2.通过实验探究掌握导体上电流与导体电阻的关系；3.进一步理解控制变量法在实验探究活动的应用；4.培养学生通过实验发现与总结规律的基本素养。1.通过探究活动找出通过导体的电流与导体两端电压的关系；2.通过探究活动找出通过导体的电流与导体电阻的关系；3.通过探究过程加强电路连接训练。 知识点01  电流与电压的关系1.由于电压是形成电流的原因，说明电流的大小与导体两端的 电压 有关。2.为了研究通过导体的电流跟电压的关系，我们应控制 电阻 一定，通过在电路中串联一个 变阻器 来调节导体两端的电压，通过实验可以得出结论：电阻一定时，通过导体中的电流跟导体两端的电压成 正比。【重点解析】探究电流与电压的关系【实验目的】探究电路电流与电压的关系。【实验器材】定值电阻、电流表、电压表、电源、开关、导线、滑动变阻器。【实验原理】(1)在探究“电流跟电压的关系”时，采用的研究方法是控制变量法。(2)在探究“电流与电压的关系”时，应保持电阻不变。【实验步骤】一、按电路图连接实物电路二、探究电流与电压关系(1)闭合开关，移动变阻器划片，使电阻R两端电压成整数倍增加，依次读出电流表读数，数据计入表格；(2)电流与电压关系测量表格(电阻R=      ῼ)次数12345电压/V     电流/A     (3)数据分析：电阻一定时，通过导体的电流与其两端电压成正比。【知识拓展】考查内容考查方向解答思路探究方法控制变量法探究电流与电压关系时控制电阻不变探究电流与电阻关系时控制电压不变连接电路前应注意哪些问题断开开关、变阻器处于最大位置、电流表和电压表选择合适量程、注意正负接线柱不能接反探究电流与电压关系时，变阻器的作用改变导体两端电压探究电流与电阻关系时，变阻器的作用控制导体两端电压不变完善表格，填入正确值根据实验规律和给出数据，填入正确值多次测量目的寻找规律补充实验电路按元件顺序观察缺少部分，然后进行连接，注意不能交叉电路连接改错电流要从电流表、电压表正极入、负极出，量程选择要预估，元件连接要符合要求，电流表要串联在电路中，电压表要与被测元件并联，变阻器要一上一下接入电路【例题1】在“探究电流与电压关系”实验中，小明所用电路如图所示。(1)请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。要求：开关闭合前无需移动滑片________；(2)闭合开关，电流表有示数，电压表无示数，小明检查发现仅导线有故障，则故障为________；A．导线④断路B．导线③断路C．导线②断路D．导线①断路(3)排除故障后，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为1V时，读出电流表示数并记录在上表中；继续移动滑片，分别读出电阻两端电压为2V和3V时电流表的示数，并依次记录在表格中。实验序号U/VI/A①1.0020②2.00.40③3.00.58(4)分析表中数据，可得出的结论是：________；(5)实验结束，小明整理器材时发现定值电阻很热，他联想到：处理数据时，第三组数据之间的关系与前两组数据之间的关系存在差异，他和同组小华就此展开讨论，认为数据差异可能是由于________造成的。由此反思实验过程：实验时每次读取数据后要________(写具体操作)，再记录数据，减小此因素对测量结果的影响。【答案】(1)如图；(2) B；(3)见详解；(4)温度变化导致R变大；(5)断开开关。【解析】(1)由题意可知，开关闭合前无需移动滑片，即闭合开关前，滑动变阻器需要移动到阻值最大处，如图(2) A．若导线④断路，则电流表没有示数，故A不符合题意；B．若导线③断路则，则电流表有示数，电压表无示数，故B符合题意；CD．若导线①②断路，则电流表没有示数，故CD不符合题意。故选B。(4)分析表中数据可知，当电阻的阻值一定时，电流随着电压的增大而增大，即电流与电压成正比。(5)由欧姆定律可知，第三组数据测量出电阻的阻值是：第二组数据测量出电阻的阻值是：由于电阻受温度的影响，所以数据差异可能是由于温度变化导致R变大造成的。每次读取数据后要及时断开开关，避免长时间通电导致电阻温度过高，从而对实验结果造成影响。【例题2】晓云同学利用电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和阻值为10Ω的定值电阻，设计出如图所示的电路，她利用该电路探究导体中电流与导体两端电压的关系。请按要求完成实验：(1)电路连接无误，闭合开关S后，晓云通过调节滑动变阻器的滑片P，测出电阻R两端的电压和对应的电流，实验数据如下表，但表格中电流的数据不完整，请你将表格中所缺的电流数据补充完整，你补充填写电流数据的依据是：　   　；U/N0.61.01.61.82.42.8I/A0.060.10.160.18　   　0.28(2)如果想利用该实验电路完成探究电流与电阻的关系，还需要添加的器材有　   　。【答案】(1)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；0.24；(2)阻值不同的定值电阻。【解析】(1)由表格数据知，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，即，代入数据得：，解得：I5＝0.24A；(2)要探究电流与电阻的关系，需要控制电压相同，改变电阻，故需要阻值不同的定值电阻。故答案为：(1)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；0.24；(2)阻值不同的定值电阻。知识点02  电流与电阻的关系1.由于导体的电阻对电流有阻碍作用，所以，电流的大小与导体 电阻有关。2.为了研究通过导体电流跟电阻的关系，我们应控制电阻两端的 电压 一定，通过换用不同的 电阻 来改变电阻，通过实验可以得出结论：电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成 反比 。【重点解析】探究电流与电阻的关系【实验目的】探究电路电流与电阻的关系。【实验器材】定值电阻若干、电流表、电压表、电源、开关、导线、滑动变阻器。【实验原理】(1)在探究“电流跟电阻的关系”时，采用的研究方法是控制变量法。(2)在探究“电流与电阻的关系”时，应保持电阻两端电压不变。【实验步骤】一、按电路图连接实物电路二、探究电流与电阻关系(控制电压不变，如U=2V)(1)选择某一电阻，如：R=5ῼ，闭合开关，调节变阻器划片，使R两端电压为2V，读出电流表示数，并计入表格；(2)更换电阻，如：R=10ῼ，闭合开关，调节变阻器划片，使R两端电压为2V，读出电流表示数，并计入表格；(3)重复上述试验过程，电阻分别选15ῼ、20ῼ、25ῼ。(4)电流与电阻关系测量表格(电阻V=     )次数12345电阻/ῼ510152025电流/A     (3)数据分析：电压一定时，通过导体的电流与电阻成正比。(4)整理器材。【实验结论】通过导体电流跟其两端电压成正比，与导体电阻成反比。【例题1】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)如图；(2)被短路；(3)3；(4)不变；(5)右；(6)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，如下所示(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，只能是滑动变阻被短路。(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。【例题2】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、1.0AB.100Ω、1.2AC.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。题组A  基础过关练1．如图所示，能正确表示通过某定值电阻的电流与它两端电压之间关系的图象是(　)。ABCD【答案】B。【解析】由欧姆定律可知，电阻一定时，流过某定值电阻的电流与其两端的电压成正比；观察分析图象，图中两个量之间成正比关系，看选项中哪两个量的关系与图象中的相符即可。定值电阻的阻值不变，由欧姆定律可知，电阻一定时，通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比，其I-U图象是一条过原点的倾斜直线，所以B符合题意。故选B。2.在“探究电流与电阻的关系”的实验中：(1)如图所示是小明连接的实物图，经仔细检查后发现电路中有一根导线连接错误，请在途中连接错误的那根导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确(导线不可交叉)。(2)解决以上问题后，小明在开关闭合前，先将变阻器的滑片P置于　　　　　　(选填“A”或“B”)端，再闭合开头，此时发现电流表有示数，电压表无示数．随后在将滑片P向终点移动的过程中，发现电流表示数变大，电压表人无示数，则发生此现象的原因可能是　　　　　　(填字母)。A．电阻R短路       B．电流表短路   C．电压表断路      D．滑动变阻器断路(3)电路连接正确后，小明闭合开关调节变阻器的滑片P，直到电压表的示数为3V，记录电流表示数。接下来断开开关，只取下阻值为5Ω的电阻R，把它依次更换成阻值为10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻，并在实验中分别读取相应的电流表的示数，记录在表中。试验次数12345电流I/A0.60.40.30.240.2电阻R/510152025(4)在评估交流环节中，小明通过分析表中数据发现上述实验过程并不科学，因为在改变电阻的同时，没有控制其　　　　　　不变。【答案】(2)B；AC；(4)电压。【解析】(1)滑动变阻器与定值电阻相连的导线应该去掉，将电流表负接线柱与定值定值的右接线柱相连；如下图所示：(2)闭合开关前，需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处；滑片移动过程中，电流表始终有示数，说明电路为通路；电压表始终无示数，说明与电压表并联的电阻处短路或电压表断路，故选AC；(4)根据表中数据和U=IR可知，定值电阻两端电压都不相同，而探究电流与电阻关系时，需保持定值电阻两端电压不变，因此本实验不科学的原因是没有控制定值电阻两端电压不变．故答案为：(2)B；AC；(4)电压。3.小明同学在做“探究电流与电压的关系”实验时，准备了以下器材：干电池(1.5V)两节，电流表(0～0.6A 0～3A)、电压表(0～3V   0～15V)、滑动变阻器(20Ω、2A)、定值电阻(5Ω)、开关各一只、导线若干．根据图甲所示的电路图进行实验。(1)用笔画线代替导线，按照图甲所示电路，将乙图中的实物图连接完整。(2)连接电路．闭合开关前，滑动变阻器滑片P应处于　　　　　　(选填“A”或“B”)端。(3)闭合开关，发现电流表无示数，电压表指针有明显偏转，原因可能是　　　　　　。(4)实验过程中，要使电压表示数逐渐变大，滑动变阻器滑片P应向　　　　　　(选填“左”或“右”)移动。(5)实验过程中，电流表的示数如图丙所示，此时电路中的电流为　　　　　　A。(6)试验中通过调节滑动变阻器滑片P，测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值如表所示．老师看后说其中一次是错误的．帮小明分析出错的是第　　　　　　次，原因是　　　　　　。实验次数123456电压U/V0.51.01.52.02.53.0电流I/A0.10.20.30.40.50.6【答案】(1)如图；(2)B；(3)定值电阻断路；(4)左；(5)0.3；(6)1；电压最小应是0.6V，电流为0.12A。【解析】(1)已知电流表选择0～0.6A，因此将电流表0.6A接线柱与定值电阻左端接线柱相连，把滑动变阻器B端接线柱与定值电阻右端接线柱接入电路，实物电路图如图所示．(2)在连接电路的各元件时，开关应处于断开状态；闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于B端，这样可以起到 保护电路的作用．(3)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，电流表无示数，说明电路存在断路；电压表的指针有明显的偏转，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外电路不存在断路，则与电压表并联的电阻断路．(4)已知定值电阻与滑动变阻器串联，根据串联分压的特点可知，实验过程中，要使电压表示数逐渐变大，应减小滑动变阻器两端电压，则滑动变阻器滑片P应向左移动；(5)图中电流表选择的是0～0.6A量程，对应的分度值都是0.02A；则这时的电流为0.3A．(6)已知滑动变阻器(20Ω、2A)、定值电阻(5Ω)、干电池(1.5V)两节，即电源电压为3V，由图可知，滑动变阻器与定值电阻串联，在第一次实验时，滑动变阻器调到阻值最大处，即20Ω，因为定值电阻为5Ω，其电阻之比为4：1，根据串联分压的特点可知，定值电阻两端电压为×3V=0.6V，即出错的是第1次，原因是定值电阻两端电压最小为0.6V，电流为0.12A。故答案为：(1)见上图；(2)B；(3)定值电阻断路；(4)左；(5)0.3；(6)1；电压最小应是0.6V，电流为0.12A。4.现有下列器材：学生电源(6V)，电流表(0-0.6A，0-3A)、电压表(0-3V，0-15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干，利用这些器材探究“电压不变时，电流与电阻的关系”。(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路。(要求连线不得交叉)(2)实验中依次接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记下电流表的示数，利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象。由图象可以得出结论：　          　。(3)上述实验中，小强用5Ω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R换为10Ω的电阻接入电路，闭合开关，向　  　(选填“A”或“B”)端移动滑片，使电压表示数为　  　V 时，读出电流表的示数。          (4)为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器　 　。A.50Ω、1.0A；B.30Ω、1.0A；C.20Ω 1.0A。【答案】(1)如上图所示；(2)电压一定时，导体中的电流与电阻成反比；(3)A；2；(4)A。【解析】(1)将电压表与电阻并联，滑动变阻器与电阻串联，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)分析图丙图象，曲线上每点对应的电流和电阻的乘积都等于2V，由此得出结论：电压一定时，导体中的电流与电阻成反比。(3)将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻接入电路后，定值电阻两端的电压增大，要使电压表的示数不变，应减小电路中的电流，增大滑动变阻器接入电路中的电阻即滑片向A移动，直到电压的示数达到2V为止。(4)由图丙知，电路的最小电流I=0.1A，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压：U滑=U﹣UR=6V﹣2V=4V，由可得，滑动变阻器接入电路的阻值：，则选用变阻器的规格为“50Ω 1.0A”。故答案为：(1)如上图所示；(2)电压一定时，导体中的电流与电阻成反比；(3)A；2；(4)A。5.小尧为探究“电流与电阻的关系”，设计了如图甲所示的电路，用到的器材有：电源(电压3V不变)，标有”20Ω  1A“字样的滑动变阻器、电流表、电压表、三个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻、开关及导线若干。(1)电路连接完毕，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于　  　端(选填A或B)；(2)闭合开关，发现电流表示数几乎为零，电压表示数不为零，出现这种现象的原因可能是定值电阻R 　  (选填“断路”或“短路”)；(3)小尧排除故障后，电路中接入5Ω电阻时，移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为U，此时电流表的示数如图乙所示；接着用10Ω电阻替换5Ω电阻接入电路再次实验，此时应将电压表的示数调为　 　V，再记录此时电流表的示数；然后用15Ω电阻替换10Ω电阻继续实验，她发现无论如何调节滑动变阻器的阻值，电压表示数都无法调至U，原因可能是　     　(答一种情况即可)。【答案】(1)B；(2)断路；(3)1；滑动变阻器最大值太小。【解析】(1)为了保护电路，由图知甲知闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最大值B端；(2)闭合开关，发现电流表示数几乎为零，说明电路可能有断路，电压表示数不为零，说明电压表到电源间是通路，所以故障可能是R断路了；(3)电路中接入5Ω电阻时，定值电阻两端电压：U=IR=0.2A×5Ω=1V，探究通过导体的电流与电阻的关系时，应控制电阻两端的电压不变，所以用10Ω电阻替换5Ω电阻接入电路，移动滑片P，应使电压表示数为1V时再记录此时电流表示数；由于滑动变阻器的最大阻值太小，把滑动变阻器阻值全部接入电路时，滑动变阻器分得的电压还是较小，定值电阻两端的电压值过高，不能使电阻两端电压达到要求的值。故，答案是：(1)B；(2)断路；(3)1；滑动变阻器最大值太小。题组B  能力提升练1.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)如图；(2)被短路；(3)3；(4)不变；(5)右；(6)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，如下所示(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，只能是滑动变阻被短路。(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。2．甲、乙两小组探究“电流与电压和电阻的关系”。实验室提供的实验器材有：电源(电压恒为4.5V)，电流表、电压表各一个，开关一个，四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)，两只滑动变阻器(规格分别为“30Ω2A”“50Ω1A”)，小灯泡一只(额定电压为2.5V)，导线若干。(1)甲小组探究“电流与电压的关系”。①请你根据图甲的电路图用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整。②排除故障后进行实验得到的数据如下表，由此可得到的实验结论是________　电压U/V　1.0　1.53.0　电流I/A　0.2　0.30.6(2)乙小组探究“电流与电阻的关系”。①将5Ω的电阻接入电路，检查无误后闭合开关，移动滑片，使电压表的示数为1.5V，并记下相应的电流值。再用10Ω的电阻替代5Ω的电阻，此时滑片应向________(填“左”或“右”)端移动直到电压表的示数保持不变，读出电流表的示数。②为了完成用四个定值电阻进行实验，应选择滑动变阻器的规格是________。【答案】(1)①见上图；②电阻一定时，电流与电压成正比；(2)①右；②“50Ω、1A”。【解析】(1)①把定值电阻、滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在电阻两端，滑动变阻器已接了左下的接线柱，所以应将其上面的一个接线柱接入电路中，如下图所示：②分析数据可知，当电压为原来的几倍，通过的电流也变为原来的几倍，故得出结论是：电阻一定时，电流与电压成正比。(2)①用10Ω的电阻替代5Ω的电阻，定值电阻变大，根据分压原理，电压表示数变大，因研究电流与电阻的关系时，要控制定值电阻的电压不变，应减小定值电阻的电压，根据串联电路电压的规律，应增大变阻器分得的电压，由分压强原理，就要增大变阻器连入电路中的电阻大小，即滑片向右移动，直到定值电阻两端电压为1.5V；②由图可知，R＝20Ω的定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端的电压，因电压表示数保持1.5V不变，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为4.5V﹣1.5V＝3V，即变阻器分得的电压是定值电阻的＝2倍，根据分压强原理，变阻器连入电路中的阻值为定值电阻的2倍，为2×20Ω＝40Ω时，即变阻器的最小阻值，故为了完成用四个定值电阻进行实验，应选择滑动变阻器的规格是“50Ω 1A”(因电流表选用小量程，故电路中电流不会超过0.6A＜1A)。答案为：(1)①见上图；②电阻一定时，电流与电压成正比；(2)①右；②“50Ω、1A”。3.某实验小组探究电流与电压和电阻的关系。实验中电源电压恒为 3V，滑动变阻器最大阻值为 20Ω。(1)他们先用 5Ω 的定值电阻探究电流与电压的关系，实验电路图如图 13 所示.①请根据图 13 的电路图把图 14 的实物电路连接完整。②连接完毕后,小丽建议要对电路进行检查后再闭合开关，请你提出其中一项需要检查的内容:                            。③检查完毕后，闭合开关，调节滑动变阻器，记录了 5 组数据。测第 6 组数据时，电压表的示数为 2.6 V，电流表的示数如图 15 所示。请在图 16 的坐标系中描绘出第 6 组数据对应的点,并根据描出的 6 个数据点画出定值电阻的I-U 图像。④分析断出的 I-U 图像可得出结论：在电阻一定时，                         。⑤为了使结论具有普遍性，还应进行的操作是：                             。(2)接着他们在原有 5 Ω 定值电阻的基础上，又准备了阻值为 10Ω、15Ω、20Ω 的三个定值电阻，以探究电压一定时电流与电阻的关系。为了控制电压不变，每次更换定值电阻后需要调节滑动变阻器，使定值电阻两端的电压达到相同的值。这个电压控制在多少合适呢?实验小组的同学分别提出了 0.5V、1V 和 2V 三个电压值，为使实验顺利进行，大家进行了分析与讨论，你认为应选这三个电压值中的         V。【答案】(1)①如图；②滑动变阻器是否在最大阻值处；③如下图；④电流与电压成正比。⑤更换阻值不同的定值电阻进行多次实验；(2)2V。【解析】(1)①滑动变阻器遵循“一上一下”链接原则，并且根据电路图，滑片向左移动，滑变电阻变小，滑变右上已经连接，所以应该连接左下接线柱，导线另一端可以连接到定值电阻右侧，或者电压表 3V 接线柱上。②电路闭合前要检查滑动变阻器是否在最大阻值处，防止电路中电流过大损坏电路元件。③根据读数，电流为 0.52A，图像如上图。④根据图像可知，当电阻一定是，通过导体的电流与导体两端电压成正比。⑤为了具有普遍性，我们应该更换阻值不同的定值电阻，多次实验(2)根据串联分压原则，滑动变阻器最大阻值为 20Ω，定值电阻最大阻值为 20Ω，电源电压为 3V，所以，当定值为 20Ω 时，最小电压为 1.5V，故定值电阻只能选择 2V 的电压保持不变。4.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(20Ω 1A)、开关、导线若干，如图所示。实验次数123电阻R/Ω51020电流/A0.40.2 (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　   　(选填“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。【答案】(1)如上所示：(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，如下所示：(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。故答案为：(1)如上所示：(2)断开；短路；(3)0.1；控制变量法；(4)反。5.某同学想利用实验探究“通过导体的电流与该导体两端电压的关系”(1)请在答题卡的虚线框内画出此探究实验的电路图。(2)下表是该同学记录的实验数据，他根据表中数据在图中的坐标中描点。在图坐标中描出剔除错误数据点，并绘制出本次实验通过导体的电流与该导体两端电压关系的图线。U/V0.40.81.21.62.02.52.8I/A0.080.160.230.380.400.480.56(3)分析实验图象，得到结论：　   　。【答案】(1)如图；(2)如图；(3)电阻一定时，电流与电压成正比。【解析】(1)探究“通过导体的电流与该导体两端电压的关系”，用电压表测导体的电压，电流表测导体的电流，为得出普遍性的结论要多次测量，故将电压表串联在电路中，如下左所示：(2)根据表中数据在图中的坐标中描点，发现当电压为1.2V时，电流0.38A这个点及2.5V时对应的0.48A点，明显与其它通数据对应的点变化规律不同，剔除错误数据点，然后连线，如下右所示：(3)由上右图，电流随电压的变化关系为过原点的直线，可得出的结论是：当导体的电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。故答案为：(1)如上左所示；(2)如上右所示；(3)电阻一定时，电流与电压成正比。6.小阳在探究电流与电阻的关系时猜想：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反比。为了验证猜想，他设计了如图所示的电路图，并找来符合实验要求的电源、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、阻值已知的多个电阻和导线若干。主要的实验步骤如下：①按照电路图连接电路，将滑动变阻器阻值调到最大。②闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到适当位置，使电压表示数为U，记录电阻R的阻值和电流表示数I。③断开开关，更换阻值不同的电阻R，保持滑动变阻器的滑片P的位置不变，闭合开关，记录电阻R的阻值和电流表示数I。④仿照步骤③再做多次。(1)小阳在探究过程中存在的问题：　   　。(2)请你针对小阳探究过程中存在的问题，写出改正措施：　   　。(3)画出实验数据记录表格。【答案】(1)步骤③中，保持滑动变阻器的滑片P位置不变；(2)移动滑动变阻器的滑片P，使电压表示数不变；(3)如上所示。【解析】(1)断开开关，更换阻值不同的电阻R，保持滑动变阻器的滑片P的位置不变，由分压原理，电阻的电压发生了变化，而探究电流与电阻的关系时要控制电阻的电压不变，故小阳在探究过程中存在的问题：步骤③中，保持滑动变阻器的滑片P位置不变；(2)改正措施：移动滑动变阻器的滑片P，使电压表示数不变；(3)实验中要记录电流随电阻的变化规律，为得出普遍性的规律要多次测量，记录表格如下所示：R/Ω      I/A      故答案为：(1)步骤③中，保持滑动变阻器的滑片P位置不变；(2)移动滑动变阻器的滑片P，使电压表示数不变；(3)如上所示。 题组C  培优拔尖练1．(2021·吉林中考真题)在探究电流与电阻关系的实验中，所用实验器材均完好，如图所示，电源电压为不变，定值电阻分别为、、、，滑动变阻器规格为“”。(1)实验前，发现电流表的指针位置如图甲所示，原因是电流表___________。(2)如图乙所示，导线应与滑动变阻器的___________接线柱相连。(3)电路连接完成后，分别用、、的电阻进行实验，正确操作，记录的数据如下表所示，则实验中控制电压表的示数为___________不变。当使用的电阻做实验时，无论怎样调节滑动变阻器的滑片都无法使电压表的示数与前三次相同，为了继续完成第四次实验，如果只能更换电源，则电源电压应不高于___________。实验次数1234101520300.30.20.15 (4)分析实验数据得出结论：在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成___________。【答案】没调零；C或D；3；5；反比。【解析】(1)[1]实验前，电流表有示数，即指针没有在零刻度，原因是电流表指针没调零。(2)[2]变阻器应一上一下接，所以a接C或D。(3)[3]取第1组数据，电压为U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V则实验中控制电压表的示数为3V。[4]30Ω电阻分压为3V，所以电流为变阻器取最大20Ω，变阻器分压U3=IRP=0.1A×20Ω=2V电源电压最大为U4=3V+2V=5V(4)[5]由表格，在电压一定时，电流和电阻乘积为定值，故可得在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。2．(2021·四川攀枝花市)物理组小组做“探究小灯泡的电流与电压的关系”实验，电源电压为3V。序号电压/V电流/A11.000.1722.000.253 0.2843.000.30(1)他们连接的实物电路如图甲所示。(2)闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，而电压表示数接近3V。取下灯泡，两表的示数仍然不变，出现故障的原因可能是______。(3)障排除后，当滑动变阻器的滑片P在如图甲所示的位置时，小灯泡亮度较亮，要让小灯泡亮度减小，应把滑片P向______(选填“左”或“右”)适当移动。(4)他们测出的小灯泡电流I与电压U变化的情况如上表所示，第3次实验时，电压表的示数如图乙所示，则小灯泡的电压为______V；功率为______W。(5)他们根据上表数据想测出小灯泡的电阻。为了减小误差，他们把四次测量所得电阻的平均值作为小灯泡的电阻值。你认为他们的做法是______(选填“正确”或“错误”)的，理由是______。【答案】小灯泡断路；右；2.5；0.7；错误；小灯泡电阻受温度影响发生了改变。【解析】(2)[1]当灯泡断路时，电压表和电流表串联时，因为电压表的电阻很大，所以电路中的电流很小，几乎忽略不计，电流表示数为0，电压表测的是电源电压示数为3V，当去掉小灯泡时，两个电表示数不变，符合题意，因此故障是小灯泡断路。(3)[2]小灯泡较暗是因为滑动变阻器的滑片在阻值最大处，电路电阻很大，所以要想增大小灯泡的亮度应该向右移动滑片减小电阻。(4)[3]由图可知，电压表选择的量程是0到3V的量程，分度值是0.1V，读数为2.5V。[4]小灯泡的功率为(5)[5][6]小灯泡的电阻受温度影响很大，实验过程中小灯泡的电阻会发生改变，所以不能把四次测量所得电阻的平均值作为小灯泡的电阻值。3．(2021·江苏扬州市)在“探究电流和电阻的关系”实验中，器材有：电源(6V)，电阻箱(0-9999Ω)，滑动变阻器(2001A)，电压表、电流表，开关和导线若干；(1)请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整，使滑片向左移动时电阻减小______；(2)第一组数据的测量过程中，有下列步骤，正确的顺序是______；①保持开关断开，连接实物电路②检查电路无误后闭合开关③读出电流表的示数，断开开关④将滑动变阻器的金属滑片置于阻值最大处⑤转动电阻箱的旋钮使它的阻值为20，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为4V(3)将电阻箱调到15Ω，闭合开关，发现电流表示数如图所示，示数为______A，该电流值与15Ω电阻值______(填“能”或“不能”)作为第二组数据记在表格中，此时电压表示数为0V可能发生的故障是______。【答案】如图；①④②⑤③；0.24；不能；电阻箱被短路。【解析】(1)[1]滑片向左移动时电阻减小，连接变阻器左下方的接线柱，如图所示：(2)[2]实验步骤：①保持开关断开，连接实物电路；④将滑动变阻器的金属滑片置于阻值最大处；②检查电路无误后闭合开关；⑤转动电阻箱的旋钮使它的阻值为20，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为4V；③读出电流表的示数，断开开关。(3)[3]由图可知，电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.24A。[4]电阻箱调到15Ω，此时的电压表的示数为U=IR=0.24A×15Ω=3.6V电压表的示数没有达到4V，该电流值与15Ω电阻值不能作为第二组数据记在表格中。[5]此时电流表有示数，说明电路是通路，电压表示数为0V，可能电阻箱被短路。4．(2021·内蒙古中考真题)在“探究电流与电压关系”实验中，小峰所用电路如图甲所示。(1)电路连接完整后，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P滑到_______(填“a”或“b”)端；(2)闭合开关，移动滑片，依次进行实验，小峰记录的数据如下表所示，其中第二次实验时，电流表指针如图乙所示，则电流表的示数为_______A；实验序号①②③④电压U/V0.81.62.43.0电流I/A0.16 0.480.58(3)分析表中数据，得到的结论是_______；(4)实验结束，小峰整理器材时发现定值电阻很热，他联想到处理数据时，第四组数据之间的关系与前三组数据之间的关系存在差异，他和同组的小华就此展开讨论，认为数据差异可能是________造成的。由此反思实验过程：实验时每次读取数据后要________(写具体操作)，再记录数据，减小此因素对测量结果的影响。【答案】a；0.32；电阻一定时，通过导体的电流与它两端的电压成正比；温度；断开开关。【解析】(1)[1]电路连接完整后，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P滑到最大值，即a端。(2)[2]由图甲可知，电流表使用小量程，分度值为0.02A，由图乙可知，电流表的示数为0.32A。(3)[3]分析表中数据，考虑到误差因素，电压增大为原来的几倍，电流也增大为原来的几倍，可得的结论是：通过导体的电流与它两端的电压成正比。(4)[4]由欧姆定律可得，第四组数据测量出电阻的阻值为R4===5.17Ω同理，第三组数据测量出电阻的阻值为5Ω，由于长时间通电导致电阻温度过高，电阻受温度的影响，随温度升高而增大，所以数据差异可能是由于温度变化导致R变大造成的。[5]为避免长时间通电导致电阻温度过高，对实验结果造成影响，每次读取数据后，要及时断开开关。