实验15 探究电流与电压、电阻的关系
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。
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。
（2024 连云港）小明在“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验时，他用如图甲所示的电路进行实验，实验中乙电阻R两端的电压始终保持2V不变，电路中仪表均完好无损。
（1）连接电路前，小明发现电压表指针如图乙所示，他应先 。
（2）连接好电路后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，电压表有示数，电流表无示数，则电路故障的原因可能是 。
（3）排除故障后，小明将不同阻值的电阻接入电路进行实验，某次实验时电流表的示数如图丙所示，此时电阻R的阻值为 Ω。
（4）在实验过程中，当把电阻R由20Ω更换为10Ω时，滑动变阻器接入电路中的电阻应 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2024 青岛）小明用图甲所示的实验装置探究电流和电阻的关系。电源电压为4.5V，三个定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω和15Ω，两个滑动变阻器规格分别为“10Ω，1A”和“20Ω，1A”。
（1）图甲电路连接不完整，请用笔画线代替导线将电路连接完整。
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到 （选填“左”或“右”）端。
（3）正确连接电路后，小明依次使用三个定值电阻进行实验。每次更换定值电阻后，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数与前一次实验相同，记录相应电流表示数，绘制出I﹣R图象如图乙所示，实验中电压表的示数为 V。
（4）小明找来一个未知阻值的电阻，重复上述实验，电流表表盘如图丙所示，其示数为 A，该电阻的阻值为 Ω。
（5）根据以上实验数据，实验中小明选择的滑动变阻器规格应为 。
（2024 长安区校级模拟）在“探究电流与电阻关系”的实验中，小明采用如下电路进行实验，其中电源为三节新干电池，定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、25Ω，滑动变阻器规格为“30Ω；1A”。
（1）当小明准备闭合开关时，同桌小华拦住了他，说接线有一处错误。请你在图中将连接错误的导线打“×”，并用笔画一根正确连接的导线；
（2）正确连接电路后，在开关闭合前，小明应将滑动变阻器的滑片应移到 端（选填“A”或“B”）；
（3）闭合开关，发现电流表有示数，而电压表示数为零，调节滑动变阻器滑片发现电流表示数有变化，而电压表示数仍为零，其原因可能是定值电阻 （选填“断路”或“短路”）；
（4）排除故障后，分别用5Ω、10Ω、20Ω的电阻进行实验，正确操作，记录的数据如表所示，则实验中控制电压表的示数为 V不变。将10Ω的电阻换成15Ω后，为了保持电压表的示数不变，应将滑动变阻器的滑片向 端移动（选填“A”或“B”）。当使用25Ω的电阻做实验时，小明发现无法使电压表示数为所控制电压，分析后发现滑动变阻器的最大阻值太小。为了完成实验，滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω；
实验次数 1 2 3 4
R/Ω 5 10 20 25
I/A 0.4 0.2 0.1
（5）分析实验数据得出结论：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成 关系。
（2024 西宁）小宁和同学们在“测量小灯泡电阻”的实验中，选用额定电压为2.5V的小灯泡、三节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器（50Ω，1A）、开关、导线等实验器材进行实验。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片向右滑动时，小灯泡变亮。
（2）连接电路时，开关应该 ，滑动变阻器的滑片调到阻值最大处。
（3）闭合开关，在移动滑动变阻器滑片的过程中，发现两个电表指针都左右摆动，同时看到小灯泡闪烁，用手捏紧滑动变阻器的滑片后，电路恢复正常，则电路故障的原因可能是 。
（4）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，记录多组数据，并绘制出图乙所示的I﹣U关系图像。当电压表的示数为 V时小灯泡正常发光，此时的电阻为 Ω。
（5）同学们交流后，发现该实验还可以测量小灯泡的电功率，并分析出小灯泡的实际电压为额定电压的一半时，小灯泡的实际功率 （选填“大于”“等于”或“小于”）额定功率的四分之一，其根本原因是 。
（2024 云南）实验小组探究“电流与电压的关系”。
（1）实验前，他们设计了实验探究的思路：保持电阻不变，探究电流与电压的关系，物理上把这种研究方法叫 法。
（2）根据图甲的电路图连接电路时，开关应 。闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到 端（选填“A”或“B”）。
（3）检查图乙，发现有一根导线接错，请在这根导线上打“×”，并画出正确接法，且导线不交叉。
（4）正确连接电路后，闭合开关，移动滑片，记录第1组电压表和电流表的示数后，为完成后续实验，应逐渐将滑片向 端移动（选填“A”或“B”），数据记录如表。其中第3次实验时电流表的示数如图丙所示，读数为 A。
次数 1 2 3 4 5
电压U/V 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
电流I/A 0.08 0.10 0.14 0.16
（5）分析实验数据可得结论：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 。
（6）某同学用小灯泡代替电阻重复上述实验，发现无法得出（5）中的结论，原因是 。
（2024 伊通县模拟）小刚在做“探究电流与电阻关系”的实验时，设计了如图甲所示的电路。所用的电阻阻值分别为5Ω、10、15Ω、20Ω，滑动变阻器的规格为“50Ω，0.5A”。
（1）当a、b间接入的电阻R为5Ω时，闭合开关S，电流表无示数，电压表示数如图乙所示，移动滑片，两表指针保持不动。若电路中只有一处故障，则故障是 ；电源两端的电压为 V。
（2）排除故障后继续探究，小刚根据实验数据绘制了I﹣R关系图象，如图丙所示，由图象可得出结论：在 一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 。
（2024 临高县校级模拟）小明在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中：使用的实验器材有：电压为6V的电源，电流表、电压表各一个，开关一个，5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各一个，规格为“20Ω、1A”的滑动变阻器一个，导线若干。
表1
实验次数 1 2 3
电压U/V 1.0 1.5 2.0
电流I/A 0.2 0.3 0.4
表2
实验次数 1 2 3
电阻R/Ω 5 10 15
电流I/A 0.6 0.3 0.2
（1）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。
（2）上面表1、表2为小明实验所得数据，则探究电流与电压关系时使用的定值电阻为 Ω。
（3）在探究电流与电阻关系时，小明用30Ω的电阻替换15Ω的电阻进行了第4次实验，发现实验无法进行下去，为完成第4次实验，同学们提出了下列解决方案，其中正确的是 。
A．将电压表的量程换为0～15V
B．换成电压为12V的电源
C．更换最大阻值大于或等于30Ω的滑动变阻器
D．可将定值电阻两端的电压调为1.5V
（2024 达州模拟）宁宁准备用“伏安法”测量一个未知电阻Rx的阻值，他设计了如图甲所示的电路图，并在实验室寻找到了以下器材：电压恒定不变的电源、开关、滑动变阻器R、电压表、电流表各一个、导线若干。
（1）闭合开关前，宁宁发现有两根导线连接错误，请在图乙中错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线把电路连接正确；
（2）实验中，滑动变阻器除保护电路外，还起了 的作用，以便测出多组数据。
（3）正确连接电路后，宁宁根据测得的实验数据绘制未知电阻的U﹣I图像过图丙中的a、b、c三点，绘制完毕后，宁宁发现实验过程中没有将电压表调零，于是将电压表调零后重做试验，再次绘制的图像过图丙中的A、B、C三点。分析图像可知，未知电阻Rx的阻值为 Ω，开关断开，电压表未调零时指针所指的刻度值是 V。
（4）宁宁在电压表损坏的条件下，又设计了如图丁所示的电路；来测量未知电阻Rx的阻值。请你将下列实验步骤补充完整。（滑动变阻器的最大阻值为R0，电源电压未知且不变）
①闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端，记录电流表的示数为I1；
② ，记录电流表的示数为I2；
③待测电阻Rx的表达式：Rx＝ 。
（2024 铜仁市模拟）杉杉利用如图甲所示的器材完成“探究电流与电压的关系”的实验：
（1）如图甲所示是他连接的实验电路，其中有一根导线连接错误。请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的导线；
（2）他将实验数据记录在表一中，其中第5组实验电流表示数如图乙所示，为 A，分析数据可以得出：当导体电阻一定时，通过导体的电流 （选填“与”或“不与”）导体两端的电压成正比；
表一
实验编号 1 2 3 4 5
电压U/V 1.2 1.6 2.0 2.4 2.7
电流I/A 0.12 0.16 0.20 0.24
（3） （选填“能”或“不能”）用灯丝替代定值电阻完成该实验，因为灯丝电阻会随 的升高而增大；）
（4）实验所用到的滑动变阻器的规格可能是 （选填字母）；
A．“10Ω 1A”
B．“20Ω 0.5A”
（5）杉杉还发现实验使用的电源是2节干电池，但调节滑片时，电压表的最大示数只有2.7V，你认为可能的原因是 （写出一条即可）。
（2024 怀化模拟）如图所示，小明进行“伏安法测量电阻”的实验：
（1）如图甲，电路连接好后，当小明准备闭合开关开始实验时，滑动变阻器的滑片应该滑到 （选填“A”或“B”）端。
（2）如图甲，闭合开关，发现电压表和电流表均无示数。小明利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在a、b之间和b、c之间，电压表均有示数；接在a、c之间，电压表无示数。如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障是 。
（3）小明排除故障后，调节滑动变阻器，当电压表读数为2.6V时，电流表的示数如图乙所示，则该定值电阻的阻值是 Ω。
（4）小明又设计了一种方案，也测出了Rx的阻值。电路如图丙所示，R0为阻值已知的定值电阻，电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下：
①当开关S1闭合、S2断开时；电流表读数为I1；
②当开关S1、S2都闭合时，电流表读数为I2；
③待测电阻Rx＝ 。（用已知和测出的物理量符号表示）
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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。
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。
（2024 连云港）小明在“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验时，他用如图甲所示的电路进行实验，实验中乙电阻R两端的电压始终保持2V不变，电路中仪表均完好无损。
（1）连接电路前，小明发现电压表指针如图乙所示，他应先 。
（2）连接好电路后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，电压表有示数，电流表无示数，则电路故障的原因可能是 。
（3）排除故障后，小明将不同阻值的电阻接入电路进行实验，某次实验时电流表的示数如图丙所示，此时电阻R的阻值为 Ω。
（4）在实验过程中，当把电阻R由20Ω更换为10Ω时，滑动变阻器接入电路中的电阻应 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【解答】解：（1）连接电路前，小明发现电压表指针如图乙所示，没有正对零刻度，因而需要将电压表指针调至零位；
（2）移动滑动变阻器的滑片P，电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，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，即电路故障的原因可能是电阻R断路；
（3）由图乙可知，电流表选用小量程，电流表分度值0.02A，其示数为0.1A；电压U＝2V，电阻 R20Ω；
（4）根据串联分压原理可知，将定值电阻R由20Ω改接成10Ω的电阻，电阻减小，其分得的电压减小；探究电流与电阻的实验中，应控制定值电阻两端的电压不变，应减小滑动变阻器两端的电压，即减小滑动变阻器连入电路中的电阻。
故答案为：（1）将电压表指针调至零位；（2）电阻R断路；（3）20；（4）变小。
（2024 青岛）小明用图甲所示的实验装置探究电流和电阻的关系。电源电压为4.5V，三个定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω和15Ω，两个滑动变阻器规格分别为“10Ω，1A”和“20Ω，1A”。
（1）图甲电路连接不完整，请用笔画线代替导线将电路连接完整。
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到 （选填“左”或“右”）端。
（3）正确连接电路后，小明依次使用三个定值电阻进行实验。每次更换定值电阻后，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数与前一次实验相同，记录相应电流表示数，绘制出I﹣R图象如图乙所示，实验中电压表的示数为 V。
（4）小明找来一个未知阻值的电阻，重复上述实验，电流表表盘如图丙所示，其示数为 A，该电阻的阻值为 Ω。
（5）根据以上实验数据，实验中小明选择的滑动变阻器规格应为 。
【解答】解：（1）
（2）闭合开关，滑动变阻器放在阻值最大处，滑片放在最右边；
（3）由乙图可以，定值电阻两端电压为2.4V（任意一组电流与电阻的乘积，即为定值电阻两端电压大小）；
（4）由丙图可以电流表的示数为0.12A； ；
（5）最大定值电阻为15Ω，此时电路中电流为：滑动变阻器两端电压为：U滑＝U﹣U1＝4.5V﹣2.4V＝2.1V，滑动变阻器阻值：，所以选择“20Ω，1A”
故答案为：（1）见解答过程 （2）右 （3）2.4V （4）0.12A；20Ω （5）“20Ω，1A”
（2024 长安区校级模拟）在“探究电流与电阻关系”的实验中，小明采用如下电路进行实验，其中电源为三节新干电池，定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、25Ω，滑动变阻器规格为“30Ω；1A”。
（1）当小明准备闭合开关时，同桌小华拦住了他，说接线有一处错误。请你在图中将连接错误的导线打“×”，并用笔画一根正确连接的导线；
（2）正确连接电路后，在开关闭合前，小明应将滑动变阻器的滑片应移到 端（选填“A”或“B”）；
（3）闭合开关，发现电流表有示数，而电压表示数为零，调节滑动变阻器滑片发现电流表示数有变化，而电压表示数仍为零，其原因可能是定值电阻 （选填“断路”或“短路”）；
（4）排除故障后，分别用5Ω、10Ω、20Ω的电阻进行实验，正确操作，记录的数据如表所示，则实验中控制电压表的示数为 V不变。将10Ω的电阻换成15Ω后，为了保持电压表的示数不变，应将滑动变阻器的滑片向 端移动（选填“A”或“B”）。当使用25Ω的电阻做实验时，小明发现无法使电压表示数为所控制电压，分析后发现滑动变阻器的最大阻值太小。为了完成实验，滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω；
实验次数 1 2 3 4
R/Ω 5 10 20 25
I/A 0.4 0.2 0.1
（5）分析实验数据得出结论：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成 关系。
【解答】解：（1）电流表与电阻并联，电压表串联在电路中是错误的，电流表应串联在电路中，电压表与电阻并联，连接电路下图所示：
（2）闭合开关前，为了保护电路，要将滑动变阻器滑片移最大值A端；
（3）发现电流表有示数，说明电路是通路的；电压表示数为零，调节滑动变阻器滑片发现电流表示数有变化，而电压表示数仍为零，可知故障原因可能是定值电阻短路。
（4）根据表中数据，定值电阻两端的电压为Uv＝IR＝0.4A×5Ω＝0.2A×10Ω＝0.1A×20Ω＝2V；
根据串联分压原理可知，将定值电阻由10Ω改接成15Ω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A端移动，使电压表的示数为2V。
电源为三节新干电池，电源电压为4.5V，当使用25Ω的电阻做实验时，其两端电压为2V，
由串联电路中电压的分配规律得：，
，
解得：R滑＝31.25Ω
故滑动变阻器的最大阻值应不小于31.25Ω。
（5）由以上分析可知，根据表中数据，电流与电阻之积为一定值，所以，当电压一定时，通过导体中的电流与导体的电阻成反比。
故答案为：（1）见解答；（2）A；（3）短路；（4）2；A；31.25；（5）反比。
（2024 西宁）小宁和同学们在“测量小灯泡电阻”的实验中，选用额定电压为2.5V的小灯泡、三节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器（50Ω，1A）、开关、导线等实验器材进行实验。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片向右滑动时，小灯泡变亮。
（2）连接电路时，开关应该 ，滑动变阻器的滑片调到阻值最大处。
（3）闭合开关，在移动滑动变阻器滑片的过程中，发现两个电表指针都左右摆动，同时看到小灯泡闪烁，用手捏紧滑动变阻器的滑片后，电路恢复正常，则电路故障的原因可能是 。
（4）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，记录多组数据，并绘制出图乙所示的I﹣U关系图像。当电压表的示数为 V时小灯泡正常发光，此时的电阻为 Ω。
（5）同学们交流后，发现该实验还可以测量小灯泡的电功率，并分析出小灯泡的实际电压为额定电压的一半时，小灯泡的实际功率 （选填“大于”“等于”或“小于”）额定功率的四分之一，其根本原因是 。
【解答】解：（1）由题知，灯泡额定电压2.5V，所以电压选用0﹣3V量程与灯泡并联，滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮，说明电路中电流变大，变阻器连入阻值变小，所以应将滑动变阻器右端接入电路中且与灯泡串联，实物连接如图所示：
；
（2）为了保护电路，连接电路时，开关必须断开；
（3）当停止移动滑片P时，发现电表指针左右摆动，再观察小灯泡也忽明忽暗，其原因是移动滑片引起的，所以原因可能是滑动变阻器接触不良；
（4）根据制出如图丙所示的I﹣U图象，灯的额定电压下的电流为0.25A，
小灯泡正常发光时的电阻是：
R10Ω；
（5）灯丝电阻随灯泡两端的电压升高，灯丝的温度升高而变大，实际电压是额定电压一半时的灯丝电阻小于额定电压时的电阻；
由P可知，灯泡两端的实际电压为其额定电压的一半时，它的实际功率大于额。
（2024 云南）实验小组探究“电流与电压的关系”。
（1）实验前，他们设计了实验探究的思路：保持电阻不变，探究电流与电压的关系，物理上把这种研究方法叫 法。
（2）根据图甲的电路图连接电路时，开关应 。闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到 端（选填“A”或“B”）。
（3）检查图乙，发现有一根导线接错，请在这根导线上打“×”，并画出正确接法，且导线不交叉。
（4）正确连接电路后，闭合开关，移动滑片，记录第1组电压表和电流表的示数后，为完成后续实验，应逐渐将滑片向 端移动（选填“A”或“B”），数据记录如表。其中第3次实验时电流表的示数如图丙所示，读数为 A。
次数 1 2 3 4 5
电压U/V 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
电流I/A 0.08 0.10 0.14 0.16
（5）分析实验数据可得结论：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 。
（6）某同学用小灯泡代替电阻重复上述实验，发现无法得出（5）中的结论，原因是 。
【解答】解：（1）在研究某个因素的影响时，只改变这个量的大小，而保持其他量不变，从而确定这个因素是否影响，这种研究方法叫控制变量法，该实验保持电阻不变，探究电流与电压的关系就是用的控制变量法；
（2）在连接电路的过程中，开关必须处于断开状态，为了保护电路，滑动变阻器在闭合开关前，应将滑片移到最大阻值处，即A端；
（3）图乙中电压表串联在电路中，电流表与电阻并联是错误的，改正后应该是：
；
（4）记录第一组电压表和电流表示数后，由表格可知，电流表的示数在增大，根据欧姆定律，电路的总电阻在减小，所以滑动变阻器的滑片应往B端移动，由图丙中电流表接入的是0.6A的量程，所以分度值是0.02A，读出示数为0.12A；
（5）分析表格发现电压U与电流I的比值是定值，可得出结论：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；
（6）某同学用小灯泡代替电阻重复实验，不能得出结论，因为小灯泡的灯丝电阻阻值会随温度变化而变化。
（2024 伊通县模拟）小刚在做“探究电流与电阻关系”的实验时，设计了如图甲所示的电路。所用的电阻阻值分别为5Ω、10、15Ω、20Ω，滑动变阻器的规格为“50Ω，0.5A”。
（1）当a、b间接入的电阻R为5Ω时，闭合开关S，电流表无示数，电压表示数如图乙所示，移动滑片，两表指针保持不动。若电路中只有一处故障，则故障是 ；电源两端的电压为 V。
（2）排除故障后继续探究，小刚根据实验数据绘制了I﹣R关系图象，如图丙所示，由图象可得出结论：在 一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 。
【解答】解：（1）闭合开关S，电流表无示数，说明电路中存在断路，电压表测量的是电源电压，示数如图乙所示，量程是0到15V，分度值是0.5V，示数是6V，移动滑片，两表指针保持不动，说明出现的故障是电阻R断路；
（2）如图丙所示，当电阻变大时，电流变小，所以由图像可得出结论：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
故答案为：（1）电阻R断路；6；（2）电压；反比。
（2024 临高县校级模拟）小明在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中：使用的实验器材有：电压为6V的电源，电流表、电压表各一个，开关一个，5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各一个，规格为“20Ω、1A”的滑动变阻器一个，导线若干。
表1
实验次数 1 2 3
电压U/V 1.0 1.5 2.0
电流I/A 0.2 0.3 0.4
表2
实验次数 1 2 3
电阻R/Ω 5 10 15
电流I/A 0.6 0.3 0.2
（1）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。
（2）上面表1、表2为小明实验所得数据，则探究电流与电压关系时使用的定值电阻为 Ω。
（3）在探究电流与电阻关系时，小明用30Ω的电阻替换15Ω的电阻进行了第4次实验，发现实验无法进行下去，为完成第4次实验，同学们提出了下列解决方案，其中正确的是 。
A．将电压表的量程换为0～15V
B．换成电压为12V的电源
C．更换最大阻值大于或等于30Ω的滑动变阻器
D．可将定值电阻两端的电压调为1.5V
【解答】解：（1）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；
（2）在“探究电流与电压的关系”的过程中，需要控制电阻不变，通过移动滑动变阻器的滑片P，改变定值电阻两端的电压和通过定值电阻的电流，可判断出为表1数据，根据表1数据可得到使用的定值电阻为；
（3）AD.探究电流与电阻的关系，必须保证被测电阻两端电压3V不变，故AC错误；
B．当电源电压是12V时，其当电阻是30Ω时，为了保证该电阻电压3V不变，则滑动变阻器两端电压应该为
，
此时电路中电流为
，
则滑动变阻器的电阻为
，
该电阻大于滑动变阻器最大阻值20Ω，故B错误；
C．其当电阻是30Ω时，为了保证该电阻电压3V不变，则滑动变阻器两端电压应该为
，
此时电路中电流为
，
则滑动变阻器的电阻为
，
需要更换最大阻值大于或等于30Ω的滑动变阻器，故C正确。
故选C。故答案为：（1）A；0.4；（2）5；（3）C。
（2024 达州模拟）宁宁准备用“伏安法”测量一个未知电阻Rx的阻值，他设计了如图甲所示的电路图，并在实验室寻找到了以下器材：电压恒定不变的电源、开关、滑动变阻器R、电压表、电流表各一个、导线若干。
（1）闭合开关前，宁宁发现有两根导线连接错误，请在图乙中错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线把电路连接正确；
（2）实验中，滑动变阻器除保护电路外，还起了 的作用，以便测出多组数据。
（3）正确连接电路后，宁宁根据测得的实验数据绘制未知电阻的U﹣I图像过图丙中的a、b、c三点，绘制完毕后，宁宁发现实验过程中没有将电压表调零，于是将电压表调零后重做试验，再次绘制的图像过图丙中的A、B、C三点。分析图像可知，未知电阻Rx的阻值为 Ω，开关断开，电压表未调零时指针所指的刻度值是 V。
（4）宁宁在电压表损坏的条件下，又设计了如图丁所示的电路；来测量未知电阻Rx的阻值。请你将下列实验步骤补充完整。（滑动变阻器的最大阻值为R0，电源电压未知且不变）
①闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端，记录电流表的示数为I1；
② ，记录电流表的示数为I2；
③待测电阻Rx的表达式：Rx＝ 。
【解答】解：（1）由图乙可知，电压表正负接线柱接反，若此时闭合开关，电压表的指针将反向偏转；为了使电压表正常测量电阻两端电压，接下来应该进行的操作是将电压表正负接线柱对调，如下图所示：
；
（2）用“伏安法”测电阻Rx的阻值实验中，为了减小误差，应多次测量取平均值，故该实验中，滑动变阻器除保护电路外，还起了改变电阻Rx两端电压的作用；
（3）分析图丙中的第二次测量数据，由R可知，
RA5Ω，
RB5Ω，
RC5Ω，
所以待测电阻的阻值为：
R5Ω；
延长abc三点的连线，与纵坐标相交于0.5V，如下图所示：
，
即第一次实验电压表接入电路前指针所指的刻度值为0.5V；
（4）实验步骤：
①闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端，记录电流表的示数为I1；
②将滑动变阻器的滑片P移到b端，记录电流表的示数为I2；
③在步骤①中，两电阻并联，电流表测干路电流；
在步骤②中，电路为只有R0工作的简单电路，电流表测通过R0的电流，故电源电压为U＝I2R0；
两次实验中，R0两端电压均等于电源电压，R0阻值不变，所以通过R0的电流均为I2，
根据并联电路的电流特点可得，通过待测电阻的电流Ix＝I1﹣I2，
并联电路电压相等，则待测电阻两端的电压：Ux＝U＝I2R0，
所以待测电阻Rx R0。
故答案为：（1）见解答图；（2）改变电阻Rx两端电压；（3）5；0.5；（4）②将滑动变阻器的滑片P移到b端；③ R0。
（2024 铜仁市模拟）杉杉利用如图甲所示的器材完成“探究电流与电压的关系”的实验：
（1）如图甲所示是他连接的实验电路，其中有一根导线连接错误。请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的导线；
（2）他将实验数据记录在表一中，其中第5组实验电流表示数如图乙所示，为 A，分析数据可以得出：当导体电阻一定时，通过导体的电流 （选填“与”或“不与”）导体两端的电压成正比；
表一
实验编号 1 2 3 4 5
电压U/V 1.2 1.6 2.0 2.4 2.7
电流I/A 0.12 0.16 0.20 0.24
（3） （选填“能”或“不能”）用灯丝替代定值电阻完成该实验，因为灯丝电阻会随 的升高而增大；）
（4）实验所用到的滑动变阻器的规格可能是 （选填字母）；
A．“10Ω 1A”
B．“20Ω 0.5A”
（5）杉杉还发现实验使用的电源是2节干电池，但调节滑片时，电压表的最大示数只有2.7V，你认为可能的原因是 （写出一条即可）。
【解答】解：（1）实验中电压表应与定值电阻并联，电流与应与定值电阻串联，故改正如下：
（2）如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.26A。分析数据可知，电压扩大几倍，电流随之扩大几倍，所以可得：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。
（3）因为灯丝电阻会随温度的升高而增大，所以不能用灯丝替代定值电阻完成该实验。
（4）由图可知，电源由两节新干电池串联组成，电源电压为3V，当定值电阻两端电压为1.2V时，电路中的电流为0.12A，滑动变阻器两端电压为U滑＝U﹣UR＝3V﹣1.2V＝1.8V，滑动变阻器连入的电阻为
，
故B符合题意，A不符合题意。
故选B。
（5）使用的电源是2节干电池，但调节滑片时，电压表的最大示数只有2.7V，你可能的原因是导线、开关、电流表也具有一定的电阻，分走了一部分电压。
故答案为：（1）见解答图；（2）0.26；与；（3）不能；温度；（4）B；（5）导线、开关、电流表也具有一定的电阻，分走了一部分电压。
（2024 怀化模拟）如图所示，小明进行“伏安法测量电阻”的实验：
（1）如图甲，电路连接好后，当小明准备闭合开关开始实验时，滑动变阻器的滑片应该滑到 （选填“A”或“B”）端。
（2）如图甲，闭合开关，发现电压表和电流表均无示数。小明利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在a、b之间和b、c之间，电压表均有示数；接在a、c之间，电压表无示数。如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障是 。
（3）小明排除故障后，调节滑动变阻器，当电压表读数为2.6V时，电流表的示数如图乙所示，则该定值电阻的阻值是 Ω。
（4）小明又设计了一种方案，也测出了Rx的阻值。电路如图丙所示，R0为阻值已知的定值电阻，电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下：
①当开关S1闭合、S2断开时；电流表读数为I1；
②当开关S1、S2都闭合时，电流表读数为I2；
③待测电阻Rx＝ 。（用已知和测出的物理量符号表示）
【解答】解：（1）连接电路时开关应断开，闭合开关之前滑动变阻器的滑片应处于阻值最大处即B端；
（2）闭合开关，发现电压表和电流表均无示数。小芳利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在a、b之间和b、c之间，电压表均有示数，说明与a、b之间没有断路，b、c之外的部分是通路；接在a、c之间，电压表无示数，说明b、c之间断路。如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障是滑动变阻器断路；
（3）小明排除故障后，调节滑动变阻器，当电压表读数为2.6V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，电流为0.26A，由欧姆定律，则该定值电阻的阻值是：
R10Ω；
（4）测量步骤如下：
①当开关S1闭合、S2断开时，电流表读数为Il；
②当开关S1、S2都闭合时，电流表读数为I2；
③待测电阻：
Rx。
故答案为：（1）B；（2）滑动变阻器断路；（3）10；（4）。
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