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实验15 探究电流与电压、电阻的关系
知识点一、探究电流与电压的关系
提出问题 电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压存在什么关系
猜想与假设 由电压可知，电压时产生的电流的原因，同一个小灯泡，在以一节干电池供电时，小灯泡发光较暗，用两节干电池供电时，小灯泡发光较亮，所以有两种猜想：①导体两端电压越大，导体中电流越大；②通过导体的电流与导体两端电压成正比。
设计实验 运用控制变量法，控制导体（电阻）的阻值不变，通过调节滑动变阻器改变电阻两端电压，观察并记录电流表的示数，分析电流随电压的变化规律。实验电路如图所示。
实验器材 电压表、电流表、滑动变阻器、10Ω的定值电阻、电源、开关、导线若干
进行实验 （1）按照电路图连接实物电路。 （2）闭合开关前检查电路中各元件的连接是否正确，并将滑动变阻器的滑片移动定值最大处。 （3）电路连接无误后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数分别为1V、2.0V、3.0V、4.0V、5.0V、6.0V，从电流表上读出相应的电流值，并记录在表中。 定值R/Ω10Ω电压U/V1.02.03.04.05.06.0电流I/A0.10.20.30.40.50.6
（4）在坐标系中，根据各电流值与对应的电压值描点，并用平滑曲线连接各点，画出I-U关系图像，如图所示。
分析论证 分析实验数据和I-U图像可以看出：定值一定时，通过电阻的电流与其两端电压有关，电流随电压的最大而增大；电压变为原来的几倍，电流也变为原来的几倍，电流与电压的比值为一定值。
实验结论 在电压一定的情况下，通过导体的电流与导体两端电压成正比，即电阻R不变时，
2.注意事项
（1）连接电路时，开关应处于断开状态；
（2）为了使得出的结论更具有普遍性，可换用5Ω、15Ω的电阻重复上述实验步骤；
（3）实验中可以通过改变串联的干电池的个数或调节学生电源的电压，但实验时常采用移动滑动变阻器的滑片P来达到改变电压的目的；
（4）调节滑动变阻器时，要缓慢移动滑片，防止电压表、电流表示数变化过快；
（5）移动滑动变阻器滑片过程中，眼睛要紧盯电压表，当电压表示数达到设定值时，停止移动滑片，记录电流表的示数。
知识点二、探究电流与电阻的关系
提出问题 电压一定时，导体中的电流与导体的电阻存在什么关系
猜想与假设 因为电阻表示导体对电流的阻碍作用的大小，所以电流与电阻的关系有两种猜想：①导体电阻越大，通过的电流越小；②通过导体的电流与导体的电阻成反比。
设计实验 （1）要研究电流与电阻的关系，需要改变接入电路的电阻的大小，在实验时更换不同阻值的电阻接入电路即可； （2）在该实验中，更换电阻后要控制电阻两端电压不变，我们可以在电路中串联一个滑动变阻器，通过调节滑动变阻器使不同的电阻两端电压相等； （3）实验电路图如图所示。
实验器材 电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关各一个，阻值为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻各一个，导线若干
进行实验与收集证据 （1）按实验电路图连接实物电路，将5Ω电阻接入电路中； （2）闭合开关前，检查电路中各元件的连接是否正确，并将滑动变阻器短片移到阻值最大处； （3）确定电路连接无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，是一点半示数为3V，再读出电流表的示数并填入表中； （4）断开开关，将阻值为5Ω的定值电阻更换为10Ω、15Ω的定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，是电压表示数保持在3V不变，分别读出对应电流表的读数并填入表中； 电压U/V3V电阻R/Ω51015电流I/A0.60.30.2
（5）在坐标系中，根据各电流值和对应的电阻值描点，并用平滑的曲线连接各点，画出I-R关系图像，如图所示。
分析论证 分析数据和I-R关系图像可以看出：电压一定时，通过电阻的电流与其阻值有关，电阻变为原来的n倍，电流就变为原来的1/n，电流与电阻的乘积为一定值。
实验结论 在电压一定的情况下，通过导体的电流与导体的电阻成反比，即U不变时，I1R1=I2R2。
（2023 烟台）在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中：
（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。物理上把这种科学探究的方法叫做 。
（2）在“探究电流与电压的关系”的过程中，小明连接了如图甲所示的实物电路。闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到 （选填“A”或“B”）端。闭合开关后，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。
（3）在“探究电流与电阻的关系”的过程中，小明将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，闭合开关，直接读出电流值，这种做法是否正确？ ；理由是什么？ 。
（4）小明根据实验数据绘制了I﹣U和I﹣R的图象，如图丙、丁所示。由图象可以得到的实验结论是：在电阻一定的情况下，通过导体的电流跟这段导体两端的电压成 ；在电压一定的情况下，通过导体的电流跟导体的电阻成 。
（2023 广元）同学们“探究电流与电阻的关系”时，实验室提供的器材有：电压恒为6V的电源一个，定值电阻5个（阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω），规格为“40Ω 1A”的滑动变阻器一个，电流表、电压表、开关各一个，导线若干。
（1）同学们设计并连接了如图甲所示的实验电路，想用电压表的3V量程测量定值电阻R两端的电压，请你用笔画线代替导线，帮助他们把电压表正确连接在电路中（导线不能交叉）。
（2）他们先将R＝5Ω的电阻接在图甲中a、b间，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为U0；保持滑片不动，用10Ω的电阻替换a、b间的电阻后，需将滑动变阻器的滑片P向 （选填“左”或“右”）端移动，才能保持a、b间的电压U0不变；再依次更换a、b间电阻为15Ω、20Ω继续实验。他们根据测量数据作出了电流表示数I与a、b间电阻R阻值的关系图像，如图乙所示。由乙图可知：a、b间电压U0的值为 V；a、b间电压一定时，通过a、b间导体的电流与导体的电阻成 比。
（3）当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后，发现电压表示数始终不能调为U0，为继续完成此次探究，同学们一起设计了如下方案，下列方案不正确的一项是 。
A.将滑动变阻器更换为“50Ω 1A”的滑动变阻器，其余不变
B.将电压为6V的电源更换为电压为5.2V的电源，其余不变
C.只调节滑动变阻器，使U0为2.3V
（2023 黑龙江）在探究“电流与电阻关系”实验时，老师给小明提供了如下器材：电源（电压恒定为4.5V），电流表，电压表，开关各一个，滑动变阻器甲“10Ω，2A”和滑动变阻器乙“20Ω，1A”各一个，定值电阻5Ω、10Ω、15Ω各一个，导线若干。
（1）注意在连接电路时，开关必须处于 状态；
（2）用笔画线代替导线，将图甲的实验电路连接完整（要求：滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变大，导线不允许交叉）；
（3）正确连接电路后闭合开关，发现电流表有示数，无论怎样移动滑片P，电压表都无示数，则故障可能是 （答出一种情况即可）；
（4）排除故障后，小明把5Ω的电阻接入电路中，移动滑片P到适当位置，读出电流表示数如图乙所示，正确记录后，小明又改用10Ω电阻继续实验，闭合开关后，小明应将滑片P向 （选填“左”或者“右”）移动至电压表示数为 V；
（5）小明在实验中所选用的滑动变阻器应该是 （选填“甲”或“乙”）；
（6）利用老师给的器材，还能完成的电学实验有： （写出一个即可）。
（2023 益阳）小明同学想探究“通过灯泡的电流与灯泡两端电压的关系”，设计了如图甲所示的电路图。
（1）请用笔画线代替导线，按照图甲所示的电路图，在图乙中将实物电路连接完整（要求连线不得交叉；滑动变阻器的滑片向左移动，小灯泡变亮）。
（2）小明同学正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，但电压表示数较大。接下来正确的操作是 。
A.检查电路是否短路
B.更换电流表
C.检查小灯泡是否接触良好或损坏
D.移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（3）排除电路故障后，下表是按正确的操作测得的数据，其中第一次测得的电流如图丙所示，则电流表示数为 A。从表中数据可看出，通过灯泡的电流与灯泡两端的电压不成正比，其原因是 。
实验次数 1 2 3
电压U/V 2.0 3.0 3.8
电流I/A 0.38 0.40
（2023 威海）在探究“电流与电阻的关系”实验中，电源电压恒为9V，滑动变阻器规格为“50Ω 2A”。
（1）根据图甲所示的电路图，请用笔画线代替导线，将图乙所示的实物图连接完整（导线不允许交叉）。
（2）连接好电路，将滑动变阻器阻值调到最大，闭合开关，移动滑片，发现电流表无示数，电压表示数始终接近电源电压。导致这一现象的原因可能是 。
A.电流表损坏
B.滑动变阻器短路
C.定值电阻R接触不良
D.定值电阻R短路
（3）排除故障继续实验，更换不同的定值电阻后，都需要调节滑动变阻器，其目的是 ，实验数据如表所示，其中第6次实验中电流表示数如图丙所示，其读数为 A。
实验次数 1 2 3 4 5 6 …
电阻R/Ω 5 7.5 12 15 20 25 …
电流I/A 1.2 0.8 0.48 0.4 0.32 …
（4）在如图丁所示坐标系中已经描出所有实验数据对应的点，请绘出图象，分析并得出结论： 。
（5）实验完成后，在评估“将5Ω电阻更换成7.5Ω电阻继续实验”这一环节中，甲小组认为，更换成7.5Ω电阻后需要将滑动变阻器阻值调到最大，才能闭合开关进行实验；而乙小组认为，更换成7.5Ω电阻后不需要将滑动变阻器阻值调到最大，可直接闭合开关进行实验。你认为哪个小组的观点正确并写出理由： 。
（2023 武汉模拟）在“探究电流与电阻的关系”实验中，某实验小组设计了如图甲所示电路。其中电源电压为6V，定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
（1）小明利用甲电路图连接实物电路进行实验，请帮小明将乙图连接完整。
（2）小明检查电路连接无误后闭合开关，移动滑片，使电压表的示数等于2V，读出此时电流表的示数为0.4A，然后小明断开开关，取下5Ω电阻，换上10Ω电阻，闭合开关，并 ，使10Ω电阻两端电压为 ，读出此时电流，填入表格。
（3）实验小组用10Ω电阻做完实验后，又换用15Ω的电阻，同学们发现无论怎样调节滑动变阻器，都无法使电压表示数达到刚才的示数，他想到可以利用在电路中再串联一个定值电阻的方法，若他想利用这个方法顺利完成本次和余下实验，则串联的定值电阻阻值可选用范围为 Ω。
（2023 咸宁模拟）小科同学为了探究“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：电压恒为3V的电源，电流表、电压表各一只，一个开关，阻值分别为10Ω、20Ω、50Ω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）小科连接好电路，闭合开关后，移动滑动变阻器滑片时，发现电流表指针正常偏转，电压表示数为零，则发生这种故障的原因可能是 。
（2）故障排除后，小科先把10Ω的电阻接入电路，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为2V，读出电流表示数后，断开开关，他直接拆下10Ω的电阻，改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验，闭合开关，电压表示数如图丙所示，其示数是 V，接下来他向右调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2V。
（3）当小科改用50Ω的电阻继续实验时，发现无论怎样移动滑片，都无法使电压表示数达到实验要求的值，你认为造成该现象的原因可能是 。
A．电源电压太小
B．电压表量程太小
C．滑动变阻器阻值太小
D．滑动变阻器烧坏了
（4）小科解决了上述问题后，利用收集到的多组数据。作出了如图丁所示的电流I随电阻R变化的关系图像，分析图像得出的结论是 。
（2023 鄢陵县二模）利用如图甲所示的电路探究电流跟电压的关系，电源电压保持6V不变。
（1）图甲中有一根导线接错，在错误的导线上打“×”，画出正确的导线。
（2）连接电路时，开关应处于 状态；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最 （选填“左”或“右”）端，其目的是 。
（3）正确连接电路后，闭合开关，移动滑片，发现电压表和电流表示数均为0，你认为原因可能是： （写一条原因即可）。
（4）排除故障继续实验，记录实验数据如下表：
序号 1 2 3 4 5
电压/V 1 2 3 4 5
电流/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
根据实验数据，你是如何判断通过导体的电流跟导体两端的电压成正比关系的，请你简要写出你的方法： ；
②根据表中的数据计算1﹣5次实验过程中，滑动变阻器接入电路的阻
值范围为 Ω。
（5）小林想探究电流和电阻的关系，连接了如图乙的电路，R0为定值电阻，实验中他多次更换不同阻值的定值电阻R，记录电流表和定值电阻R的实验数据。你认为小林 （选填“能”或“不能”）达到实验目的，原因是： 。
（2023 石景山区二模）实验桌上有学生电源、滑动变阻器R、电流表和电压表各一块、开关1个，阻值不等的定值电阻和导线若干。小明选用这些器材，探究“导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体电阻的关系”。他的实验步骤如下：
①将电压表、电流表调零，断开开关，按如图所示的电路图连接电路，将滑动变阻器的滑片P调至B端；
②闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P使电压表的示数U，同时读出电流表的示数I，断开开关S，并将定值电阻R0的阻值、电压表、电流表示数记录在实验数据记录表中；
③更换另一阻值的定值电阻R0，闭合开关S，读出电流表的示数I，断开开关S，并将实验数据记录在表格中；
④仿照步骤③，再进行4次实验，并将实验数据记录在表格中。
请根据以上叙述回答下列问题：
（1）小明实验过程中存在的主要问题是： 。
（2）针对小明实验过程中存在的问题，写出改进措施： 。
（3）画出实验数据记录表格。
（2023 振兴区校级模拟）在“探究电流与电阻的关系”实验中，提供器材有：电源电压为3V保持不变，三个定值电阻R1（5Ω）、R2（10Ω）、R3（15Ω），标有“30Ω 1A”的滑动变阻器R、电压表（可用量程：0～3V、0～15V）、电流表（0～0.6A）、开关各1只，导线若干。
（1）选择5Ω的定值电阻R1，正确连接电路进行实验，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调至最 （选填“左”或“右”）端。闭合开关，移动滑片使电压表的示数为U1，电流表的示数如图乙所示，此时电路中的电流为 A；
（2）滑动变阻器滑片位置不变，将定值电阻R1换成定值电阻R2，继续实验，为使电压表的示数保持U1不变，应向 （左/右）移动滑片。在此移动过程中，电阻R2与滑动变阻器R消耗的电功率之比将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）图丙是根据测量的数据绘制的电流与电阻关系的图像，可得出实验结论为： ；
（4）以现有的器材完成整个实验，定值电阻两端的预设电压可取的最小值为 V；
（5）此实验进行多次测量是为了 （选填“减小误差”或“寻找规律”）。
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实验15 探究电流与电压、电阻的关系
知识点一、探究电流与电压的关系
提出问题 电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压存在什么关系
猜想与假设 由电压可知，电压时产生的电流的原因，同一个小灯泡，在以一节干电池供电时，小灯泡发光较暗，用两节干电池供电时，小灯泡发光较亮，所以有两种猜想：①导体两端电压越大，导体中电流越大；②通过导体的电流与导体两端电压成正比。
设计实验 运用控制变量法，控制导体（电阻）的阻值不变，通过调节滑动变阻器改变电阻两端电压，观察并记录电流表的示数，分析电流随电压的变化规律。实验电路如图所示。
实验器材 电压表、电流表、滑动变阻器、10Ω的定值电阻、电源、开关、导线若干
进行实验 （1）按照电路图连接实物电路。 （2）闭合开关前检查电路中各元件的连接是否正确，并将滑动变阻器的滑片移动定值最大处。 （3）电路连接无误后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数分别为1V、2.0V、3.0V、4.0V、5.0V、6.0V，从电流表上读出相应的电流值，并记录在表中。 定值R/Ω10Ω电压U/V1.02.03.04.05.06.0电流I/A0.10.20.30.40.50.6
（4）在坐标系中，根据各电流值与对应的电压值描点，并用平滑曲线连接各点，画出I-U关系图像，如图所示。
分析论证 分析实验数据和I-U图像可以看出：定值一定时，通过电阻的电流与其两端电压有关，电流随电压的最大而增大；电压变为原来的几倍，电流也变为原来的几倍，电流与电压的比值为一定值。
实验结论 在电压一定的情况下，通过导体的电流与导体两端电压成正比，即电阻R不变时，
2.注意事项
（1）连接电路时，开关应处于断开状态；
（2）为了使得出的结论更具有普遍性，可换用5Ω、15Ω的电阻重复上述实验步骤；
（3）实验中可以通过改变串联的干电池的个数或调节学生电源的电压，但实验时常采用移动滑动变阻器的滑片P来达到改变电压的目的；
（4）调节滑动变阻器时，要缓慢移动滑片，防止电压表、电流表示数变化过快；
（5）移动滑动变阻器滑片过程中，眼睛要紧盯电压表，当电压表示数达到设定值时，停止移动滑片，记录电流表的示数。
知识点二、探究电流与电阻的关系
提出问题 电压一定时，导体中的电流与导体的电阻存在什么关系
猜想与假设 因为电阻表示导体对电流的阻碍作用的大小，所以电流与电阻的关系有两种猜想：①导体电阻越大，通过的电流越小；②通过导体的电流与导体的电阻成反比。
设计实验 （1）要研究电流与电阻的关系，需要改变接入电路的电阻的大小，在实验时更换不同阻值的电阻接入电路即可； （2）在该实验中，更换电阻后要控制电阻两端电压不变，我们可以在电路中串联一个滑动变阻器，通过调节滑动变阻器使不同的电阻两端电压相等； （3）实验电路图如图所示。
实验器材 电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关各一个，阻值为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻各一个，导线若干
进行实验与收集证据 （1）按实验电路图连接实物电路，将5Ω电阻接入电路中； （2）闭合开关前，检查电路中各元件的连接是否正确，并将滑动变阻器短片移到阻值最大处； （3）确定电路连接无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，是一点半示数为3V，再读出电流表的示数并填入表中； （4）断开开关，将阻值为5Ω的定值电阻更换为10Ω、15Ω的定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，是电压表示数保持在3V不变，分别读出对应电流表的读数并填入表中； 电压U/V3V电阻R/Ω51015电流I/A0.60.30.2
（5）在坐标系中，根据各电流值和对应的电阻值描点，并用平滑的曲线连接各点，画出I-R关系图像，如图所示。
分析论证 分析数据和I-R关系图像可以看出：电压一定时，通过电阻的电流与其阻值有关，电阻变为原来的n倍，电流就变为原来的1/n，电流与电阻的乘积为一定值。
实验结论 在电压一定的情况下，通过导体的电流与导体的电阻成反比，即U不变时，I1R1=I2R2。
（2023 烟台）在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中：
（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。物理上把这种科学探究的方法叫做 。
（2）在“探究电流与电压的关系”的过程中，小明连接了如图甲所示的实物电路。闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到 （选填“A”或“B”）端。闭合开关后，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。
（3）在“探究电流与电阻的关系”的过程中，小明将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，闭合开关，直接读出电流值，这种做法是否正确？ ；理由是什么？ 。
（4）小明根据实验数据绘制了I﹣U和I﹣R的图象，如图丙、丁所示。由图象可以得到的实验结论是：在电阻一定的情况下，通过导体的电流跟这段导体两端的电压成 ；在电压一定的情况下，通过导体的电流跟导体的电阻成 。
【解答】解：（1）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；物理上把这种科学探究的方法叫做控制变量法；
（2）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到阻值最大处，即A端；
闭合开关后，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，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.4A；
（3）小明将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，闭合开关，直接读出电流值，这种做法不正确；实验中，当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，故更换电阻后，应调节滑动变阻器滑片，保持定值电阻两端电压不变，然后读出电流值；
（4）由图丙可知，图线为一条过原点的斜线，故可以得到的实验结论是：在电阻一定的情况下，通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比；
由图丁可知，电流与电阻的乘积UV＝IR＝0.4A×5Ω＝……＝0.1A×20Ω＝2V，为一定值，故可以得到的实验结论是：在电压一定的情况下，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
故答案为：（1）控制变量法；（2）A；0.4；（3）不正确；没有控制定值电阻两端的电压不变；（4）正比；反比。
（2023 广元）同学们“探究电流与电阻的关系”时，实验室提供的器材有：电压恒为6V的电源一个，定值电阻5个（阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω），规格为“40Ω 1A”的滑动变阻器一个，电流表、电压表、开关各一个，导线若干。
（1）同学们设计并连接了如图甲所示的实验电路，想用电压表的3V量程测量定值电阻R两端的电压，请你用笔画线代替导线，帮助他们把电压表正确连接在电路中（导线不能交叉）。
（2）他们先将R＝5Ω的电阻接在图甲中a、b间，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为U0；保持滑片不动，用10Ω的电阻替换a、b间的电阻后，需将滑动变阻器的滑片P向 （选填“左”或“右”）端移动，才能保持a、b间的电压U0不变；再依次更换a、b间电阻为15Ω、20Ω继续实验。他们根据测量数据作出了电流表示数I与a、b间电阻R阻值的关系图像，如图乙所示。由乙图可知：a、b间电压U0的值为 V；a、b间电压一定时，通过a、b间导体的电流与导体的电阻成 比。
（3）当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后，发现电压表示数始终不能调为U0，为继续完成此次探究，同学们一起设计了如下方案，下列方案不正确的一项是 。
A.将滑动变阻器更换为“50Ω 1A”的滑动变阻器，其余不变
B.将电压为6V的电源更换为电压为5.2V的电源，其余不变
C.只调节滑动变阻器，使U0为2.3V
【解答】解：（1）电压表与定值电阻并联接入电路，注意接线柱正进负出，由图乙可知控制电压为2V，正接线柱选择“3“接线柱，如下图所示：
（2）实验中，用10Ω的电阻替换5Ω，根据分压原理，电阻两端的电压变大，即电压表示数变大；研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大变阻器两端的电压，由分压原理，要增大变阻器电阻阻值，故应向右移动滑片才能达到实验要求；
根据图乙所示的图象可知，a、b两端的电压为：U＝IR＝0.4A×5Ω＝﹣﹣﹣＝0.1A×20Ω＝2V，为一定值，
故可得出：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
（3）A、由图可知，电源电压为6V，定值电阻两端电压为2V，滑动变阻器两端电压为4V，根据串联分压原理得R定：R变＝UV：U变＝2V：4V＝1：2，滑动变阻器的阻值是定值电阻的2倍，当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后，则解得R变＝50Ω，如果只更换滑动变阻器，则更换的滑动变阻器最大阻值至少为50Ω，因此该方法可行，故A不符合题意；
B、如果重新开始实验，只更换电源，将电压为6V的电源更换为电压为5.2V的电源，定值电阻两端电压保持不变为2V，滑动变阻器两端电压为3.2V，根据串联分压原理得R定：R变＝UV：U变＝2V：3.2V＝1：1.6，滑动变阻器的阻值是定值电阻的1.6倍，当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后，则解得R变＝40Ω，因此该方法可行，故B不符合题意；
C、如果重新开始实验，只改变控制电压U0，使U0为2.3V，电源电压为6V，定值电阻两端电压为2.3V，滑动变阻器两端电压为3.7V，根据串联分压原理得R定：R变＝UV：U变＝2.3V：3.7V＝23：37，滑动变阻器的阻值是定值电阻的倍，当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后，则解得R变＝25Ω40.2Ω，因此该方法不可行，故C不正确，符合题意。
故答案为：（1）如上图所示；（2）右；2；反；（3）C。
（2023 黑龙江）在探究“电流与电阻关系”实验时，老师给小明提供了如下器材：电源（电压恒定为4.5V），电流表，电压表，开关各一个，滑动变阻器甲“10Ω，2A”和滑动变阻器乙“20Ω，1A”各一个，定值电阻5Ω、10Ω、15Ω各一个，导线若干。
（1）注意在连接电路时，开关必须处于 状态；
（2）用笔画线代替导线，将图甲的实验电路连接完整（要求：滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变大，导线不允许交叉）；
（3）正确连接电路后闭合开关，发现电流表有示数，无论怎样移动滑片P，电压表都无示数，则故障可能是 （答出一种情况即可）；
（4）排除故障后，小明把5Ω的电阻接入电路中，移动滑片P到适当位置，读出电流表示数如图乙所示，正确记录后，小明又改用10Ω电阻继续实验，闭合开关后，小明应将滑片P向 （选填“左”或者“右”）移动至电压表示数为 V；
（5）小明在实验中所选用的滑动变阻器应该是 （选填“甲”或“乙”）；
（6）利用老师给的器材，还能完成的电学实验有： （写出一个即可）。
【解答】解：（1）为保护电路，在连接电路时，开关必须处于断开状态；
（2）滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变大，说明滑动变阻器阻值变小，故滑动变阻器选用左下接线柱与电阻R串联在电路中，如下图所示：
；
（3）正确连接电路后闭合开关，发现电流表有示数，说明电路是通路；无论怎样移动滑片P，电压表都无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路，即故障可能是电阻R短路（或电压表短路或电压表断路）；
（4）排除故障后，小明把5Ω的电阻接入电路中，移动滑片P到适当位置，读出电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.5A，则定值电阻两端电压为UV＝I1R1＝0.5A×5Ω＝2.5V；
实验中，当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大滑动变阻器两端的电压，由分压原理，要增大滑动变阻器电阻阻值，故应把滑动变阻器滑片向右移动至电压表示数为2.5V；
（5）实验中使用的定值电阻阻值最大为15Ω，定值电阻两端的电压始终保持UV＝2.5V，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝4.5V﹣2.5V＝2V，滑动变阻器分得的电压为电压表示数的0.8倍，根据分压原理，当接入15Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝0.8×15Ω＝12Ω，即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于12Ω，故选乙；
（6）根据R知此实验还可以测量电阻的阻值。
故答案为：（1）断开；（2）见解答图；（3）电阻R短路（或电压表短路或电压表断路）；（4）右；2.5；（5）乙；（6）测量电阻的阻值。
（2023 益阳）小明同学想探究“通过灯泡的电流与灯泡两端电压的关系”，设计了如图甲所示的电路图。
（1）请用笔画线代替导线，按照图甲所示的电路图，在图乙中将实物电路连接完整（要求连线不得交叉；滑动变阻器的滑片向左移动，小灯泡变亮）。
（2）小明同学正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，但电压表示数较大。接下来正确的操作是 。
A.检查电路是否短路
B.更换电流表
C.检查小灯泡是否接触良好或损坏
D.移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（3）排除电路故障后，下表是按正确的操作测得的数据，其中第一次测得的电流如图丙所示，则电流表示数为 A。从表中数据可看出，通过灯泡的电流与灯泡两端的电压不成正比，其原因是 。
实验次数 1 2 3
电压U/V 2.0 3.0 3.8
电流I/A 0.38 0.40
【解答】解：（1）电流表、灯泡、滑动变阻器、开关串联接入电路；滑动变阻器“一上一下”接线柱接入电路；如下图所示：
（2）小明同学正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，但电压表示数较大，说明与电压表并联的小灯泡断路，接下来应检查小灯泡是否接触良好或损坏，故选C；
（3）由图可知，电流表所选量程为0～0.6A，分度值是0.02A，根据指针位置可知，其示数是0.32A；
由表格中的数据和公式R可知：随灯泡电压与电流增大，灯泡实际功率增大，灯丝温度升高，灯泡电阻变大，灯泡的电流跟灯泡两端电压的不成正比，其原因是灯丝的电阻随着温度的升高而增大。
故答案为：（1）如上图所示；（2）C；（3）0.32；灯丝的电阻随着温度的升高而增大。
（2023 威海）在探究“电流与电阻的关系”实验中，电源电压恒为9V，滑动变阻器规格为“50Ω 2A”。
（1）根据图甲所示的电路图，请用笔画线代替导线，将图乙所示的实物图连接完整（导线不允许交叉）。
（2）连接好电路，将滑动变阻器阻值调到最大，闭合开关，移动滑片，发现电流表无示数，电压表示数始终接近电源电压。导致这一现象的原因可能是 。
A.电流表损坏
B.滑动变阻器短路
C.定值电阻R接触不良
D.定值电阻R短路
（3）排除故障继续实验，更换不同的定值电阻后，都需要调节滑动变阻器，其目的是 ，实验数据如表所示，其中第6次实验中电流表示数如图丙所示，其读数为 A。
实验次数 1 2 3 4 5 6 …
电阻R/Ω 5 7.5 12 15 20 25 …
电流I/A 1.2 0.8 0.48 0.4 0.32 …
（4）在如图丁所示坐标系中已经描出所有实验数据对应的点，请绘出图象，分析并得出结论： 。
（5）实验完成后，在评估“将5Ω电阻更换成7.5Ω电阻继续实验”这一环节中，甲小组认为，更换成7.5Ω电阻后需要将滑动变阻器阻值调到最大，才能闭合开关进行实验；而乙小组认为，更换成7.5Ω电阻后不需要将滑动变阻器阻值调到最大，可直接闭合开关进行实验。你认为哪个小组的观点正确并写出理由： 。
【解答】解：（1）由图甲可知滑片左移滑动变阻器接入电路的电阻变大，所以导线连接滑动变阻器的右下接线柱，如图：
；
（2）闭合开关，移动滑片，发现电流表无示数，说明电路断路，电压表示数始终接近电源电压，说明电压表串联接入电路，即与电压表并联的电阻电阻断路，故选C；
（3）探究“电流与电阻的关系”实验需保持定值电阻两端的电压不变；
电流表接入电路的是小量程，分度值为0.02A，示数为0.24A；
（4）用平滑曲线连接，如图：
，
分析图象可得电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
（5）甲组，闭合开关前滑动变阻器的阻值需调到阻值最大处。
故答案为：（1）如图；（2）C；（3）保持定值电阻两端电压不变；0.24；（4）如图；电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（5）甲组，闭合开关前滑动变阻器的阻值需调到阻值最大处。
（2023 武汉模拟）在“探究电流与电阻的关系”实验中，某实验小组设计了如图甲所示电路。其中电源电压为6V，定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
（1）小明利用甲电路图连接实物电路进行实验，请帮小明将乙图连接完整。
（2）小明检查电路连接无误后闭合开关，移动滑片，使电压表的示数等于2V，读出此时电流表的示数为0.4A，然后小明断开开关，取下5Ω电阻，换上10Ω电阻，闭合开关，并 ，使10Ω电阻两端电压为 ，读出此时电流，填入表格。
（3）实验小组用10Ω电阻做完实验后，又换用15Ω的电阻，同学们发现无论怎样调节滑动变阻器，都无法使电压表示数达到刚才的示数，他想到可以利用在电路中再串联一个定值电阻的方法，若他想利用这个方法顺利完成本次和余下实验，则串联的定值电阻阻值可选用范围为 Ω。
【解答】解：（1）按照图甲的电路图，将图乙中还未连入的电压表和滑动变阻器接入电路，电压表应并联到定值电阻两端，且保证电流从正接线柱流入，从负接线柱流出，滑动变阻器按照“一上一下”连入电路，且保证左侧电阻接入电路，
如图所示：
；
（2）换用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，即向右移动变阻器的滑片，使10Ω电阻两端电压为大小等于原来的电压即2V，读出此时电流，填入表格；
（3）在“探究电流与电阻的关系”实验中，需要控制定值电阻两端的电压不变，即定值电阻两端的电压需控制在2V不变，则变阻器两端的电压U滑＝U﹣U定＝6V﹣2V＝4V，
他想利用这个方法顺利完成本次实验（所用定值电阻的阻值为15Ω），根据串联分压规律可得，此时变阻器接入电路的电阻应为：
R滑R定15Ω＝30Ω＞20Ω，
则新串联定值电阻的最小阻值为30Ω﹣20Ω＝10Ω，而新串联定值电阻的最大阻值为30Ω（此时原来变阻器接入电路的阻值为0），所以，这种情况下新串联定值电阻的取值范围为10～30Ω；
要完成余下实验（所用定值电阻的阻值为20Ω），根据串联分压规律可得，此时变阻器接入电路的电阻应为：
R滑′R定′20Ω＝40Ω＞20Ω，
则新串联定值电阻的最小阻值为40Ω﹣20Ω＝20Ω，而新串联定值电阻的最大阻值为40Ω（此时原来变阻器接入电路的阻值为0），所以，这种情况下新串联定值电阻的取值范围为20～40Ω；
根据不等式的知识可知，要用这个方法顺利完成本次和余下实验，则串联的定值电阻阻值可选用范围应为20～30Ω。
故答案为：（1）见上图；（2）向右移动变阻器的滑片；2V；（3）20～30。
（2023 咸宁模拟）小科同学为了探究“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：电压恒为3V的电源，电流表、电压表各一只，一个开关，阻值分别为10Ω、20Ω、50Ω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）小科连接好电路，闭合开关后，移动滑动变阻器滑片时，发现电流表指针正常偏转，电压表示数为零，则发生这种故障的原因可能是 。
（2）故障排除后，小科先把10Ω的电阻接入电路，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为2V，读出电流表示数后，断开开关，他直接拆下10Ω的电阻，改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验，闭合开关，电压表示数如图丙所示，其示数是 V，接下来他向右调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2V。
（3）当小科改用50Ω的电阻继续实验时，发现无论怎样移动滑片，都无法使电压表示数达到实验要求的值，你认为造成该现象的原因可能是 。
A．电源电压太小
B．电压表量程太小
C．滑动变阻器阻值太小
D．滑动变阻器烧坏了
（4）小科解决了上述问题后，利用收集到的多组数据。作出了如图丁所示的电流I随电阻R变化的关系图像，分析图像得出的结论是 。
【解答】解：（1）电流表指针正常偏转，说明电路为通路，电压表示数为零，可能是与电压表并联的定值电阻R短路。
（2）因为电源电压为3V，故电压表的量程为0～3V，故图丙中电压表的分度值为0.1V，示数为2.4V。
（3）AB、电阻两端的电压始终保持UV＝2V＜3V，当接入50Ω电阻时且变阻器接入最大阻值时，电源电压为最大，由分压原理可得：，所以电源电压最大值：UEUR2V＝2.8V＜3V，故AB不符合题意；
CD、根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝3V﹣2V＝1V，滑动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50Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝0.5×50Ω＝25Ω＞20Ω，故C符合题意、D不符合题意；
故选：C。
（4）由图像可知，导体的电阻增大，通过导体的电流减小，通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变，故可得出结论：导体两端电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比。
故答案为：（1）R短路；（2）2.4；（3）C；（4）导体两端电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比。
（2023 鄢陵县二模）利用如图甲所示的电路探究电流跟电压的关系，电源电压保持6V不变。
（1）图甲中有一根导线接错，在错误的导线上打“×”，画出正确的导线。
（2）连接电路时，开关应处于 状态；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最 （选填“左”或“右”）端，其目的是 。
（3）正确连接电路后，闭合开关，移动滑片，发现电压表和电流表示数均为0，你认为原因可能是： （写一条原因即可）。
（4）排除故障继续实验，记录实验数据如下表：
序号 1 2 3 4 5
电压/V 1 2 3 4 5
电流/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
根据实验数据，你是如何判断通过导体的电流跟导体两端的电压成正比关系的，请你简要写出你的方法： ；
②根据表中的数据计算1﹣5次实验过程中，滑动变阻器接入电路的阻
值范围为 Ω。
（5）小林想探究电流和电阻的关系，连接了如图乙的电路，R0为定值电阻，实验中他多次更换不同阻值的定值电阻R，记录电流表和定值电阻R的实验数据。你认为小林 （选填“能”或“不能”）达到实验目的，原因是： 。
【解答】解：（1）在“探究电流跟电压的关系”的实验中，定值电阻、滑动变阻器和电流表串联接入电路，电压表并联在定值电阻两端，而图甲中电流表和电压表串联后与定值电阻并联，这是错误的，据此分析改接电路，如图所示：
；
（2）为了保护电路，在连接电路时，开关应断开，且在闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端，由图甲可知滑片位于最右端；
（3）连接电路后，闭合开关，移动滑片，发现电流表示数为0，说明电路可能出现了断路，且电压表示数也为0，说明与电压表并联部分之外的电路发生了断路，由此判断可能的电路故障为滑动变阻器断路（或开关断路）；
（4）①根据实验数据：R10Ω，可知电压与电流的比值为一定值，即可判断出通过导体的电流跟导体两端的电压成正比关系；
②当电路电流最小为0.1A时，根据欧姆定律R计算出电路的最大总电阻R总最大，
当电路电流最小为0.5A时，根据欧姆定律R计算出电路的最小总电阻R总最小，
由①分析可知定值电阻大小为10Ω，
再根据串联电路电阻的规律可得滑动变阻器接入电路的最大阻值为：R滑最大＝R总最大﹣R＝60Ω﹣10Ω＝50Ω，
滑动变阻器接入电路的最小阻值为：R滑最小＝R总最小﹣R＝12Ω﹣10Ω＝2Ω，
由此可知滑动变阻器接入电路的阻值范围为：2Ω≤R′≤50Ω；
（5）因为不同阻值的定值电阻R与定值电阻R0串联，在电源电压不变的情况下，根据串联分压原理可知当换用不同阻值的定值电阻R进行实验时，定值电阻R两端的分压将不同，而在“探究电流和电阻的关系”的实验中，要控制定值电阻两端电压不变，由此可知小林不能达到实验目的。
故答案为：（1）见上图；（2）断开；右；保护电路；（3）滑动变阻器断路（或开关断路）；（4）①根据实验数据：R10Ω，可知电压与电流的比值为一定值，即可判断出通过导体的电流跟导体两端的电压成正比关系；②2Ω≤R′≤50；（5）不能控制定值电阻R两端电压不变。
（2023 石景山区二模）实验桌上有学生电源、滑动变阻器R、电流表和电压表各一块、开关1个，阻值不等的定值电阻和导线若干。小明选用这些器材，探究“导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体电阻的关系”。他的实验步骤如下：
①将电压表、电流表调零，断开开关，按如图所示的电路图连接电路，将滑动变阻器的滑片P调至B端；
②闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P使电压表的示数U，同时读出电流表的示数I，断开开关S，并将定值电阻R0的阻值、电压表、电流表示数记录在实验数据记录表中；
③更换另一阻值的定值电阻R0，闭合开关S，读出电流表的示数I，断开开关S，并将实验数据记录在表格中；
④仿照步骤③，再进行4次实验，并将实验数据记录在表格中。
请根据以上叙述回答下列问题：
（1）小明实验过程中存在的主要问题是： 。
（2）针对小明实验过程中存在的问题，写出改进措施： 。
（3）画出实验数据记录表格。
【解答】解：（1）（2）探究“导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体电阻的关系”的实验需控制电阻两端的电压一定，所以更换定值电阻后，闭合开关S，需调节滑动变阻器滑片P使电压表的示数U保持不变；
（3）实验中需记录不同电阻的阻值和通过电路的电流，表格如下：
实验次数 1 2 3 4 5 6
电流I/A
电阻R/Ω
故答案为：（1）没有控制电阻两端的电压一定；（2）更换定值电阻后，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P使电压表的示数U保持不变；（3）见上表。
（2023 振兴区校级模拟）在“探究电流与电阻的关系”实验中，提供器材有：电源电压为3V保持不变，三个定值电阻R1（5Ω）、R2（10Ω）、R3（15Ω），标有“30Ω 1A”的滑动变阻器R、电压表（可用量程：0～3V、0～15V）、电流表（0～0.6A）、开关各1只，导线若干。
（1）选择5Ω的定值电阻R1，正确连接电路进行实验，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调至最 （选填“左”或“右”）端。闭合开关，移动滑片使电压表的示数为U1，电流表的示数如图乙所示，此时电路中的电流为 A；
（2）滑动变阻器滑片位置不变，将定值电阻R1换成定值电阻R2，继续实验，为使电压表的示数保持U1不变，应向 （左/右）移动滑片。在此移动过程中，电阻R2与滑动变阻器R消耗的电功率之比将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）图丙是根据测量的数据绘制的电流与电阻关系的图像，可得出实验结论为： ；
（4）以现有的器材完成整个实验，定值电阻两端的预设电压可取的最小值为 V；
（5）此实验进行多次测量是为了 （选填“减小误差”或“寻找规律”）。
【解答】解：（1）为了保护电路闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，即B端；
如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.38A；
（2）研究电流与电阻的关系时，要控制电压不变，当R0的阻值变大时，根据分压原理，电压表示数变大，要减小电压表示数，根据串联电路电压的规律，要增大变阻器的电压，由分压原理，就要增大变阻器连入电路中的电阻大小，即向右端移动；
根据P＝UI，电流相等，R2的电压变小，R的电压变大，故电阻R2与滑动变阻器R消耗的电功率之比变小；
（3）图丙是根据测量的数据绘制的电流与电阻关系的图像，可得出实验结论为：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
（4）由串联电路的规律及分压原理有：①，
等式左边为一定值，故右边也为一定值，当变阻器的最大电阻连入电路时，对应的定值电阻最大，这时控制的电压表示数最小，
故有：，
解得：UV＝1V，
电压预设的最小值为UV＝1V。
（5）此实验进行多次测量是为了寻找规律。
故答案为：（1）右；0.38；（2）右；变小；（3）当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（4）1；（5）寻找规律。
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