实验23 探究电流与电压的关系
实验：探究电流与电压的关系
【实验目的】在电阻一定时，电流与电压有什么关系
【实验设计】保持电阻不变，改变电压，采用控制变量法研究电流与电压之间的关系。
【实验器材】电源、开关、导线、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器
【进行实验与收集证据】
（1）按电路图把一个10Ω的定值电阻连接在电路中。
（2）闭合开关前，检查电路中各元件的连接是否正确，将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处。
（3）调节滑动变阻器使电阻两端的电压分别为1V、2V、3V、4V、5V，读出此时相应的电流值记入下表中。
实验表格：
电阻R/Ω 10
电压U/V
电流I/A
【分析论证】
电阻R/Ω 10
电压U/V 1 2 3 4 5
电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
根据实验数据，描点画图：
电阻一定时，通过导体的电流随电压改变，且电压与电流的比值不变，即在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【实验结论】
在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【交流评估】
（1）运用控制变量法，控制电阻的阻值不变，通过调节滑动变阻器改变电阻两端的电压；
（2）滑动变阻器的作用：保护电路、改变定值电阻两端的电压；
（3）注意：对实验结论两种错误的语言描述：
①“导体中的电流跟导体两端的电压成正比”——漏掉了结论的前提条件（在电阻一定时）
②“电阻一定时，电压与电流成正比”——弄错了结论的因果关系（电压是形成电流的原因，而不是有了电流，才在导体两端产生电压）
《探究电流与电压的关系》常考问题：
（1）研究方法：控制变量法。保持电阻不变，改变定值电阻两端的电压，记录对应的电流。
（2）连接电路前，开关应：断开。
（3）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到：阻值最大处。
（4）滑动变阻器的连线：近小远大（滑片靠近下端连线接线柱时，阻值减小，远离下端连线接线柱时阻值增大）。
（5）改变定值电阻两端电压方法：①改变电源电压；②串联不同阻值电阻分压；③串联滑动变阻器。
（6）滑动变阻器作用：①成整数倍改变电阻两端电压；②保护电路。
（7）多次实验的目的：得出普遍规律，避免偶然性。
（8）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。
（9）根据数据画出图像：电阻一定时，电流与电压图像如图（正比例函数）。
（10）实验结论：电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。
（11）电路故障：
①电表无示数：电流表无示数，电压表有示数，则与电压表并联的电路断路。电流表有示数，电压表无示数，则与电压表并联的电路短路。
②电表示数不变：滑动变阻器没有按照“一上一下”的原则连接。
（12）数据错误：分析比较各组数据电压与电流的比值是否相同，不同的一组数据为错误数据。
【典例1】
如图是小王探究“电流与电压关系”的电路图。实验中电源四节新干电池，滑动变阻器规格为“ 2A”，电流表、电压表各一个；
(1)请按电路图将实物图连接完整 ；
(2)闭合开关前需将滑动变阻器的滑片P移到最 （选填“左”或“右”）端；
(3)闭合开关后小王发现，无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电流表指针几乎不动，电压表有示数且不变，原因可能是 ；
(4)接着小王想探究“电流与电阻关系”，取来四只阻值分别、、、的定值电阻各一个，实验中移动滑动变阻器滑片P的目的是 ；得到的实验结论是 ；
(5)在探究“电流与电阻关系”时，小王将定值电阻接入电路，移动滑片P使电压表的示数为2V时读出电流表的示数，并填入表格中，若将的电阻换成，保持滑片P的位置不变，闭合开关，则电压表的示数将 （选填“>”、“<”或“=”）2V。
【答案】(1)
(2)左
(3)电阻R断路
(4) 保持定值电阻两端电压一定 见解析
(5)>
【解析】（1）电源为四节新干电池，即总电压为6V，滑动变阻器规格为“ 2A”，由（5）可知电阻两端电压为2V，为了测量准确，电压表接小量程，电路图中滑片P向左滑时，接入电阻变大，即变阻器右下接线柱连入电路中，如下图所示：
（2）为了电路元件的安全，连接电路时，开关应断开，滑动变阻器的滑片P应放在阻值最大处，即最左端。
（3）根据题意可知，闭合开关后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电流表指针几乎不动，说明电路故障类型为断路，电压表有示数且不变，原因可能是电阻R断路。
（4）[1]探究电流与电阻关系实验中，需要保持定值电阻两端的电压不变，根据分压原理，换用大电阻，滑动变阻器的阻值也要调大，从而保持定值电阻两端的电压不变，因此实验中移动滑动变阻器滑片P的目的是保持定值电阻两端电压一定。
[2]实验结论是：当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体电阻成反比。
（5）根据串联分压知识可知，在串联电路中，阻值越大，分压越多。的定值电阻分压为2V，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，保持滑片P的位置不变，定值电阻的阻值增大，其两端的分压也将变大，故电压表的示数将大于2V。
【典例2】
物理学习小组在“探究电流与电压的关系”时，设计了如图甲所示的电路。其中电源电压为3V，定值电阻R1约为4Ω，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V。该小组同学完成了以下实验步骤：
U/V 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5
I/A 0.08 0.15 0.23 0.38
(1)正确连接好电路，闭合开关S前，需将滑片P移动至 （选填“a”或“b”）端；
(2)闭合开关S后，发现无论怎样移动滑片P，电流表，电压表均无示数。在检查电源和导线均正常的前提下，你认为引起上述现象的原因可能是 ；（写出一种即可）
(3)排除故障后，小组同学正常进行操作，在表格中记录多组电流表、电压表的示数。当电压表示数为1.2V时，电流表示数如图乙所示为 A；
(4)根据表格数据，在图丙中画出I－U关系图像；
(5)分析所绘制的图像得出结论：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 ﹔
(6)该小组同学认为还需更换不同阻值的定值电阻重复上述操作，你认为他们这么做的目的是 。
补充设问
(7)实验测出的数据记录在表格中，为了找到电阻一定时，电流与电压的关系，应该怎样处理数据 （列举一种方法即可）；
(8)分析表中数据或图像的特点，可得出：电阻一定时，电流与电压成正比。得出此结论的理由是 。
【答案】(1)b
(2)滑动变阻器断路（或开关断路）
(3)0.30
(4)
(5)正比
(6)使实验结论更具有普遍性
(7)分析电压与电流之比或者画I－U图像观察图像的特点
(8)电压与电流的比为一定值（或I－U图像为过原点的倾斜直线）
【解析】（1）连接电路时，为保护电路，滑动变阻器滑片应置于最大值处，即b端。
（2）电流表无示数，说明是断路，电压表无示数，则电压表与电源不能形成回路，说明是其测量对象之外部分断路，所以是滑动变阻器断路或开关断路。
（3）如图乙，电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，由指针位置可知其示数为0.3A。
（4）根据表格在图中描点，然后画一条直线使尽量多的点落在直线上，其余点均匀分布在直线两侧，如图所示：
（5）I－U关系图像为一条过原点的倾斜的直线，可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。
（6）为了使实验结论更具普遍性，需更换不同的定值电阻多次实验。
（7）数据处理的方式有多种，比如通过图像进行分析；本实验中可以通过分析电压与电流之比或者画I－U图像观察图像的特点来处理数据。
（8）由实验数据可知，电压与电流的比值是一定值，可知电阻一定时，电流与电压成正比。
【训练1】
小广同学在“探究电流与电压的关系”实验中，使用的实验器材有：两节新干电池、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、定值电阻和导线若干：
电压U/V 1.0 2.0
电流I/A 0.2
（1）请根据小广同学设计的电路图（图1）将实物图（图2）连接完整 （要求：滑片向左移动，电流表示数变大）；
（2）小广同学把10Ω的定值电阻接入电路，将滑动变阻器的滑片调至最 （选填“左”或“右”）端，闭合开关前发现电流表如图3所示，其原因可能是 ；
（3）改正错误后，闭合开关，调节滑片P，当电压表的示数为1V时，电流表的示数如图3所示，则电流表示数为 A。继续实验，将实验数据记录在表中，分析数据可得出结论： ；
（4）实验后，小广同学分析，上述实验结论不可靠，他的理由是： ；接下来应该进行的操作是 。
【答案】 右 电流表未调零 0.1 电阻不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 实验次数太少了 调节滑动变阻器再次实验
【解析】（1）[1]根据电路图，滑片向左移动，接入电路中的阻值变小，电路的总电阻减小，由欧姆定律可知，电流表示数变大，所以导线接滑动变阻器的下接线柱的左端，如下图所示：
（2）[2]为了保护电路，把10Ω的定值电阻接入电路，滑动变阻器连入电路的电阻应最大，故将滑动变阻器的滑片调至最右端。
[3]闭合开关前发现电流表如图3所示，此时电流表的指针没有指在零刻度线的位置，其原因可能是电流表未调零。
（3）[4]由图3可知，电流表选择小量程连入电路中，其分度值为0.02A，示数为0.1A。
[5]由图表实验数据可知，电阻一定时，当电阻的两端电压增大几倍时，通过电阻的电流也增大几倍，由此可知，电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比。
（4）[6][7]实验后，小广同学分析，上述实验结论不可靠，原因是实验次数太少了，可能有实验偶然性，为了实验结论具有普遍性，应该多做几次实验，接下来应该进行的操作是调节滑动变阻器改变通过定值电阻的电流及两端的电压，再次实验。
【训练2】
某实验小组在做“探究电流与电压的关系”实验时，准备了两节新干电池，阻值为5Ω的定值电阻、规格为“30Ω 1A”的滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个，导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线把图甲电路连接完整（导线不得交叉）。要求：滑动变阻器滑片向右移动时，电路中的电流变大 ；
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.10 0.20 0.30 0.40 2.50
(2)连接电路时，开关必须 ，滑动变阻器调到最 端；
(3)正确连接电路后闭合开关，发现电流表有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近3V，则电路中存在的故障可能是 ；
(4)排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，记录的数据如表格所示。老师指出其中一次数据有错误，错误的数据是第 次，出现这种情况的原因可能是 ；
(5)舍弃错误的数据，根据实验数据在图乙中描点作出图象。分析图象，可得出的结论是 ；
(6)本实验中滑动变阻器除了保护电路外的另一个作用是 ；
(7)小组同学想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系，小胡认为他的实验方案不可行，小胡的理由是 。
【答案】(1)
(2)断开 左
(3)滑动变阻器接上两个接线柱了
(4)5 电流表量程读错了
(5)在电阻一定时，电流与电压成正比
(6)改变电路中的电流
(7)不能保证电阻不变
【解析】（1）根据滑动变阻器的滑片向右移动时，电路中的电流变大，即电阻变小，故变阻器右下接线柱连入电路中与电阻串联，电压表与电阻并联，电源电压为3V，选择小量程，如图所示：
（2）[1][2]为了保护电路，连接电路时，开关应该断开，滑动变阻器的最大阻值接入电路中，所以滑动变阻器的滑片移到最左端。
（3）电路连接无误后闭合开关，发现电流表有示数，说明电路是通路，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近3V，接近电源电压，说明电压表以外的部分存在短路，则电路中存在的故障可能是滑动变阻器接上两个接线柱了。
（4）[1][2]根据测得的数据可知，大部分的数据是电流为电压的0.2倍，只有第5次数据电流非常大，所以错误的数据是第5次数据，可能是看错电流表的量程，按照大量程读数造成的错误。
（5）由图可知，电流与电压的图像是一条过原点的倾斜直线，所以可得出的结论是电阻一定时，电流与电压成正比。
（6）探究电流与电压的关系，需要控制电路中的电阻不变，改变电路中的电流，所以滑动变阻器的另一个作用是改变电路中的电流。
（7）探究电流与电压的关系，要控制电阻不变，而灯的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值，故实验方案不可行。
【训练3】
小明用如图甲所示装置探究电流与电压的关系，实验器材：学生电源（电压恒为3V），电流表、电压表各一只，一个开关，四个定值电阻（分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），滑动变阻器的规格“30Ω，2A”，导线若干。
(1)请用笔画线代替导线。在图甲中完成电路连接，要求滑片P向右滑动时，电流表的示数变小 ；
(2)小明连接电路时，将滑动变阻器的滑片P移到最 （选填“左”或“右”）端，此时滑动变阻器所起的作用是 ；
(3)连接好电路闭合开关后，移动滑片发现，电流表无示数，电压表有示数，则出现该故障的原因可能是 ；
(4)排除故障后，改变滑片位置，记录实验数据如表所示，空白处的电流如图乙所示，为 A，此时滑动变阻器所起的作用是 ；
(5)表格中当电压为2.5V时，对应的电流是 A；
(6)根据表格的数据，小明选择的定值电阻是 Ω；
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流I/A 0.10 0.20 0.40 0.60
(7)根据表中数据可归纳得出结论： 。
【答案】(1)
(2)右 保护电路
(3)定值电阻断路
(4)0.3 改变电阻的电压和通过的电流，多次实验
(5)0.50
(6)5
(7)电阻一定时，电流与电压成正比
【解析】（1）滑片P向右滑动时，电流表的示数变小，说明滑动变阻器接入电路的电阻变大，即滑片右移，电阻丝变长，故应将C接线柱接入电路中，且与电阻串联，电流表也要与电阻串联，且遵循“正进负出”原则，作图如下：
（2）[1][2]为保护电路，小明连接电路时，将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，即最右端。
（3）连接好电路闭合开关后，移动滑片发现，电流表无示数，说明发生断路，电压表有示数，则出现该故障的原因可能是定值电阻断路。
（4）[1][2]排除故障后，改变滑片位置，记录实验数据如表所示，空白处的电流如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A；此时滑动变阻器所起的作用是改变电阻的电压和通过的电流，多次实验。
（5）由表可知，电压与电流的比值为定值，当电压为2.5V时，则有
解得此时电流为0.50A。
（6）根据表格的数据，小明选择的定值电阻阻值为
（7）由表可知，电压与电流的比值为定值，可得：电阻一定时，电流与电压成正比。
【训练4】
小丽做“探究通过导体的电流跟电压的关系”的实验。她在实验桌上连接了如图所示的实验电路，同组的小英发现小丽连接的电路中有一根导线连接错误。
（1）请你在错接的导线上画“×”，并用笔画线代替导线，画出正确的接线；
（2）小丽改正电路连接后，进行了探究实验。在实验过程中，应保持 不变，多次改变滑动变阻器滑片的位置，从而改变 ，用电压表测量电阻两端的电压U，用电流表测量通过电阻的电流I，并记录；
（3）在小丽某次移动滑动变阻器的滑片后，观察到两电表的示数如图乙、丙所示，则
电阻R的阻值为 Ω。为了使电压表的示数再变大些，她应将滑动变阻器的滑片向 端移动。（选填“A”或“B”）
【答案】 电阻的阻值 电阻两端的电压 5 A
【解析】（1）[1]探究通过导体的电流跟电压的关系的实验中，电流表、定值电阻和滑动变阻器应串联接入电路，电压表并联在定值电阻两端，而图中电流表和电压表串联后并联在电阻两端，这是错误的，据此分析改接电路如下图所示：
（2）[2][3]在本实验中应控制电阻的阻值不变，通过多次改变滑动变阻器滑片的位置，从而改变电阻两端的电压，用电压表测量电阻两端的电压，用电流表测量通过电阻的电流。
（3）[4]根据图乙、丙中电压表和电流表选用的量程分别是0～3V，0～0.6A，其对应分度值0.1V和0.02A，结合指针位置读数分别为2.6V和0.52A，则电阻R的阻值为
[5]为了使电压表的示数再变大些，由串联电路电压的规律可知减小变阻器两端的电压，根据串联分压原理可知应减小滑动变阻器接入电路的电阻大小，结合电路图可知应将滑片向A端移动。
【训练5】
小东在探究“通过导体电流跟导体两端电压的关系”时，利用符合实验要求的器材连接如图所示的实验电路。
（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移至 （选填“A”或“B”）端；
（2）实验步骤如下，请补充完整：
①闭合开关，调节滑动变阻器的滑片位置，使电压表的示数为，读出此时电流表的示数，并把、记录在表格中；
② ，读出此时电压表、电流表的示数、，并把、记录在表格中；
③仿照步骤②，再做四次实验，并把实验数据记录在表格中。
【答案】B 闭合开关，调节滑动变阻器的滑片位置与①中不同的位置
【解析】（1）[1]为了保护电路，在闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即B端。
（2）②[2]根据串联分压原理，需要调节滑动变阻器的阻值，改变电路中的电流再进行实验，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片位置与①中不同的位置，读出此时电压表、电流表的示数、，并把、记录在表格中。
【训练6】
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。
（1）请用笔画线代替导线将图-1所示电路连接完整。
（2）正确连接电路，闭合开关后，发现电流表无示数，电压表有示数且接近电源电压，则电路故障可能是定值电阻 。
（3）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-2所示，则电流表示数为 A；重复实验，得到实验数据如下表。
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流I/A 0.2 0.3 0.38 0.50 0.6
（4）小组同学根据表中数据在图-3中描点作出图像；分析实验数据或图像可以得出结论：①实验中所用定值电阻的阻值为 ；②当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 。
（5）小组交流时为了使结论具有普遍性，提出两个方案。方案一：用现有的实验器材增加实验次数。方案二：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“一”或“二”）。
【答案】 断路 0.1 5 正比 二
【解析】（1）[1]图中电压表没有连接完整，因电压是两节新干电池，电压为3V，故应把电压表并联在定值电阻两端，选择0-3V的量程，如图所示：
（2）[2]闭合开关后，电流表无示数，电压表有示数，说明该串联电路中电压表并联的位置出现了断路，故可能是定值电阻断路。
（3）[3]如图所示，电流表最大测量值是0.6A，分度值是0.02A，故读数为0.1A。
（4）[4][5]根据及表格中数据可得定值电阻的阻值R=5Ω；从图像是一条直线可得当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
（5）[6]为了使结论具有普遍性，应该更换实验器材进行多次实验，故选择方案二才合理。
【训练7】
某班级在“探究电流与电压的关系”分组实验中，所用电源电压为3V，定值电阻R阻值为5Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，各仪器均完好。请完成下列问题：
实验次数 第1次 第2次 第3次 第4次
电压/V 0.5 1 1.2 2
电流/A 0.1 0.2 0.24 0.4
(1)用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整，要求：滑动变阻器滑片P向右移动时电阻变大，导线不交叉 ；
(2)闭合开关前，发现电流表指针如图乙所示，接下来正确的操作是 ；
(3)闭合开关进行实验，移动滑片P到某一位置，电压表的示数如图丙所示，示数为 V；
(4)一小组展示实验数据如表格所示，其他小组发现有一次实验数据是拼凑的，请你指出是第 次实验数据，依据是： ；
(5)分析表格中有效实验数据，可得结论： 。
【答案】(1)
(2)对电流表调零
(3)1.6
(4)1 见解析
(5)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
【解析】（1）要求滑动变阻器滑片P向右移动时电阻变大，则变阻器应选择左下接线柱串联到电路中，作图如下：
（2）如图乙所示，闭合开关前电流表指针未指在零刻度线处，则应对电流表调零。
（3）如图丙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.6V。
（4）[1][2]定值电阻R阻值为5Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，电路中最小电流为
所以第1次实验数据是拼凑的。
（5）分析表格中有效实验数据可知，对应电压与电流的比值为一个定值，所以可得：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。
【训练8】
如图实验小组探究“电流与电压的关系”的实验。
(1)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到 端（选填“A”或“B”）；
(2)检查如图乙，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；
(3)正确连接电路后，闭合开关，移动滑片，记录数据。其中第3次实验时电压表的示数如图丙所示，读数为 V；
(4)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 。
(5)接着实验小组继续“探究电流与电阻的关系”的实验，利用改正后的电路，部分器材选用如下：电压为3V的电源，阻值为0~10Ω的滑动变阻器，10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值电阻各一个，实验得到的图像如图丁所示。
①实验时先将10Ω定值电阻接入电路，移动滑动变阻器滑片的过程中，眼睛应注意观察电压表示数；
②接下来断开开关，取下10Ω的定值电阻，换成20Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，应向 （选填“A”或“B”）端移动滑片，直至电压表示数为 V时，读出电流表的示数；
③将20Ω电阻换成30Ω电阻，闭合开关后发现不管如何移动滑动变阻器的滑片，电压表示数都无法达到指定电压，为了使5个定值电阻均能完成上述实验，滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。
④通过实验探究得出结论：当导体两端的电压一定时， 。
【答案】(1)A
(2)
(3)2.4
(4)正比
(5)A 2 25 见解析
【解析】（1）为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，由图乙可知，滑片右侧电阻丝接入电路，所以滑片应移到阻值最大的A端。
（2）原图中，电压表与定值电阻串联，电流表与定值电阻并联，这是错误的，电压表应与定值电阻并联，电流表应与定值电阻串联，如图所示：
（3）图丙中电压表选用0~3V的量程，分度值为0.1V，示数为2.4V。
（4）由实验数据可知，电阻一定时，电压增大几倍，对应的电流也增大几倍，可以得到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。
（5）[1][2]由图象可知，定值电阻两端的电压UV=I1R1=0.2A×10Ω=2V
根据串联电路的分压原理可知，取下10Ω的定值电阻，换成20Ω的定值电阻接入电路，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，根据串联电路电压的规律可知，为了保持定值电阻两端电压不变，应增大滑动变阻器分得的电压，由串联分压的分压原理可知，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不变。
[3]变阻器两端的电压为U滑=U-UV=3V-2V=1V
变阻器两端的电压是定值电阻两端的电压的，由串联分压可知变阻器的阻值是定值电阻的阻值的，阻值最大的定值电阻为50Ω，故滑动变阻器的最大阻值应不小于
[4]由图象可知，定值电阻两端的电压UV=2V保持不变，即电流和电压的乘积不变，可以得到当导体两端的电压一定时，电流和电阻成反比。
【训练9】
小鹏在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时，电路如图甲所示，电源电压保持不变，R为定值电阻。
(1)请用笔画线代替导线，将图中的电路按甲图连接完整；
(2)本实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，还起到了 的作用；
(3)电路连接正确后，发现电压表有示数但电流表无示数，此时出现的故障可能是______。
A．滑动变阻器短路 B．电流表断路
C．电阻R短路 D．电阻R断路
(4)排除故障后，小鹏又取了两个定值电阻，想利用这些器材继续探究“电压不变时，电流与电阻的关系”。实验中所用电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω，电源电压为6V，分别接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，记录数据，得到了如图丙所示的图象。由图象可以得出结论： ；
(5)当小鹏把R换为20Ω的电阻接入电路时；为完成整个实验，小鹏应该选取滑动变阻器______。
A．“50Ω 1.0A” B．“30Ω 1.0A” C．“20Ω 1.0A”
【答案】(1)
(2)改变定值电阻两端电压
(3)D
(4)见解析
(5)A
【解析】（1）在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”实验中，电压表应并联在定值电阻两端；滑动变阻器上下各选一个接线柱与定值电阻串联在电路中，如图所示：
（2）探究电流与电压的关系时，需要改变定值电阻两端的电压，因此本实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，还起到了改变定值电阻两端电压的作用。
（3）电路连接正确后，闭合开关，发现电流表无示数，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，即出现的故障可能是定值电阻R断路。
故选D。
（4）由图丙可知，电流与电阻的乘积为UV=IR=0.4A×5Ω=2V
为一定值，得出结论：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
（5）定值电阻两端的电压始终保持UV=2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压U滑=U-UV=6V-2V=4V
变阻器分得的电压为电压表示数的2倍，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为R滑=2×20Ω=40Ω
所以选择滑动变阻器“50Ω 1.0A”。
故选A。
【训练10】
如图所示，在探究“通过导体的电流与导体两端电压关系”实验时，电源电压为3V不变，滑动变阻器规格为“30Ω 1A”：
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.2 1.6 1.8 2.4 2.8
电流I/A 0.12 0.16 0.18 0.24 0.28
（1）根据图甲连接电路时，滑动变阻器滑片要移至 ；
（2）闭合开关，调节滑动变阻器，测得多组电流、电压的数据，记录在表格中；
（3）根据表格数据，可以得到结论； ；
（4）增加5Ω、15Ω、20Ω的定值电阻，利用上述的实验器材和电路还可以探究“电流与电阻的关系”：。
①先将5Ω的定值电阻接入电路中，调节滑动变阻器，当电压表示数为1V时，记录电流表的示数；
②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，向 （选填“左”或“右”）移动滑动变阻器滑片，直至电压表的示数为 V；
③对“探究电流与电阻关系”的实验过程进一步分析、论证，绘制了实验过程中“电流与定值电阻、电流与滑动变阻器，电流与总电阻”之间的图像，如图丙，其中反映电流与总电阻关系的是 （选填“a”、“b”或“c”），图中阴影部分面积表示的物理含义是 ；
④该小组用20Ω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午，为完成第4次实验，同学们提出下列解决方案，其中可行的是 。
A．换成电压为4V的电源
B．更换最大阻值大于或等于40Ω的滑动变阻器
C．将电压表的量程换为0~15V
D．可将定值电阻两端的电压调为1.2V~3V
【答案】右端 电阻不变时，电流与电压成正比 右 1 c 滑动变阻器两端的电压 BD
【解析】【小题1】（1）[1]连接电路时，为了保护电路，滑动变阻器滑片要移至阻值最大端，即最右端。
（3）[2]根据表格数据，可以得到定值电阻的电压与电流的比值为定值，可得结论：当导体电阻一定时，通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
（4）[3][4]由图乙得，定值电阻的电压为1V不变，实验中要控制电阻的电压不变，由串联电路特点与欧姆定律得，变阻器接入电路中的电阻与定值电阻的阻值的比值为定值，则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，应向右移动滑动变阻器滑片，增大变阻器接入电路中的电阻，直至电压表的示数为1V。
[5]由图得，a图像的I-R的乘积最小，b图像的I-R的乘积较大，c图像的I-R的乘积最大，I-R的乘积等于电压，电源电压最大，所以c图像表示总电阻的I-R图像，定值电阻两端电压为1V，滑动变阻器两端电压为3V-1V=2V，所以b图像表示滑动变阻器的I-R图像，a图像表示定值电阻的I-R图像。
[6]图中横坐标表示总电阻与定值电阻的电阻差，即滑动变阻器的电阻，纵坐标为电流，所以阴影部分面积等于电路总电压与定值电阻的电压差，表示的物理意义是滑动变阻器两端的电压。
[7] A．换成20Ω的电阻，所需滑动变阻器的阻值更大，当滑动变阻器连入电路阻值最大为30Ω时，根据串联电路的特点有
即
滑动变阻器两端电压U滑=1.5V
电源电压U=U0+U滑=1V+1.5V=2.5V，故A不符合要求；
B．滑动变阻器两端分得的电压U滑=U-U0=3V-1V=2V
根据串联电路的特点有
即
则滑动变阻器需要接入电路的阻值等于R滑=40Ω， 此时滑动变阻器的阻值不能满足要求，故应换用阻值至少为40Ω的变阻器，故B符合题意；
C．用20Ω的电阻替换15Ω的电阻，当R=20Ω时，要保持电阻两点电压为U0=1V不变，改变量程不能解决问题，故C不符合题意；
D．当滑动变阻器全连入电路中时，R滑=30Ω，根据串联电路的特点有
即
解得U0=1.2V，则定值电阻两端的电压调为1.2V，即电压表示数最小为1.2V，
当滑动变阻器阻值为0时，电压表示数最大U0=U=3V，故D符合题意。
故选BD。
1．（2024·四川乐山）物理学习小组在“探究电流与电压的关系”时，设计了如图甲所示的电路。其中电源电压为3V，定值电阻R1约为4Ω，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V。该小组同学完成了以下实验步骤：
U/V 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5
I/A 0.08 0.15 0.23 0.38
（1）正确连接好电路，闭合开关S前，需将滑片P移动至 （选填“a”或“b”）端；
（2）闭合开关S后，发现无论怎样移动滑片P，电流表、电压表均无示数。在检查电源和导线均正常的前提下，你认为引起上述现象的原因可能是 ；（写出一种即可）
（3）排除故障后，小组同学正常进行操作，在表格中记录多组电流表、电压表的示数。当电压表示数为1.2V时，电流表如图乙所示为 A；
（4）根据表格数据，在图丙中画出I-U关系图像；
（5）分析所绘制的图像得出结论：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 ；
（6）该小组同学认为还需更换不同阻值的定值电阻重复上述操作，你认为他们这么做的目的是 。
【答案】b 滑动变阻器断路 0.3 正比 多次实验，找普遍规律
【解析】（1）[1]正确连接好电路，为了保护电路，闭合开关S前，需将滑片P移动到电阻最大位置，即至b端。
（2）[2]闭合开关S后，发现无论怎样移动滑片P，电流表无示数，说明电路是断路，而电压表均无示数，说明电压表并联支路以外的电路出现断路，在检查电源和导线均正常的前提下，可能是滑动变阻器断路。
（3）[3]电流表示数如图乙所示，量程为0-0.6A，分度值为0.02A，读数为0.3A。
（4）[4]根据表格数据，描点连线，如图所示：
（5）[5]分析所绘制的图像是一条过原点的直线，可得出结论：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。
（6）[6]该小组同学认为还需更换不同阻值的定值电阻重复上述操作，他们这么做的目的是排除偶然性，得出普遍规律。
2．（2024·山东菏泽）某班级在“探究电流与电压的关系”分组实验中，所用电源电压为3V，定值电阻R阻值为5Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，各仪器均完好。请完成下列问题：
实验次数 第1次 第2次 第3次 第4次
电压/V 0.5 1 1.2 2
电流/A 0.1 0.2 0.24 0.4
（1）用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整，要求：滑动变阻器滑片P向右移动时电阻变大，导线不交叉 ；
（2）检查电路时，发现电流表指针如图乙所示，接下来正确的操作是 ；
（3）闭合开关进行实验，移动滑片P到某一位置，电压表的示数如图丙所示，示数为 V；
（4）一小组展示实验数据如表格所示，其他小组发现有一次实验数据是拼凑的，请你指出是第 次实验数据，依据是： ；
（5）分析表格中有效实验数据，初步得出：导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 。
【答案】 对电流表调零 1.6 1 见解析 正比
【解析】（1）[1] 要求滑动变阻器滑片P向右移动时电阻变大，则变阻器应选择左下接线柱串联到电路中，作图如下：
（2）[2] 如图乙所示，闭合开关前电流表指针未指在零刻度线处，则应对电流表调零。
（3）[3] 如图丙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.6V。
（4）[4][5] 定值电阻R阻值为5Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，电路中最小电流为
所以第1次实验数据是拼凑的。
（5）[6] 分析表格中有效实验数据可知，对应电压与电流的比值为
比值为一个定值，所以可得：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。
3．（2024·辽宁）某小组猜想电流与电压和电阻有关，现要探究电流与电压的关系。
（1）为探究电流与电压的关系，实验中应控制 不变；
（2）该小组连接的部分电路如图所示，请用笔画线代替导线将电路补充完整 （导线不能交叉）；
（3）正确连接电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调到最 端；
（4）试触时发现电压表和电流表的指针均不偏转。为查找故障，闭合开关，保持导线ab的a端不动，将b端依次接到A、B和C接线柱，电压表的指针均偏转，电流表指针均不偏转。若电路中只有一处故障，则发生的故障是 ；
（5）排除故障后，闭合开关，通过移动 的位置改变电阻两端的电压，测量电阻两端的电压U和对应的电流I，记录的实验数据如下表所示；
数据序号 1 2 3 4 5
电压U/V 1.60 1.90 2.20 2.50 2.80
电流I/A 0.16 0.19 0.22 0.25 0.28
分析表格中的数据，发现电压与其对应电流的比值 ，从而得出结论： 。
【答案】电阻 右 滑动变阻器断路 滑动变阻器滑片 不变 电阻一定时，电流与电压成正比
【解析】（1）[1]探究电流与电压的关系时，根据控制变量法，需要控制电阻不变。
（2）[2]探究电流与电压的关系的实验，定值电阻与滑动变阻器要串联，电压表测定值电阻两端的电压，所以连接如下图所示：
（3）[3]正确连接电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片要移到阻值最大的位置，由图可知，滑动变阻器的滑片要移动最右端。
（4）[4]闭合开关，保持导线ab的a端不动，将b端依次接到A，电压表有示数；接到B，电压表有示数；接到C接线柱，电压表有示数，据此可知开关、电流表是完好的；但是电流表都没有示数，说明电路为断路，则故障可能为滑动变阻器断路。
（5）[5][6][7]闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，改变定值电阻两端的电压，测出多组数据；根据表格数据可知，发现电压与其对应电流的比值为
即电压与电流的比值不变；故可得出结论为：当电阻一定时，电流与电压成正比。
4．（2024·湖南长沙）在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，小明连接了如图甲所示的电路，其中定值电阻R=5Ω。
（1）请你用笔画线表示导线将电路连接完整 ；
（2）小明测量并记录了几组电压和电流值如下表。最后一次实验中电流表的示数如图乙所示，此时电流为 A；
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.10 0.20 0.30 0.40
（3）请在图丙中画出上表各组数据对应的点，并作出I-U图象 ；
（4）分析可得实验结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
【答案】 0.50 正
【解析】（1）[1]如图甲，滑动变阻器上接线柱已接好，故应将开关左接线柱与滑动变阻器其中一个下接线柱相连，如图所示：
（2）[2]如图乙，电流表选择了0~0.6A的量程，分度值为0.2A，由指针位置可知读数为0.5A。
（3）[3]根据表中数据在图丙中描好点，然后用一条直线将这些点连起来，如图所示：
（4）[4]由上图可知，电阻一定时，电流与电压的I-U图象是一条过原点的直线，为正比例函数图像，故可得出结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
5．（2024·内蒙古包头）学生小组利用现有器材：电源（6V）、阻值不超过20Ω的多个定值电阻、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器（50Ω 2A）、开关、导线若干，完成多个电学实验。
（1）研究电流与电压的关系。
①设计电路并画出电路图如图甲所示；
②依据电路图选用部分器材连接电路。请用笔画线代替导线将图乙实物电路连接完整，导线不要交叉；
③将滑片调至阻值最大处，闭合开关，移动滑片，发现电流表与电压表均无示数，故障可能是 （写出一处即可），查找故障，排除故障；
④闭合开关，移动滑片，多次改变定值电阻两端的电压和通过它的电流。记录数据并绘制如图丙所示的I-U图象。分析图象可得：电阻一定时， 。本实验选用的是 Ω的定值电阻；
（2）将图乙中的定值电阻调换为 ，还可以完成 实验（写出一个实验名称即可）。本实验收集多组数据的目的是 。
【答案】 滑动变阻器断路 通过导体的电流与导体两端电压成正比 10 待测电阻 伏安法测定值电阻阻值 减小误差
【解析】（1）[1]滑动变阻器采用一上一下的方式串联接入电路，按图甲连接实物图，如图所示：
[2]闭合开关，电流表无示数，说明故障可能是断路，电压表也无示数，则电压表未与电源连通，故可能是电压表并联以外部分断路，故故障可能滑动变阻器断路。
[3]如图，I-U图象为一过原点的直线，分析图像可得：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
[4]由I-U图象上的对应点及公式得，所用定值电阻为
（2）[5][6][7]根据现有实验器材，将图乙中的定值电阻调换成待测电阻，可完成伏安法测定值电阻阻值的实验，本实验收集多组数据的目的是将多个电阻值求平均值，减小实验误差。
6．（2024·内蒙古赤峰）（1）在电学综合复习时，某组同学做了“探究电流与电压的关系”实验，电路图如图甲所示。
①请用笔画线代替导线将实物图乙补充完整；
②根据实验测得的数据，绘制出定值电阻R的图像，如图丙，由图像可以得出：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 ；
（2）该组同学又做了“探究串联电路电压规律”实验；
实验中，他们按图丁连接电路，用电压表分别测出两个小灯泡两端电压和电源电压，并记录这组实验数据；接下来应该 ，重做上述实验，根据数据得出实验结论。其中一次实验中，他们发现两个小灯泡的亮度明显不同，请分析其原因 。
【答案】 正比 换用不同规格的灯泡 灯泡的电阻不同
【解析】（1）[1]①由图甲得，定值电阻R与变阻器R′串联，电压表测量定值电阻R的电压，电流表测量电路电流，变阻器的左下端接入电路中，如图所示：
[2]②由图丙得，定值电阻I-U的图像是一条过原点的直线，由图像可以得出：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
（2）[3]为了得到普遍规律，应换用不同规格的灯泡进行多次实验。
[4]串联电路中电流处处相等，两个小灯泡的亮度明显不同，说明灯泡的电功率不相等，由得，灯泡的电阻不相等。
7．（2024·黑龙江鸡西）（1）在“探究电流与电压的关系”实验中，电源为两节干电池，滑动变阻器的规格是“25Ω 2A”。
①开关闭合前，发现电流表的指针在零刻度线左端，如图乙，其原因是 。
②确认无误后，闭合开关进行实验，第4次实验时电流表示数为0.5A，电压表示数如图丙所示，计算出R的阻值 Ω。
实验次数 1 2 3 4
电压U/V 0.6 1.2 1.8
电流I/A 0.12 0.24 0.36 0.5
③记录的数据如上表所示，分析数据可以得到结论：导体的电阻一定时， 。
（2）用图甲所示电路“测量小灯泡额定电功率”。待测小灯泡的额定电压为2.5V，额定功率小于1W，电源为两节干电池，滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。
①请你用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整（滑片向右移动，灯泡变亮） 。
②正确连接完电路，闭合开关，向右逐渐移动滑片，小灯泡逐渐变亮，突然小灯泡熄灭，电流表示数几乎为零，电压表示数接近3V，原因是小灯泡 （选填“短路”或“断路”）。
③排除故障后，闭合开关，缓慢移动滑动变阻器的滑片，同时观察 表示数的变化，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 W。
④小灯泡用久了，钨丝会变细，在2.5V电压下，小灯泡实际功率 （选填“大于”“小于”或“等于”）额定功率。
【答案】电流表没有进行调零 5 通过导体的电流与导体两端的电压成正比 断路 电压 0.7 小于
【解析】（1）[1]在开关闭合前，就已经发现电流表的指针在零刻度线左端，这说明电流表没有进行调零。
[2]第4次实验时电流表示数为0.5A，电压表示数如图丙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，电压表示数为2.5V；根据欧姆定律，电阻大小为
[3]根据表中数据可知，在导体的电阻不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
（2）[4]对于电路的连接，首先需要将电源、开关、滑动变阻器、灯泡和电流表依次串联起来。注意电流从电源的正极流出，经过开关、滑动变阻器、灯泡和电流表，最后回到电源的负极。此外，滑动变阻器需要采用“一上一下”的接法，确保滑片向右移动时，灯泡变亮，即接入电路的电阻变小。电压表需要并联在灯泡的两端，用来测量灯泡两端的电压，如下图所示：
[5]当向右逐渐移动滑片，小灯泡逐渐变亮时，如果突然小灯泡熄灭，电流表示数几乎为零，说明电路可能是断路，而电压表示数接近3V，说明电压表能与电源正负极连通，由此判断与电压表并联的小灯泡可能生了断路，因为在这种情况下，电压表直接测量了电源电压，而电流由于断路而几乎为零。
[6]为了测量小灯泡的额定功率，我们需要确保小灯泡在额定电压下工作，因此，在移动滑动变阻器的滑片时，我们需要同时观察电压表的示数变化。
[7]当电压表的示数达到2.5V时，小灯泡正常发光，此时根据图乙所示，电流表用小量程，分度值为0.02A，读取电流表的示数为0.28A，因此小灯泡的额定功率为
[8]小灯泡用久了，钨丝会变细，而钨丝的材料和长度不变，所以其电阻变大，由
可知，在不变的2.5V电压下，小灯泡实际功率小于额定功率。
8．（2024·山东滨州）某兴趣小组设计了图甲所示电路进行“探究电流与电压的关系”实验
（1）请用笔画线代替导线将图乙电路连接完整，要求滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大 ；
（2）连接电路时，开关应处于 状态。把某定值电阻接入电路，将滑动变阻器的滑片调至最 （选填“左”或“右”）端。闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数，其原因可能是定值电阻 ；
（3）排除故障后，闭合开关，调节滑片P，当电压表示数为1.2V时，电流表示数如图丙所示，则此时通过定值电阻的电流为 A。调节滑动变阻器，继续进行实验，并将实验数据记录在下表中；
数据序号 1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.6 0.9 1.2 1.8 2.4 3
电流I/A 0.12 0.19 1.8 0.48 0.6
小州同学发现这些数据中有一组是明显错误的，跟其他数据的规律完全不同，可能是读取这组数据时粗心所引起的，分析时需要把它剔除掉。这组数据是第 （填序号）组；
（4）分析数据得出结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 ；
（5）小滨用电流表和一个已知最大阻值为的滑动变阻器测量未知电阻的阻值，设计了如图丁所示的电路图，电源电压未知且保持不变。实验操作如下：
①将滑动变阻器的滑片P移动到最右端b点，记录此时电流表示数为；
②将滑动变阻器的滑片P移动到最左端a点，记录此时电流表示数为；
③则 （用已知和测出的物理量、、表示）。
【答案】 断开 右 短路 0.24 4 正比
【解析】（1）[1]在本实验中应将滑动变阻器串联接入电路，且根据题干要求滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大，说明此时滑动变阻器接入电路的电阻减小，由此判断左下部分电阻接入电路，据此完成电路连接如下图
（2）[2][3]为了保护电路，在连接电路时，应就将开关断开且将滑动变阻器滑片置于阻值最大端，即最右端。
[4]闭合开关，发现电流表有示数，说明电路是通路，而电压表无示数，说明可能的故障原因是与电压表并联部分电路出现了短路，即定值电阻短路。
（3）[5]由图丙知道，电流表选用的是0～0.6A的小量程，对应的分度值为0.02A，读数为0.24A。
[6]分析表格数据有
据此分析只有根据第4次实验数据算出来的电阻阻值不同，因此，说明第4组数据有误。
（4）[7]分析表格数据知道，当电阻一定时，电阻两端的电压增大为原来的几倍，通过电阻的电流就增大为原来的几倍，由此可得出实验结论为：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
（5）[8]①将滑动变阻器的滑片P移动到最右端b点，记录此时电流表示数为I1；
②将滑动变阻器的滑片P移动到最左端a点，记录此时电流表示作数为I2；
③在②中为Rx的简单电路，由欧姆定律得电源电压
在①中，两电阻串联，由电阻的串联和欧姆定律得电源电压
因电源电压不变，故
解得Rx的表达式为
9．（2024·湖北武汉）某同学利用图甲所示的电路探究电流与电压的关系。实验中电源电压保持3V不变，定值电阻的阻值为4Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 0.5A”。
（1）该同学接错了一根导线，请你在这根导线上打“×”，并补画出正确的那根导线；( )
（2）正确改接电路后，该同学立即进行实验，闭合开关后，电流表的示数如图乙所示，此时通过定值电阻的电流是 A。这位同学实验操作的不足之处是 ；
（3）该同学完成了预先设计好的表格中的4次实验，将得到的实验数据填入表格。
电压U/V 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4
电流I/A 0.15 0.23 0.30 0.38
分析表中已测出的数据，可以初步得到实验结论：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压 。为了进一步验证这个结论，该同学利用现有器材在不改变电路连接的情况下，表格里余下的4次实验中，他还能完成 次。
【答案】 0.22 闭合开关前，没有将滑片移到滑动变阻器最左端 成正比 1
【解析】（1）[1]图中电流表没有串联在电路中，电流表不能测量电路电流，应将电流表接在串联电路中。如图所示：
（2）[2]由图可知，电流表选择小量程，分度值为0.02A，电流表示数为0.22A。
[3]为了保护电路，在闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。
（3）[4]根据表中数据可知，在误差允许的范围内，电压和电流的比值为定值，说明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。
（4）[5]因为滑动变阻器的规格为“20Ω 0.5A”，则电流最大电流为0.5A，则定值电阻两端最大电压
则电压为1.8V的实验可以完成，电压为2.1V、2.4V的两组实验无法完成。当定值电阻两端电压为0.3V时，滑动变阻器两端电压为3V-0.3V=2.7V，根据串联电路，电压之比等于电阻之比有
则滑动变阻器阻值
则电压表示数为0.3V的实验也无法进行，则表格里余下的4次实验中，他还能完成1次。
10．（2024·天津）在“探究电阻一定时电流与电压关系”的实验中：
（1）请用笔画线代替导线将图中的电路连接完整；
（2）在某次实验时两电表的示数如图所示，电压表的示数为 V，电流表的示数为 A；
（3）根据两个小组的实验数据，画出了定值电阻与的电流与电压关系图像，如图所示。由图像可知 （选填“大于”“小于”或“等于”）。
【答案】 2.6 0.26 小于
【解析】（1）[1]将定值电阻与滑动变阻器串联，滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱接入电路，如下图所示：
（2）[2][3]电压表的示数如图所示，电压表选用小量程，分度值为0.1 V，电压为2.6V。电流表的示数如图所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.26A。
（3）[4]当电压相同时，R1中电流大于R2中电路，据欧姆定律
得R1小于R2。
11．（2024·安徽）图甲为小英同学设计的“探究电流与电压的关系”电路图，电源两端电压为3V，滑动变阻器的规格为“50Ω 1.5A”。
（1）请按照图甲，将图乙中的实物电路连接完整；
（2）正确连接电路后，将滑动变阻器的滑片P移至电阻值最大处，闭合开关，移动滑片P，小英发现电流表和电压表均无示数。为了排查电路故障，她断开开关，然后按图丙所示的电路图，只将与电压表“+”接线柱相连导线的另一端拆下，并正确连接到滑动变阻器的接线柱上。重复前面的操作，发现电压表有示数且保持不变，电流表始终无示数。若电路中只有一处故障，则故障可能是 。
（3）排除故障后进行实验，得到的实验数据如下表所示。
数据序号 1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.30 0.60 0.90 1.20 1.50 1.80
电流I/A 0.08 0.15 0.23 0.30 0.38 0.45
分析表中的数据，可以初步得出结论，在电阻一定的情况下， 。
（4）本实验中，定值电阻R的阻值为 Ω（保留一位小数）。
【答案】见详解 电流表断路（或与电流表相连的某根导线断了） 通过导体的电流与导体两端的电压成正比 3.90
【解析】（1）[1]由电路图可知，滑动变阻器的右下接线柱与电流表串联，由于电源电压较低，电流表选择小量程，实物电路连接如下：
（2）[2]由电路图甲可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测量定值电阻两端的电压，电流表测量电路中的电流。由于电流表无示数，说明电路中某处断开，电压表无示数说明电压表不能与电路两极连通；由电路图丙可知，电压表测量定值电阻和电流表两端的电压，此时电压表有示数，说明电压表能与电源两极连通，则故障可能是电流表断路或与电流表相连的某根导线断了。
（3）[3]由表中数据可知，在误差允许的范围内，电流与电压的比值不变，即：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。
（4）[4]根据可得，六次测量时，定值电阻的阻值分别为：R1=3.75Ω、R2=4Ω、R3≈3.91Ω、R4=4Ω、R5≈3.95Ω、R6=4Ω，则定值电阻R的阻值为
12．（2024·湖南）在“探究电流与电压的关系”实验中，保持定值电阻R不变，小明设计了如图甲所示的电路图并进行实验。
（1）连接电路前，电流表有示数，应该对电流表进行 ；
（2）连接电路时，开关S应处于 状态；
（3）连接完电路，实验前应将滑动变阻器的滑片P移至 端；
（4）某次实验中，电流表指针偏转如图乙所示，示数为 A；
（5）实验测出五组数据记录在表格中，为了找到电阻一定时，电流与电压的关系，应该怎样处理数据？ （列举一种方法即可）。
数据序号 1 2 3 4 5
电压U/V 1.2 1.6 1.8 2.0 2.4
电流I/A 0.12 0.16 0.18 0.20 0.24
【答案】调零 断开 B 0.1 做出U-I图像
【解析】（1）[1]连接电路前，电流表有示数，因此应该对电流表进行调零，使指针对准零刻度线。
（2）[2]为了保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态。
（3）[3]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至最大阻值处，由图可知，滑片应处于B端。
（4）[4]由图乙可知，电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，因此电流表的示数为0.1A。
（5）[5]实验中，为了找到电阻一定时，电流与电压的关系，可以根据测出的五组数据做出U-I图像，从而得出电流与电压的关系。
13．（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”），数据记录如下表。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 。
【答案】控制变量 断开 A B 0.12 正比 灯丝电阻随温度的升高而增大，不是定值
【解析】（1）[1]探究电流与电压的关系时，应控制电阻不变，改变电压，观察电流的变化，这种研究方法叫控制变量法。
（2）[2][3]为保护电路，连接电路时，开关应断开；闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即A处。
（3）[4]根据电路图可知，电压表应与定值电阻并联，而图中电压表并联在滑动变阻器两端，所以应将电压表的“+”接线柱与定值电阻的左接线柱相连，将电压表的“ ”接线柱与定值电阻的右接线柱相连，如下图所示：
（4）[5]根据串联分压的知识，要增大定值电阻两端的电压，应减小滑动变阻器的阻值，所以滑片应向右端移动，即B端。
[6]电流表使用0～0.6A量程，分度值为0.02A，示数为0.12A。
（5）[7]由表格中数据知，电阻一定时，电压增大为原来的几倍，电流也增大为原来的几倍，可知在电阻一定时，电流与电压成正比。
（6）[8]灯泡的电阻随温度的升高而增大，不是定值，所以不能用小灯泡代替定值电阻进行实验。
14．（2024·重庆）小吴同学利用图甲中的器材探究导体A、B中电流与两端电压的关系，其中电源电压可调。
（1）连接好如图甲所示电路，试触开关，发现电流表无示数、电压表指针偏转到最大值，原因可能是导体A发生 ；排除故障后，闭合开关进行实验，某次实验时电流表如图乙所示，示数为 A；
（2）多次改变导体A两端的电压，并记录对应的 。换用导体B重复上述实验，根据实验数据绘制图像如图丙所示。分析图像发现，同一导体两端的电压与通过电流的比值是 的，因此将这个比值定义为导体的电阻；
（3）根据电阻定义可知导体B的阻值为 Ω。在工程技术中用不同颜色的环对电阻进行标记，阻值是两位数以内的电阻可以根据前两环的颜色来判断阻值，色环含义及导体A、B的色环如图丁所示，若还需用到一个15Ω的电阻，应选用图戊中电阻 （选填“d”“e”或“f”）。
实验次数 ① ② ③
R/Ω 15 B A
I/A 0.2 0.3 0.4
（4）小欣同学用上述器材研究导体中电流与电阻的关系，保持电源电压不变，为了精确控制导体两端的电压，于是串联接入滑动变阻器进行实验。①电路中接入15Ω的电阻，使电阻两端电压达到某一固定值，测出电流；②将15Ω的电阻替换为B，要使B两端电压达到固定值，变阻器接入的阻值应比前次实验 ；③将电阻B替换为A再次进行实验。三次实验数据如表所示，交流时小欣发现第③次实验数据有误，这是由于接入A后忘记调节变阻器，滑片仍在第②次实验的位置，此时变阻器接入的阻值是 Ω。
【答案】断路 0.2 电流表示数 一定 10 e 更小 10
【解析】（1）[1]试触开关，发现电流表无示数，则电路发生断路，电压表指针偏转到最大值，说明电压表外侧电路正常，则原因可能是导体A发生断路。
[2]如图乙所示，电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.2A。
（2）[3]探究电流与两端电压的关系时，采用控制变量法，需要保持电阻的阻值不变，多次改变导体A两端的电压，并记录对应的电流表示数。
[4]由图丙可知，导体A两端的不同电压与对应电流的比值为
导体B两端的不同电压与对应电流的比值为
由上述可知，同一导体两端的电压与通过电流的比值是一定（相同）的。
（3）[5]根据电阻定义可知导体B的阻值为
[6]导体A的阻值为
色环含义及导体A、B的色环如图丁所示，由导体A和导体B的阻值和对应色环可知，黑色代表数字0，绿色代表数字5，棕色代表数字1，因此15Ω的电阻对应的色环十位数应为棕色，个位数应为绿色，故应选用图戊中电阻e。
（4）②[7]根据串联分压知识可知，阻值越大，分压越多，将15Ω的电阻替换为B，电阻的阻值减小，分压变小，要使B两端电压达到固定值，则应减小变阻器的阻值，使变阻器的分压变小，从而使电阻两端电压增大为固定值，故变阻器接入的阻值应比前次实验更小。
③[8]将电阻B替换为A再次进行实验时，电源电压不变，变阻器的阻值不变，由串联电路电压规律和表格数据可知，第②次的电源电压可表示为
①
第③次的电源电压可表示为
②
联立①②式可得，电源电压，变阻器的阻值。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)实验23 探究电流与电压的关系
实验：探究电流与电压的关系
【实验目的】在电阻一定时，电流与电压有什么关系
【实验设计】保持电阻不变，改变电压，采用控制变量法研究电流与电压之间的关系。
【实验器材】电源、开关、导线、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器
【进行实验与收集证据】
（1）按电路图把一个10Ω的定值电阻连接在电路中。
（2）闭合开关前，检查电路中各元件的连接是否正确，将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处。
（3）调节滑动变阻器使电阻两端的电压分别为1V、2V、3V、4V、5V，读出此时相应的电流值记入下表中。
实验表格：
电阻R/Ω 10
电压U/V
电流I/A
【分析论证】
电阻R/Ω 10
电压U/V 1 2 3 4 5
电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
根据实验数据，描点画图：
电阻一定时，通过导体的电流随电压改变，且电压与电流的比值不变，即在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【实验结论】
在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【交流评估】
（1）运用控制变量法，控制电阻的阻值不变，通过调节滑动变阻器改变电阻两端的电压；
（2）滑动变阻器的作用：保护电路、改变定值电阻两端的电压；
（3）注意：对实验结论两种错误的语言描述：
①“导体中的电流跟导体两端的电压成正比”——漏掉了结论的前提条件（在电阻一定时）
②“电阻一定时，电压与电流成正比”——弄错了结论的因果关系（电压是形成电流的原因，而不是有了电流，才在导体两端产生电压）
《探究电流与电压的关系》常考问题：
（1）研究方法：控制变量法。保持电阻不变，改变定值电阻两端的电压，记录对应的电流。
（2）连接电路前，开关应：断开。
（3）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到：阻值最大处。
（4）滑动变阻器的连线：近小远大（滑片靠近下端连线接线柱时，阻值减小，远离下端连线接线柱时阻值增大）。
（5）改变定值电阻两端电压方法：①改变电源电压；②串联不同阻值电阻分压；③串联滑动变阻器。
（6）滑动变阻器作用：①成整数倍改变电阻两端电压；②保护电路。
（7）多次实验的目的：得出普遍规律，避免偶然性。
（8）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。
（9）根据数据画出图像：电阻一定时，电流与电压图像如图（正比例函数）。
（10）实验结论：电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。
（11）电路故障：
①电表无示数：电流表无示数，电压表有示数，则与电压表并联的电路断路。电流表有示数，电压表无示数，则与电压表并联的电路短路。
②电表示数不变：滑动变阻器没有按照“一上一下”的原则连接。
（12）数据错误：分析比较各组数据电压与电流的比值是否相同，不同的一组数据为错误数据。
【典例1】
如图是小王探究“电流与电压关系”的电路图。实验中电源四节新干电池，滑动变阻器规格为“ 2A”，电流表、电压表各一个；
(1)请按电路图将实物图连接完整 ；
(2)闭合开关前需将滑动变阻器的滑片P移到最 （选填“左”或“右”）端；
(3)闭合开关后小王发现，无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电流表指针几乎不动，电压表有示数且不变，原因可能是 ；
(4)接着小王想探究“电流与电阻关系”，取来四只阻值分别、、、的定值电阻各一个，实验中移动滑动变阻器滑片P的目的是 ；得到的实验结论是 ；
(5)在探究“电流与电阻关系”时，小王将定值电阻接入电路，移动滑片P使电压表的示数为2V时读出电流表的示数，并填入表格中，若将的电阻换成，保持滑片P的位置不变，闭合开关，则电压表的示数将 （选填“>”、“<”或“=”）2V。
【典例2】
物理学习小组在“探究电流与电压的关系”时，设计了如图甲所示的电路。其中电源电压为3V，定值电阻R1约为4Ω，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V。该小组同学完成了以下实验步骤：
U/V 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5
I/A 0.08 0.15 0.23 0.38
(1)正确连接好电路，闭合开关S前，需将滑片P移动至 （选填“a”或“b”）端；
(2)闭合开关S后，发现无论怎样移动滑片P，电流表，电压表均无示数。在检查电源和导线均正常的前提下，你认为引起上述现象的原因可能是 ；（写出一种即可）
(3)排除故障后，小组同学正常进行操作，在表格中记录多组电流表、电压表的示数。当电压表示数为1.2V时，电流表示数如图乙所示为 A；
(4)根据表格数据，在图丙中画出I－U关系图像；
(5)分析所绘制的图像得出结论：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 ﹔
(6)该小组同学认为还需更换不同阻值的定值电阻重复上述操作，你认为他们这么做的目的是 。
补充设问
(7)实验测出的数据记录在表格中，为了找到电阻一定时，电流与电压的关系，应该怎样处理数据 （列举一种方法即可）；
(8)分析表中数据或图像的特点，可得出：电阻一定时，电流与电压成正比。得出此结论的理由是 。
【训练1】
小广同学在“探究电流与电压的关系”实验中，使用的实验器材有：两节新干电池、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、定值电阻和导线若干：
电压U/V 1.0 2.0
电流I/A 0.2
（1）请根据小广同学设计的电路图（图1）将实物图（图2）连接完整 （要求：滑片向左移动，电流表示数变大）；
（2）小广同学把10Ω的定值电阻接入电路，将滑动变阻器的滑片调至最 （选填“左”或“右”）端，闭合开关前发现电流表如图3所示，其原因可能是 ；
（3）改正错误后，闭合开关，调节滑片P，当电压表的示数为1V时，电流表的示数如图3所示，则电流表示数为 A。继续实验，将实验数据记录在表中，分析数据可得出结论： ；
（4）实验后，小广同学分析，上述实验结论不可靠，他的理由是： ；接下来应该进行的操作是 。
【训练2】
某实验小组在做“探究电流与电压的关系”实验时，准备了两节新干电池，阻值为5Ω的定值电阻、规格为“30Ω 1A”的滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个，导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线把图甲电路连接完整（导线不得交叉）。要求：滑动变阻器滑片向右移动时，电路中的电流变大 ；
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.10 0.20 0.30 0.40 2.50
(2)连接电路时，开关必须 ，滑动变阻器调到最 端；
(3)正确连接电路后闭合开关，发现电流表有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近3V，则电路中存在的故障可能是 ；
(4)排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，记录的数据如表格所示。老师指出其中一次数据有错误，错误的数据是第 次，出现这种情况的原因可能是 ；
(5)舍弃错误的数据，根据实验数据在图乙中描点作出图象。分析图象，可得出的结论是 ；
(6)本实验中滑动变阻器除了保护电路外的另一个作用是 ；
(7)小组同学想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系，小胡认为他的实验方案不可行，小胡的理由是 。
【训练3】
小明用如图甲所示装置探究电流与电压的关系，实验器材：学生电源（电压恒为3V），电流表、电压表各一只，一个开关，四个定值电阻（分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），滑动变阻器的规格“30Ω，2A”，导线若干。
(1)请用笔画线代替导线。在图甲中完成电路连接，要求滑片P向右滑动时，电流表的示数变小 ；
(2)小明连接电路时，将滑动变阻器的滑片P移到最 （选填“左”或“右”）端，此时滑动变阻器所起的作用是 ；
(3)连接好电路闭合开关后，移动滑片发现，电流表无示数，电压表有示数，则出现该故障的原因可能是 ；
(4)排除故障后，改变滑片位置，记录实验数据如表所示，空白处的电流如图乙所示，为 A，此时滑动变阻器所起的作用是 ；
(5)表格中当电压为2.5V时，对应的电流是 A；
(6)根据表格的数据，小明选择的定值电阻是 Ω；
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流I/A 0.10 0.20 0.40 0.60
(7)根据表中数据可归纳得出结论： 。
【训练4】
小丽做“探究通过导体的电流跟电压的关系”的实验。她在实验桌上连接了如图所示的实验电路，同组的小英发现小丽连接的电路中有一根导线连接错误。
（1）请你在错接的导线上画“×”，并用笔画线代替导线，画出正确的接线；
（2）小丽改正电路连接后，进行了探究实验。在实验过程中，应保持 不变，多次改变滑动变阻器滑片的位置，从而改变 ，用电压表测量电阻两端的电压U，用电流表测量通过电阻的电流I，并记录；
（3）在小丽某次移动滑动变阻器的滑片后，观察到两电表的示数如图乙、丙所示，则
电阻R的阻值为 Ω。为了使电压表的示数再变大些，她应将滑动变阻器的滑片向 端移动。（选填“A”或“B”）
【训练5】
小东在探究“通过导体电流跟导体两端电压的关系”时，利用符合实验要求的器材连接如图所示的实验电路。
（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移至 （选填“A”或“B”）端；
（2）实验步骤如下，请补充完整：
①闭合开关，调节滑动变阻器的滑片位置，使电压表的示数为，读出此时电流表的示数，并把、记录在表格中；
② ，读出此时电压表、电流表的示数、，并把、记录在表格中；
③仿照步骤②，再做四次实验，并把实验数据记录在表格中。
【训练6】
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。
（1）请用笔画线代替导线将图-1所示电路连接完整。
（2）正确连接电路，闭合开关后，发现电流表无示数，电压表有示数且接近电源电压，则电路故障可能是定值电阻 。
（3）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-2所示，则电流表示数为 A；重复实验，得到实验数据如下表。
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流I/A 0.2 0.3 0.38 0.50 0.6
（4）小组同学根据表中数据在图-3中描点作出图像；分析实验数据或图像可以得出结论：①实验中所用定值电阻的阻值为 ；②当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 。
（5）小组交流时为了使结论具有普遍性，提出两个方案。方案一：用现有的实验器材增加实验次数。方案二：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“一”或“二”）。
【训练7】
某班级在“探究电流与电压的关系”分组实验中，所用电源电压为3V，定值电阻R阻值为5Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，各仪器均完好。请完成下列问题：
实验次数 第1次 第2次 第3次 第4次
电压/V 0.5 1 1.2 2
电流/A 0.1 0.2 0.24 0.4
(1)用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整，要求：滑动变阻器滑片P向右移动时电阻变大，导线不交叉 ；
(2)闭合开关前，发现电流表指针如图乙所示，接下来正确的操作是 ；
(3)闭合开关进行实验，移动滑片P到某一位置，电压表的示数如图丙所示，示数为 V；
(4)一小组展示实验数据如表格所示，其他小组发现有一次实验数据是拼凑的，请你指出是第 次实验数据，依据是： ；
(5)分析表格中有效实验数据，可得结论： 。
【训练8】
如图实验小组探究“电流与电压的关系”的实验。
(1)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到 端（选填“A”或“B”）；
(2)检查如图乙，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；
(3)正确连接电路后，闭合开关，移动滑片，记录数据。其中第3次实验时电压表的示数如图丙所示，读数为 V；
(4)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 。
(5)接着实验小组继续“探究电流与电阻的关系”的实验，利用改正后的电路，部分器材选用如下：电压为3V的电源，阻值为0~10Ω的滑动变阻器，10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值电阻各一个，实验得到的图像如图丁所示。
①实验时先将10Ω定值电阻接入电路，移动滑动变阻器滑片的过程中，眼睛应注意观察电压表示数；
②接下来断开开关，取下10Ω的定值电阻，换成20Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，应向 （选填“A”或“B”）端移动滑片，直至电压表示数为 V时，读出电流表的示数；
③将20Ω电阻换成30Ω电阻，闭合开关后发现不管如何移动滑动变阻器的滑片，电压表示数都无法达到指定电压，为了使5个定值电阻均能完成上述实验，滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。
④通过实验探究得出结论：当导体两端的电压一定时， 。
【训练9】
小鹏在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时，电路如图甲所示，电源电压保持不变，R为定值电阻。
(1)请用笔画线代替导线，将图中的电路按甲图连接完整；
(2)本实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，还起到了 的作用；
(3)电路连接正确后，发现电压表有示数但电流表无示数，此时出现的故障可能是______。
A．滑动变阻器短路 B．电流表断路
C．电阻R短路 D．电阻R断路
(4)排除故障后，小鹏又取了两个定值电阻，想利用这些器材继续探究“电压不变时，电流与电阻的关系”。实验中所用电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω，电源电压为6V，分别接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，记录数据，得到了如图丙所示的图象。由图象可以得出结论： ；
(5)当小鹏把R换为20Ω的电阻接入电路时；为完成整个实验，小鹏应该选取滑动变阻器______。
A．“50Ω 1.0A” B．“30Ω 1.0A” C．“20Ω 1.0A”
【训练10】
如图所示，在探究“通过导体的电流与导体两端电压关系”实验时，电源电压为3V不变，滑动变阻器规格为“30Ω 1A”：
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.2 1.6 1.8 2.4 2.8
电流I/A 0.12 0.16 0.18 0.24 0.28
（1）根据图甲连接电路时，滑动变阻器滑片要移至 ；
（2）闭合开关，调节滑动变阻器，测得多组电流、电压的数据，记录在表格中；
（3）根据表格数据，可以得到结论； ；
（4）增加5Ω、15Ω、20Ω的定值电阻，利用上述的实验器材和电路还可以探究“电流与电阻的关系”：。
①先将5Ω的定值电阻接入电路中，调节滑动变阻器，当电压表示数为1V时，记录电流表的示数；
②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，向 （选填“左”或“右”）移动滑动变阻器滑片，直至电压表的示数为 V；
③对“探究电流与电阻关系”的实验过程进一步分析、论证，绘制了实验过程中“电流与定值电阻、电流与滑动变阻器，电流与总电阻”之间的图像，如图丙，其中反映电流与总电阻关系的是 （选填“a”、“b”或“c”），图中阴影部分面积表示的物理含义是 ；
④该小组用20Ω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午，为完成第4次实验，同学们提出下列解决方案，其中可行的是 。
A．换成电压为4V的电源
B．更换最大阻值大于或等于40Ω的滑动变阻器
C．将电压表的量程换为0~15V
D．可将定值电阻两端的电压调为1.2V~3V
1．（2024·四川乐山）物理学习小组在“探究电流与电压的关系”时，设计了如图甲所示的电路。其中电源电压为3V，定值电阻R1约为4Ω，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V。该小组同学完成了以下实验步骤：
U/V 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5
I/A 0.08 0.15 0.23 0.38
（1）正确连接好电路，闭合开关S前，需将滑片P移动至 （选填“a”或“b”）端；
（2）闭合开关S后，发现无论怎样移动滑片P，电流表、电压表均无示数。在检查电源和导线均正常的前提下，你认为引起上述现象的原因可能是 ；（写出一种即可）
（3）排除故障后，小组同学正常进行操作，在表格中记录多组电流表、电压表的示数。当电压表示数为1.2V时，电流表如图乙所示为 A；
（4）根据表格数据，在图丙中画出I-U关系图像；
（5）分析所绘制的图像得出结论：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 ；
（6）该小组同学认为还需更换不同阻值的定值电阻重复上述操作，你认为他们这么做的目的是 。
2．（2024·山东菏泽）某班级在“探究电流与电压的关系”分组实验中，所用电源电压为3V，定值电阻R阻值为5Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，各仪器均完好。请完成下列问题：
实验次数 第1次 第2次 第3次 第4次
电压/V 0.5 1 1.2 2
电流/A 0.1 0.2 0.24 0.4
（1）用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整，要求：滑动变阻器滑片P向右移动时电阻变大，导线不交叉 ；
（2）检查电路时，发现电流表指针如图乙所示，接下来正确的操作是 ；
（3）闭合开关进行实验，移动滑片P到某一位置，电压表的示数如图丙所示，示数为 V；
（4）一小组展示实验数据如表格所示，其他小组发现有一次实验数据是拼凑的，请你指出是第 次实验数据，依据是： ；
（5）分析表格中有效实验数据，初步得出：导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 。
3．（2024·辽宁）某小组猜想电流与电压和电阻有关，现要探究电流与电压的关系。
（1）为探究电流与电压的关系，实验中应控制 不变；
（2）该小组连接的部分电路如图所示，请用笔画线代替导线将电路补充完整 （导线不能交叉）；
（3）正确连接电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调到最 端；
（4）试触时发现电压表和电流表的指针均不偏转。为查找故障，闭合开关，保持导线ab的a端不动，将b端依次接到A、B和C接线柱，电压表的指针均偏转，电流表指针均不偏转。若电路中只有一处故障，则发生的故障是 ；
（5）排除故障后，闭合开关，通过移动 的位置改变电阻两端的电压，测量电阻两端的电压U和对应的电流I，记录的实验数据如下表所示；
数据序号 1 2 3 4 5
电压U/V 1.60 1.90 2.20 2.50 2.80
电流I/A 0.16 0.19 0.22 0.25 0.28
分析表格中的数据，发现电压与其对应电流的比值 ，从而得出结论： 。
4．（2024·湖南长沙）在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，小明连接了如图甲所示的电路，其中定值电阻R=5Ω。
（1）请你用笔画线表示导线将电路连接完整 ；
（2）小明测量并记录了几组电压和电流值如下表。最后一次实验中电流表的示数如图乙所示，此时电流为 A；
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.10 0.20 0.30 0.40
（3）请在图丙中画出上表各组数据对应的点，并作出I-U图象 ；
（4）分析可得实验结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
5．（2024·内蒙古包头）学生小组利用现有器材：电源（6V）、阻值不超过20Ω的多个定值电阻、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器（50Ω 2A）、开关、导线若干，完成多个电学实验。
（1）研究电流与电压的关系。
①设计电路并画出电路图如图甲所示；
②依据电路图选用部分器材连接电路。请用笔画线代替导线将图乙实物电路连接完整，导线不要交叉；
③将滑片调至阻值最大处，闭合开关，移动滑片，发现电流表与电压表均无示数，故障可能是 （写出一处即可），查找故障，排除故障；
④闭合开关，移动滑片，多次改变定值电阻两端的电压和通过它的电流。记录数据并绘制如图丙所示的I-U图象。分析图象可得：电阻一定时， 。本实验选用的是 Ω的定值电阻；
（2）将图乙中的定值电阻调换为 ，还可以完成 实验（写出一个实验名称即可）。本实验收集多组数据的目的是 。
6．（2024·内蒙古赤峰）（1）在电学综合复习时，某组同学做了“探究电流与电压的关系”实验，电路图如图甲所示。
①请用笔画线代替导线将实物图乙补充完整；
②根据实验测得的数据，绘制出定值电阻R的图像，如图丙，由图像可以得出：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 ；
（2）该组同学又做了“探究串联电路电压规律”实验；
实验中，他们按图丁连接电路，用电压表分别测出两个小灯泡两端电压和电源电压，并记录这组实验数据；接下来应该 ，重做上述实验，根据数据得出实验结论。其中一次实验中，他们发现两个小灯泡的亮度明显不同，请分析其原因 。
7．（2024·黑龙江鸡西）（1）在“探究电流与电压的关系”实验中，电源为两节干电池，滑动变阻器的规格是“25Ω 2A”。
①开关闭合前，发现电流表的指针在零刻度线左端，如图乙，其原因是 。
②确认无误后，闭合开关进行实验，第4次实验时电流表示数为0.5A，电压表示数如图丙所示，计算出R的阻值 Ω。
实验次数 1 2 3 4
电压U/V 0.6 1.2 1.8
电流I/A 0.12 0.24 0.36 0.5
③记录的数据如上表所示，分析数据可以得到结论：导体的电阻一定时， 。
（2）用图甲所示电路“测量小灯泡额定电功率”。待测小灯泡的额定电压为2.5V，额定功率小于1W，电源为两节干电池，滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。
①请你用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整（滑片向右移动，灯泡变亮） 。
②正确连接完电路，闭合开关，向右逐渐移动滑片，小灯泡逐渐变亮，突然小灯泡熄灭，电流表示数几乎为零，电压表示数接近3V，原因是小灯泡 （选填“短路”或“断路”）。
③排除故障后，闭合开关，缓慢移动滑动变阻器的滑片，同时观察 表示数的变化，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 W。
④小灯泡用久了，钨丝会变细，在2.5V电压下，小灯泡实际功率 （选填“大于”“小于”或“等于”）额定功率。
8．（2024·山东滨州）某兴趣小组设计了图甲所示电路进行“探究电流与电压的关系”实验
（1）请用笔画线代替导线将图乙电路连接完整，要求滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大 ；
（2）连接电路时，开关应处于 状态。把某定值电阻接入电路，将滑动变阻器的滑片调至最 （选填“左”或“右”）端。闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数，其原因可能是定值电阻 ；
（3）排除故障后，闭合开关，调节滑片P，当电压表示数为1.2V时，电流表示数如图丙所示，则此时通过定值电阻的电流为 A。调节滑动变阻器，继续进行实验，并将实验数据记录在下表中；
数据序号 1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.6 0.9 1.2 1.8 2.4 3
电流I/A 0.12 0.19 1.8 0.48 0.6
小州同学发现这些数据中有一组是明显错误的，跟其他数据的规律完全不同，可能是读取这组数据时粗心所引起的，分析时需要把它剔除掉。这组数据是第 （填序号）组；
（4）分析数据得出结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 ；
（5）小滨用电流表和一个已知最大阻值为的滑动变阻器测量未知电阻的阻值，设计了如图丁所示的电路图，电源电压未知且保持不变。实验操作如下：
①将滑动变阻器的滑片P移动到最右端b点，记录此时电流表示数为；
②将滑动变阻器的滑片P移动到最左端a点，记录此时电流表示数为；
③则 （用已知和测出的物理量、、表示）。
9．（2024·湖北武汉）某同学利用图甲所示的电路探究电流与电压的关系。实验中电源电压保持3V不变，定值电阻的阻值为4Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 0.5A”。
（1）该同学接错了一根导线，请你在这根导线上打“×”，并补画出正确的那根导线；( )
（2）正确改接电路后，该同学立即进行实验，闭合开关后，电流表的示数如图乙所示，此时通过定值电阻的电流是 A。这位同学实验操作的不足之处是 ；
（3）该同学完成了预先设计好的表格中的4次实验，将得到的实验数据填入表格。
电压U/V 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4
电流I/A 0.15 0.23 0.30 0.38
分析表中已测出的数据，可以初步得到实验结论：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压 。为了进一步验证这个结论，该同学利用现有器材在不改变电路连接的情况下，表格里余下的4次实验中，他还能完成 次。
10．（2024·天津）在“探究电阻一定时电流与电压关系”的实验中：
（1）请用笔画线代替导线将图中的电路连接完整；
（2）在某次实验时两电表的示数如图所示，电压表的示数为 V，电流表的示数为 A；
（3）根据两个小组的实验数据，画出了定值电阻与的电流与电压关系图像，如图所示。由图像可知 （选填“大于”“小于”或“等于”）。
11．（2024·安徽）图甲为小英同学设计的“探究电流与电压的关系”电路图，电源两端电压为3V，滑动变阻器的规格为“50Ω 1.5A”。
（1）请按照图甲，将图乙中的实物电路连接完整；
（2）正确连接电路后，将滑动变阻器的滑片P移至电阻值最大处，闭合开关，移动滑片P，小英发现电流表和电压表均无示数。为了排查电路故障，她断开开关，然后按图丙所示的电路图，只将与电压表“+”接线柱相连导线的另一端拆下，并正确连接到滑动变阻器的接线柱上。重复前面的操作，发现电压表有示数且保持不变，电流表始终无示数。若电路中只有一处故障，则故障可能是 。
（3）排除故障后进行实验，得到的实验数据如下表所示。
数据序号 1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.30 0.60 0.90 1.20 1.50 1.80
电流I/A 0.08 0.15 0.23 0.30 0.38 0.45
分析表中的数据，可以初步得出结论，在电阻一定的情况下， 。
（4）本实验中，定值电阻R的阻值为 Ω（保留一位小数）。
12．（2024·湖南）在“探究电流与电压的关系”实验中，保持定值电阻R不变，小明设计了如图甲所示的电路图并进行实验。
（1）连接电路前，电流表有示数，应该对电流表进行 ；
（2）连接电路时，开关S应处于 状态；
（3）连接完电路，实验前应将滑动变阻器的滑片P移至 端；
（4）某次实验中，电流表指针偏转如图乙所示，示数为 A；
（5）实验测出五组数据记录在表格中，为了找到电阻一定时，电流与电压的关系，应该怎样处理数据？ （列举一种方法即可）。
数据序号 1 2 3 4 5
电压U/V 1.2 1.6 1.8 2.0 2.4
电流I/A 0.12 0.16 0.18 0.20 0.24
13．（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”），数据记录如下表。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 。
14．（2024·重庆）小吴同学利用图甲中的器材探究导体A、B中电流与两端电压的关系，其中电源电压可调。
（1）连接好如图甲所示电路，试触开关，发现电流表无示数、电压表指针偏转到最大值，原因可能是导体A发生 ；排除故障后，闭合开关进行实验，某次实验时电流表如图乙所示，示数为 A；
（2）多次改变导体A两端的电压，并记录对应的 。换用导体B重复上述实验，根据实验数据绘制图像如图丙所示。分析图像发现，同一导体两端的电压与通过电流的比值是 的，因此将这个比值定义为导体的电阻；
（3）根据电阻定义可知导体B的阻值为 Ω。在工程技术中用不同颜色的环对电阻进行标记，阻值是两位数以内的电阻可以根据前两环的颜色来判断阻值，色环含义及导体A、B的色环如图丁所示，若还需用到一个15Ω的电阻，应选用图戊中电阻 （选填“d”“e”或“f”）。
实验次数 ① ② ③
R/Ω 15 B A
I/A 0.2 0.3 0.4
（4）小欣同学用上述器材研究导体中电流与电阻的关系，保持电源电压不变，为了精确控制导体两端的电压，于是串联接入滑动变阻器进行实验。①电路中接入15Ω的电阻，使电阻两端电压达到某一固定值，测出电流；②将15Ω的电阻替换为B，要使B两端电压达到固定值，变阻器接入的阻值应比前次实验 ；③将电阻B替换为A再次进行实验。三次实验数据如表所示，交流时小欣发现第③次实验数据有误，这是由于接入A后忘记调节变阻器，滑片仍在第②次实验的位置，此时变阻器接入的阻值是 Ω。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
