17.1电流与电压、电阻的关系
【题型1】探究电流与电压的关系 6
【题型2】探究电流与电阻的关系 9
【题型3】探究实验的综合分析 15
【题型4】探究电路连接与故障分析 18
【知识点1】探究电流与电压的关系 ①控制不变的量：电阻．
怎样控制：采用同一个定值电阻实验．
②改变的量：电压．
怎样改变：改变电池节数；调节学生电源的旋钮；串联滑动变阻器，调节滑片．
③滑动变阻器在实验中的作用：保护电路；改变定值电阻两端的电压．
④电路图：
⑤结论：当导体的电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比． 这是电学三个重点实验之一，所涉及的知识点较多，综合性强，是中考电学实验中较为重要的实验．
例：在“探究电流与电压的关系”实验中，实验小组设计并连接了如图甲所示的电路。
（1）连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片应滑到最______（选填“左”或“右”）端；
（2）连接好电路，闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，已知导线、仪表均完好且接触良好，则故障原因可能是定值电阻______（选填“断路”或“短路”）；
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为1.0V时，电流表示数如图乙所示，则电流表示数为______A；继续移动滑动变阻器的滑片，进行多次测量，记录实验数据如表：
（4）分析表中数据可知：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______。
分析：（1）连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片应滑到最大阻值处；
（2）闭合开关，发现电流表有示数，则电路故障可能是短路，电压表无示数，则电压表所测量的元件短路；
（3）电流表选用小量程，分度值为0.02A，据此得出电流表示数；
（4）分析表中数据，结合欧姆定律可得出结论。
解析：解：（1）连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片应滑到最大阻值处，即最左端；
（2）由题意知，电流表有示数，说明电路有电流为通路，而此时电压表无示数，说明与电压表并联的电阻R短路。
（3）由图乙知，电流表接入量程为0～0.6A，且最小分度值为0.02A，则电流表示数为0.1A。
（4）根据表格中的数据可知，当电阻一定时，电压增加到原来的几倍，电流也增加到原来几倍，即电压与电流的比是一个定值，所以可得结论：当电阻一定时，通过导体的电流与电压成正比。
故答案为：（1）左；（2）短路；（3）0.1；（4）正比。
点评：本题为“探究电流与电压的关系”的实验，考查了注意事项、故障分析、电流表读数、分析数据的能力等。 （1）理解实验方法：在探究电流与电压、电阻关系的实验中，由于两个因素都会对电流产生影响，所以我们采用控制变量法来进行研究，即研究电流与电压关系时要控制电阻一定，研究电流与电阻关系时要控制电压一定．
（2）理解探究过程：研究电流与电压关系时移滑动变阻器的滑片目的是改变定值电阻两端的电压；研究电流与电阻关系时移滑片的目的是使定值电阻两端的电压保持一定．
（3）理解结论描述：
①两个实验的结论前面都要加上条件：“当导体的电阻一定时”、“当导体两端的电压一定时”．
②注意用词先后顺序：“电流与电压”、“电流与电阻”不能说成“电压与电流”、“电阻与电流”．
③“电压”“电流”“电阻”每个词前的修饰语都是不同的：“导体中的电流”，“导体两端的电压”，“导体的电阻”． 【知识点2】探究电流与电阻的关系 ①控制不变的量：电压．
怎样控制：串联滑动变阻器，调节滑片．
②改变的量：电阻．
怎样改变：更换定值电阻．（不能用滑变阻器来代替定值电阻）
③滑动变阻在实验中的作用：保护电路；使定值电阻两端的电压保持不变．
④结论：当导体两端的电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比．
这是电学三个重点实验之一，所涉及的知识点较多，综合性强，是中考电学实验中较为重要的实验．
例：某小组用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系。已知电源电压保持4.5V不变，选用的定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，滑动变阻器的最大阻值为30Ω。
（1）先用30Ω的定值电阻进行实验，将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大的一端，然后闭合开关，发现电压表指针不偏转，电流表示数约为0.14A，则电路中的故障是______。
（2）排除故障后继续进行实验，依次更换阻值不同的定值电阻，调节______，使定值电阻两端的电压保持不变，分别记录每次实验中定值电阻R的阻值和电流表示数I，数据如表。
（3）第4次实验中的电流表示数如图乙所示，请将表格中的数据补充完整。
（4）分析数据可以得到的实验结论是：电压一定时，______。
分析：（1）闭合开关，发现电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，说明电压表并联的电路短路；
（2）探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；
（3）根据电表的分度值读数并计算；
（4）由表格数据得出结论。
解析：解：（1）闭合开关，发现电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表断路，流表的示数约为0.14A，说明电路中的总电阻R总=≈≈32Ω，与滑动变阻器的最大阻值接近，因此电路中的故障是定值电阻短路；
（2）探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；依次更换阻值不同的定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，可以使定值电阻两端的电压保持不变；
（3）电流表选用的量程为0～0.6A，根据指针位置可知电流表读数为0.24A，则第4次实验得到的IR=0.24A×10Ω=2.4A Ω；
（4）由表格数据可知，五次实验的IR都是2.4A Ω，即在电压不变的条件下，电流与电阻的乘积不变，故I和R成反比。
故答案为：（1）定值电阻短路；（2）滑动变阻器的滑片；（3）0.24；2.4；（4）通过导体的电流与导体的电阻成反比。
点评：本题为探究“电流与电压、电阻的关系”的实验，考查故障分析、操作过程、数据分析、实验结论等知识。 （1）理解实验方法：在探究电流与电压、电阻关系的实验中，由于两个因素都会对电流产生影响，所以我们采用控制变量法来进行研究，即研究电流与电压关系时要控制电阻一定，研究电流与电阻关系时要控制电压一定．
（2）理解探究过程：研究电流与电压关系时移滑动变阻器的滑片目的是改变定值电阻两端的电压；研究电流与电阻关系时移滑片的目的是使定值电阻两端的电压保持一定．
（3）理解结论描述：
①两个实验的结论前面都要加上条件：“当导体的电阻一定时”、“当导体两端的电压一定时”．
②注意用词先后顺序：“电流与电压”、“电流与电阻”不能说成“电压与电流”、“电阻与电流”．
③“电压”“电流”“电阻”每个词前的修饰语都是不同的：“导体中的电流”，“导体两端的电压”，“导体的电阻”．
【题型1】探究电流与电压的关系
【典型例题】同学们在“探究电流跟电压的关系”的实验中，对设计的电路进行了改进，如图甲、乙。下列说法正确的是：（ ）
A.图甲中，使用不同阻值的电阻也能完成该探究实验
B.图甲改进为图乙，能实现多次实验，得到电流跟电压的关系
C.图乙中，移动滑动变阻器目的是保持电阻R两端电压不变
D.图乙中，仅利用本实验的器材可探究电流与电阻的关系
【答案】B
【解析】探究电流和电压的关系，需保持电阻不变，改变导体两端的电压，所以使用不同阻值的电阻不能完成该探究实验，可知A错误；乙图添加了滑动变阻器，通过移动滑动变阻器的滑片，可以改变导体两端的电压，实现多次实验，得到电流跟电压的关系，可知B正确，C错误；在“探究电流跟电阻关系”的实验中，需控制电阻两端电压不变，多次改变电阻阻值，可知需要添加几个阻值不同的电阻，可知D错误。
【举一反三1】同学们在“探究电流跟电压的关系”的实验中，对设计的电路进行了改进，如图甲、乙。下列说法正确的是：（ ）
A.图甲中，使用不同阻值的电阻也能完成该探究实验
B.图甲改进为图乙，能实现多次实验，得到电流跟电压的关系
C.图乙中，移动滑动变阻器目的是保持电阻R两端电压不变
D.图乙中，仅利用本实验的器材可探究电流与电阻的关系
【答案】B
【解析】探究电流和电压的关系，需保持电阻不变，改变导体两端的电压，所以使用不同阻值的电阻不能完成该探究实验，可知A错误；乙图添加了滑动变阻器，通过移动滑动变阻器的滑片，可以改变导体两端的电压，实现多次实验，得到电流跟电压的关系，可知B正确，C错误；在“探究电流跟电阻关系”的实验中，需控制电阻两端电压不变，多次改变电阻阻值，可知需要添加几个阻值不同的电阻，可知D错误。
【举一反三2】如图所示，在“探究电流与电压关系”的实验时。正确的操作是（ ）
A.保持R2滑片的位置不动
B.保持电路中电流不变
C.保持R1不变，调节R2的滑片到不同的适当位置
D.更换R1，调节R2的滑片到不同的适当位置
【答案】C
【解析】研究电流与电压关系，要控制电阻大小不变图中R1为研究对象，通过移动变阻器R2的滑片改变电阻两端的电压和电路中的电流，可知A、D错误，C正确；探究电流与电压关系时，R1的电压改变了，其电流必然改变，可知B错误。
【举一反三3】如图所示是小李同学为探究“电流与电压的关系”设计的电路图，他准备根据此电路图连接好实物电路并进行实验。实验时，应该控制________不变；若在实验前检查仪器时，发现电流表的指针在零刻度线左侧，则他接下来的操作是______________________。
【答案】电阻 将电流表指针调零
【解析】当探究电流与电压的关系时，应控制电阻不变；实验前，电流表指针不在零刻度线位置，首先应将电流表指针调零。
【举一反三4】如图甲是小明“探究电流与电压”的实验电路。选用的实验器材是：电源电压3V、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)，定值电阻R1=5Ω、R2=10Ω、R3=20Ω，滑动变阻器(50Ω，2A)、开关、导线若干。
(1)探究电流与电压的关系时，滑动变阻器的作用是 。闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调至 (选填“A”或“B”)端。
(2)实验中选用不同阻值的电阻进行多组数据测量的目的是 。
(3)小明先选用5Ω的电阻进行实验，发现电流表有示数，而电压表无示数，其原因可能是电阻 (选填“短路”或“断路”)。
(4)小明分别选用5Ω和10Ω的两只电阻重新进行实验后，由实验数据画出的图像如图乙所示，其中M图像对应的是 (选填“5Ω”或“10Ω”)，由M图像得到的实验结论 。
【答案】(1)改变定值电阻两端电压 B
(2)见解析
(3)短路
(4)5Ω 见解析
【解析】(1)用到了控制变量法，探究电流与电压的关系时，保持定值电阻阻值一定，通过滑动变阻器改变定值电阻两端电压。
实验时闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调至阻值最大处，如图滑动变阻器的有效接入部分为左侧，因此滑片放在B端就是阻值最大处。
(2)为了使结论更具备普遍性，避免偶然性，实验中应选用不同阻值的电阻进行多组数据测量。
(3)先选用5Ω的电阻进行实验，发现电流表有示数，说明电路中无断路，而电压表无示数，说明所测用电器电压为零，被短路，即定值电阻短路。
(4)电压一定时，电阻越小对电流的阻碍越小，即电流越大，由图可知横坐标为电压，纵坐标为电流，当电压取1.0V时M电流大于N电流，因此M阻值较小，M是5Ω。
图像为电流与电压的正比例函数图像，电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【题型2】探究电流与电阻的关系
【典型例题】在“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验中，如图，电阻R两端的电压始终保持2.4 V不变。闭合开关，下列判断正确的是( )
A.电阻R由5 Ω更换为10 Ω时，滑动变阻器接入电路中的电阻应变大
B.电阻R由5 Ω更换为10 Ω，且电源电压不变时，电流表示数会变大
C.电压表的示数为零，且电流表示数很大，则该电路断路
D.若想使滑动变阻器接入电路的电阻变大，应将滑片P向右移动
【答案】A
【解析】实验中，当把5 Ω的电阻换成10 Ω的电阻后，电流变小，滑动变阻器两端电压变小，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，应增大滑动变阻器的阻值，故滑动变阻器接入电路中的电阻应变大，故A正确；电阻R由5 Ω更换为10 Ω，电路中的总电阻变大，在电源电压不变时，电流表示数会变小，故B错误；电流表示数很大说明电路是通路，且电路中电阻较小，电压表的示数为零，则电压表并联部分短路，故障可能是R短路，电路不可能断路，故C错误；要使滑片P移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大，由题图知，滑片P应向左移动，故D错误。
【举一反三1】如图所示为“探究电流与电阻的关系”的实验，电源电压恒为3 V，实验准备了阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω的电阻，当将5 Ω的电阻接入R所在位置时，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2 V，再分别用10 Ω、15 Ω的电阻替换5 Ω的电阻进行实验，下列说法正确的是( )
A.更换定值电阻时，开关可以不断开
B.此实验中滑动变阻器的作用是改变R两端的电压
C.用10 Ω的电阻替换5 Ω电阻时，滑片位置不动，电压表的示数大于2 V
D.用10 Ω的电阻代替5 Ω电阻实验时，为达到实验目的应调节滑片向左移动
【答案】C
【解析】更换定值电阻时，为保护电路，开关应处于断开状态，故A错误；在探究“电流与电阻关系”时，要控制电阻两端的电压不变，故此实验中滑动变阻器的作用除了保护电路以外，还有控制R两端的电压不变，故B错误；将定值电阻由5 Ω改接成10 Ω的电阻时，电阻增大，电路中电流减小，若滑片不动，滑动变阻器分得的电压减小，10 Ω的电阻分得的电压增大，即电压表的示数大于2 V，故C正确；在探究“电流与电阻关系”时，要控制电阻两端的电压不变，应减小电路中的电流，滑动变阻器连入电路中的电阻应变大，滑片应向右端移动，使电压表的示数为2 V，故D错误。
【举一反三2】某同学探究“电流跟电阻的关系”时，根据收集到的数据画出如图所示的图象，下列结论与图象相符合的是( )
A.电阻一定时，导体中的电流跟它两端的电压成反比
B.电阻一定时，导体中的电流跟它两端的电压成正比
C.电压一定时，导体中的电流跟它的电阻成反比
D.电压一定时，导体中的电阻跟通过它的电流成反比
【答案】C
【解析】图象的横坐标表示电阻，纵坐标表示电流，是个反比例函数图象，因此说明：电压一定时，电流随电阻的增大而减小，即电流与电阻成反比，故选C。
【举一反三3】图甲是探究通过导体的电流与电阻关系的电路图(电源电压保持不变)，图乙是依据五次实验的数据描点绘制的I－R图象。分析图象可得实验结论：____________________。
【答案】在导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比
【解析】图象的横坐标表示电阻，纵坐标表示电流，是个反比例函数图象，可得结论：在导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【举一反三4】实验桌上有如下器材：两端电压为4.5V并保持不变的电源，规格为“15Ω 1A”的滑动变阻器，已调零的电压表和电流表，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值电阻各一个，开关和导线。为了探究“导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻是否成反比”，小海选用上述器材连接了如图所示的电路，其中定值电阻的阻值为5Ω。
(1)闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为某一合适值，此时电流表的示数为0.5A，记录数据，断开开关。
(2)小海再将电路中的定值电阻先后更换为10Ω、15Ω，每次实验中，调节滑动变阻器的滑片，直至电压表的示数为 V时，记录数据。
(3)当小海将电路中的定值电阻更换为20Ω后，实验中发现，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终 (选填“大于”或“小于”)前三次实验中所记录的电压表的示数。
(4)在已完成的三次实验的基础上，为了将定值电阻分别更换为20Ω、25Ω、30Ω后，能继续完成相应的三次实验，小海提出了更换规格不同的滑动变阻器的建议。为了使实验顺利进行，则更换后的滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
【答案】(2)2.5(3)大于(4)24
【解析】(2)由(1)可知，当接入5Ω定值电阻时，电流为0.5A，则定值电阻两端电压为
根据控制变量法可知，在探究导体的电流与导体的关系时，应控制电压不变，故将电路中的定值电阻先后更换为10Ω、15Ω，每次实验中，定值电阻两端电压应保持为2.5V。
(3)由题意可知，滑动变阻器最大阻值为15Ω，定值电阻更换为20Ω后，电路中最小的电流为
此时定阻电阻电压为最小值，而电压表测定值电阻两端电压，即
故电压表的示数始终大于前三次实验中所记录的电压表的示数。
(4)根据串联分压，定值电阻越大，为了使定值电阻两端电压保持2.5V不变，需要滑动变阻器阻值更大，因此，当定值电阻为30Ω时，对应的滑动变阻器阻值最大，需满足
解得
即更换后的滑动变阻器的最大阻值至少为24Ω。
【举一反三5】小明在电学学习中，对电学的神奇和电能对人类生产生活产生的巨大影响深感敬畏，他通过下列实验对电学知识进行了进一步的探究。实验一：如图甲所示，在“探究电流与电阻关系”的实验时选用了如下器材：电压恒为6V的电源，阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻，电流表、电压表、开关、滑动变阻器各1个，导线若干。
(1)在检查电路时，他发现有一根导线连接错误，请你在答题卡的甲图中将错误的那条导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确；
(2)实验中控制定值电阻两端电压要合理。如果太小，可能会出现的情况是：①电路中的电流小于电流表分度值，读数误差大；② ；
(3)更换正常电阻后，A、B两同学根据各自的实验数据作出了如图乙所示的I-R图像，分析图像，你认为 (选填“A”或“B”)同学的实验操作是错误的，他操作中的问题是： ；
(4)改正错误后，正确实验，并记录相关数据，描绘出合理的图像。据此得出结论：在导体两端电压一定时， ；
(5)该实验选择的滑动变阻器应该选用以下哪种规格：__________(填下列选项前的字母)
A．20Ω，0.5A B．40Ω，0.2A C．50Ω，1A
【答案】(1)见解析图
(2)见解析
(3)A 没有控制定值电阻两端电压一定
(4)导体中的电流与导体的电阻成反比
(5)C
【解析】(1)原电路图中，电压表和滑动变阻器串联后与定值电阻并联是错误的，在“探究电流与电阻关系”的实验中，定值电阻、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在定值电阻两端，如图所示：
(2)选用较大阻值的定值电阻进行实验时，滑动变阻器需要连入电路的电阻超过最大阻值，无法完成实验。
(3)探究电流与电阻关系时要控制电阻的电压不变，由图乙A的I-R图像知道，定值电阻两端的电压
由图乙B的I-R图像知道，定值电阻两端的电压
即A同学没有控制定值电阻两端的电压不变，B同学控制定值电阻两端的电压不变，因此A同学的实验操作是错误的。
(4)由图乙B的I-R图像知道，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：在电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比。
(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
变阻器分得的电压为电压表示数的=2倍
根据分压原理知道 ，当接入25Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为
故C符合题意，A、B不符合题意。
【题型3】探究实验的综合分析
【典型例题】在“研究电流跟电压、电阻的关系”实验中，需要采用控制变量的方法，即( )
A.分别保持电阻不变和保持电压不变两个步骤进行实验
B.分别保持电流不变和保持电压不变两个步骤进行实验
C.分别保持电阻不变和保持电流不变两个步骤进行实验
D.分别保持电流不变、电阻不变、电压不变三个步骤进行实验
【答案】A
【解析】由课本实验知，在“研究电流跟电压的关系”实验中，被控制的物理量是电阻；在“研究电流跟电阻的关系”实验中，被控制的物理量是电压，故选A。
【举一反三1】关于电流跟电压、电阻关系的正确说法是( )
A.导体中的电流跟导体两端的电压成正比
B.导体中的电流跟导体的电阻成反比
C.在电压一定时，导体中的电流跟这导体的电阻成反比
D.导体的电阻与导体中的电流成反比，跟导体两端的电压成正比
【答案】C
【解析】在电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比；在电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，故选C。
【举一反三2】某同学“研究电流和电压、电阻的关系”时，连接的电路如图所示。
(1)他研究电流和电压的关系时，应保持 ____________不变，同时向 __________移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数减小，并计下电流表的示数。
(2)当他研究电流和电阻的关系时，也要移动滑片，其目的是________________________。
【答案】电阻R 左 保持电阻R两端的电压不变
【解析】(1)研究电流和电压、电阻的关系时，要使用控制变量法：研究电流与电压的关系，就要让电阻不变，去改变电压(当滑片向左移动时，连入电阻变大，分压变大，使电阻R两端的电压变小，记录电流表的示数分析；(2)研究电流与电阻的关系就要让电压不变；再改变电阻的大小，读出电流表的示数分析，得出具体关系。
【举一反三3】在探究电流与电压、电阻的关系的实验中，要研究电流与电压、电阻的关系，采用的研究方法是：__________________。即：保持电阻不变，改变____________，研究电流随____________的变化关系；保持电压不变，改变__________，研究电流随__________的变化关系。得出结论：在电阻一定的情况下，导体中的电流与加在导体两端的电压成________；在电压不变的情况下，导体中的电流与导体的电阻成________。
【答案】控制变量法 电压 电压 电阻 电阻 正比 反比
【解析】电流与电压和电阻有关，在探究电流与电阻、电压关系时，应采用控制变量法。在电阻不变时，改变电压，研究电流随电压的变化关系；研究电流随电阻的变化关系时，保持电压不变，改变电阻。得出结论：在电阻一定的情况下，导体中的电流与加在导体两端的电压成正比；在电压不变的情况下，导体中的电流与导体的电阻成反比。
【举一反三4】在“探究电流与电压和电阻的关系”实验中，准备的电学器材如下：电源电压为4.5V、电流表、电压表、标有“30Ω 1A”字样的滑动变阻器R、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω、30Ω)、开关及导线若干。
(1)“探究电流与电压的关系”实验。
①请按照如图甲所示的电路图在图乙中连接实物，要求滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表的示数变小。试触时发现，电流表指针由b位置向左偏转到a位置，如图丙所示，则电路连接出现的错误是 ；
②纠正错误后开始实验，移动滑片到不同位置，使定值电阻R0，两端的电压由1.6V逐渐增大到2V、2.6V，读出对应的电流值。第2次实验中电流表的示数如图丁所示，为 A。实验数据如表所示；
③分析数据，得出结论：电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成 比。
(2)“探究电流与电阻的关系”实验。
①将10Ω的定值电阻接入A、B两点间，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为2V，读出电流表示数；
接下来用20Ω的电阻替换10Ω的电阻，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，当电压表的示数为 V时，读出电流表示数；
②将实验器材中30Ω的定值电阻接入A、B两点间，无论怎样移动滑片P都无法完成实验。为了完成实验，滑动变阻器的电阻最少为 Ω。
【答案】(1)① 电流表的正负接线柱接反了 ② 0.2 ③ 正
(2)① 2 ② 37.5
【解析】(1)①滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表的示数变小，说明电阻变大，又电压表需“正进负出”，故应将滑动变阻器左下接线柱与待测电阻右接线柱相连。
电流表指针由b位置向左偏转到a位置，说明电流表指针反偏，原因是电流表正负接线柱接反了。
②如图丁，电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，由指针位置可知电流表示数为0.2A。
③由表中数据可知，当电阻一定时，导体两端的电压与导体中的电流的比值一定，故可得出结论：电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。
(2)①探究电流与电阻的关系时，需控制导体两端的电压一定，所以用20Ω的电阻替换10Ω的电阻后，需调节滑动变阻器，使电压表的示数为2V。
②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＝4.5V－2V＝2.5V
根据分压原理，滑动变阻器的阻值为
当定值电阻阻值最大时，滑动变阻器的阻值最大，为
滑动变阻器的电阻最少为37.5Ω。
【题型4】探究电路连接与故障分析
【典型例题】在探究一个用电器中电流随电压变化关系时，小芳连接好的电路如图所示，闭合开关，发现电流表、电压表均有示数，调节滑动变阻器，电流表、电压表示数都不变化。小芳连接的电路有不妥之处，改正的方法是( )
A.将导线K的a端移至接线柱A
B.将导线L的b端移至接线柱B
C.将导线M的c端移至接线柱B
D.将导线L的b端移至接线柱D
【答案】C
【解析】将导线K的a端移至接线柱A时，滑动变阻器可以改变用电器两端的电压，但电压表测电源的电压，示数不变，不能进行实验探究，故A不可行；将导线L的b端移至接线柱B时，滑动变阻器可以改变用电器两端的电压，但电压表测电源的电压，示数不变，不能进行实验探究，故B不可行；将导线M的c端移至接线柱B时，电压表测用电器两端的电压，通过移动滑片可以改变用电器两端的电压，进行实验探究，故C可行；将导线L的b端移至接线柱D时，滑动变阻器被断路，不能改变用电器两端的电压，无法进行实验探究，故D不可行。
【举一反三1】如果在“探究电流跟电压的关系”中，按照图中的电路图连接了电路，各表的正负接线柱和量程均正确，结果会( )
A.电流表被烧坏 B.电压表被烧坏 C.电流表示数为0 D.电压表示数为0
【答案】C
【解析】在此电路中，由于电压表串联在电路中，相当于电路断路，电压表测量电源电压，电流表示数接近于零，故选C。
【举一反三2】如图所示是王洪同学连接的“电流跟电压关系”实验的电路图，各器件和连接都良好，闭合开关S后，可能出现的现象是( )
A.两电表的示数为零
B.电流表的示数为零，电压表的示数不为零
C.两电表的指针迅速发生最大偏转，两电表都损坏
D.电流表有示数，电压表无示数
【答案】B
【解析】电流表的内阻很小，相当于导线，电流表与电阻R并联后，将电阻R短路，而电压表内阻很大，相当于断路，因此电流表示数为0，不会损坏电流表；电压表通过电流表、滑动变阻器与电源的两极相连，此时电压表测量的是电源两端的电压，其示数等于电源电压，故选B。
【举一反三3】小明在探究电流跟电压的关系时，用开关试触，发现电流表指针超过量程。若电路各部分都正常无损，则产生此现象的原因是：____________；若发现指针左偏，则产生此现象的原因是________________。
【答案】电流表量程选小了 电流表的正负接线柱接反了
【解析】(1)根据试触法，电流表的指针偏转角度过大，说明电流表量程选小了；(2)指针左偏，说明电流表的正负接线柱接反了。
【举一反三4】在如图所示的电路中，按要求画出简化电路图。
(1)画出开关S3闭合，S1、S2断开时的简化电路图。
(2)画出开关S1、S2闭合，S3断开时的简化电路图。
【答案】(1)
(2)
【举一反三5】如图所示，在“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验中：
(1)请用笔画线代替导线把图甲电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片向右移动，变阻器接入电路中电阻变小；
(2)电路连接好后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，则可能的原因是：________（选填字母）；
A．电流表发生了断路 B．定值电阻发生了断路
C．滑动变阻器发生了断路 D．定值电阻发生了短路
(3)电路故障消除后，先后换不同电阻进行实验，并将实验数据记录在下表中，根据表中数据在图乙中画出I-R的图像 。
【答案】(1)见解析图 (2)B (3)见解析图
【解析】（1）实验中，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测量定值电阻的电压，电流表测量电路电流。变阻器的连线一上一下，滑动变阻器的滑片向右移动，变阻器接入电路中电阻变小，则变阻器的右下接线柱接入电路中，如图所示：
（2）电路连接好后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，说明电路中没有电流，电压表与电源相连通，则可能的原因是与电压表并联的定值电阻发生了断路，可知A、C、D不符合题意，B符合题意。
（3）根据表格中数据在坐标轴中描点，并将各个点用平滑的线连接起来，即得I-R的图像，如图所示：17.1电流与电压、电阻的关系
【题型1】探究电流与电压的关系 6
【题型2】探究电流与电阻的关系 8
【题型3】探究实验的综合分析 11
【题型4】探究电路连接与故障分析 13
【知识点1】探究电流与电压的关系 ①控制不变的量：电阻．
怎样控制：采用同一个定值电阻实验．
②改变的量：电压．
怎样改变：改变电池节数；调节学生电源的旋钮；串联滑动变阻器，调节滑片．
③滑动变阻器在实验中的作用：保护电路；改变定值电阻两端的电压．
④电路图：
⑤结论：当导体的电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比． 这是电学三个重点实验之一，所涉及的知识点较多，综合性强，是中考电学实验中较为重要的实验．
例：在“探究电流与电压的关系”实验中，实验小组设计并连接了如图甲所示的电路。
（1）连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片应滑到最______（选填“左”或“右”）端；
（2）连接好电路，闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，已知导线、仪表均完好且接触良好，则故障原因可能是定值电阻______（选填“断路”或“短路”）；
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为1.0V时，电流表示数如图乙所示，则电流表示数为______A；继续移动滑动变阻器的滑片，进行多次测量，记录实验数据如表：
（4）分析表中数据可知：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______。
分析：（1）连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片应滑到最大阻值处；
（2）闭合开关，发现电流表有示数，则电路故障可能是短路，电压表无示数，则电压表所测量的元件短路；
（3）电流表选用小量程，分度值为0.02A，据此得出电流表示数；
（4）分析表中数据，结合欧姆定律可得出结论。
解析：解：（1）连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片应滑到最大阻值处，即最左端；
（2）由题意知，电流表有示数，说明电路有电流为通路，而此时电压表无示数，说明与电压表并联的电阻R短路。
（3）由图乙知，电流表接入量程为0～0.6A，且最小分度值为0.02A，则电流表示数为0.1A。
（4）根据表格中的数据可知，当电阻一定时，电压增加到原来的几倍，电流也增加到原来几倍，即电压与电流的比是一个定值，所以可得结论：当电阻一定时，通过导体的电流与电压成正比。
故答案为：（1）左；（2）短路；（3）0.1；（4）正比。
点评：本题为“探究电流与电压的关系”的实验，考查了注意事项、故障分析、电流表读数、分析数据的能力等。 （1）理解实验方法：在探究电流与电压、电阻关系的实验中，由于两个因素都会对电流产生影响，所以我们采用控制变量法来进行研究，即研究电流与电压关系时要控制电阻一定，研究电流与电阻关系时要控制电压一定．
（2）理解探究过程：研究电流与电压关系时移滑动变阻器的滑片目的是改变定值电阻两端的电压；研究电流与电阻关系时移滑片的目的是使定值电阻两端的电压保持一定．
（3）理解结论描述：
①两个实验的结论前面都要加上条件：“当导体的电阻一定时”、“当导体两端的电压一定时”．
②注意用词先后顺序：“电流与电压”、“电流与电阻”不能说成“电压与电流”、“电阻与电流”．
③“电压”“电流”“电阻”每个词前的修饰语都是不同的：“导体中的电流”，“导体两端的电压”，“导体的电阻”． 【知识点2】探究电流与电阻的关系 ①控制不变的量：电压．
怎样控制：串联滑动变阻器，调节滑片．
②改变的量：电阻．
怎样改变：更换定值电阻．（不能用滑变阻器来代替定值电阻）
③滑动变阻在实验中的作用：保护电路；使定值电阻两端的电压保持不变．
④结论：当导体两端的电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比．
这是电学三个重点实验之一，所涉及的知识点较多，综合性强，是中考电学实验中较为重要的实验．
例：某小组用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系。已知电源电压保持4.5V不变，选用的定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，滑动变阻器的最大阻值为30Ω。
（1）先用30Ω的定值电阻进行实验，将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大的一端，然后闭合开关，发现电压表指针不偏转，电流表示数约为0.14A，则电路中的故障是______。
（2）排除故障后继续进行实验，依次更换阻值不同的定值电阻，调节______，使定值电阻两端的电压保持不变，分别记录每次实验中定值电阻R的阻值和电流表示数I，数据如表。
（3）第4次实验中的电流表示数如图乙所示，请将表格中的数据补充完整。
（4）分析数据可以得到的实验结论是：电压一定时，______。
分析：（1）闭合开关，发现电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，说明电压表并联的电路短路；
（2）探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；
（3）根据电表的分度值读数并计算；
（4）由表格数据得出结论。
解析：解：（1）闭合开关，发现电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表断路，流表的示数约为0.14A，说明电路中的总电阻R总=≈≈32Ω，与滑动变阻器的最大阻值接近，因此电路中的故障是定值电阻短路；
（2）探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；依次更换阻值不同的定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，可以使定值电阻两端的电压保持不变；
（3）电流表选用的量程为0～0.6A，根据指针位置可知电流表读数为0.24A，则第4次实验得到的IR=0.24A×10Ω=2.4A Ω；
（4）由表格数据可知，五次实验的IR都是2.4A Ω，即在电压不变的条件下，电流与电阻的乘积不变，故I和R成反比。
故答案为：（1）定值电阻短路；（2）滑动变阻器的滑片；（3）0.24；2.4；（4）通过导体的电流与导体的电阻成反比。
点评：本题为探究“电流与电压、电阻的关系”的实验，考查故障分析、操作过程、数据分析、实验结论等知识。 （1）理解实验方法：在探究电流与电压、电阻关系的实验中，由于两个因素都会对电流产生影响，所以我们采用控制变量法来进行研究，即研究电流与电压关系时要控制电阻一定，研究电流与电阻关系时要控制电压一定．
（2）理解探究过程：研究电流与电压关系时移滑动变阻器的滑片目的是改变定值电阻两端的电压；研究电流与电阻关系时移滑片的目的是使定值电阻两端的电压保持一定．
（3）理解结论描述：
①两个实验的结论前面都要加上条件：“当导体的电阻一定时”、“当导体两端的电压一定时”．
②注意用词先后顺序：“电流与电压”、“电流与电阻”不能说成“电压与电流”、“电阻与电流”．
③“电压”“电流”“电阻”每个词前的修饰语都是不同的：“导体中的电流”，“导体两端的电压”，“导体的电阻”．
【题型1】探究电流与电压的关系
【典型例题】同学们在“探究电流跟电压的关系”的实验中，对设计的电路进行了改进，如图甲、乙。下列说法正确的是：（ ）
A.图甲中，使用不同阻值的电阻也能完成该探究实验
B.图甲改进为图乙，能实现多次实验，得到电流跟电压的关系
C.图乙中，移动滑动变阻器目的是保持电阻R两端电压不变
D.图乙中，仅利用本实验的器材可探究电流与电阻的关系
【举一反三1】同学们在“探究电流跟电压的关系”的实验中，对设计的电路进行了改进，如图甲、乙。下列说法正确的是：（ ）
A.图甲中，使用不同阻值的电阻也能完成该探究实验
B.图甲改进为图乙，能实现多次实验，得到电流跟电压的关系
C.图乙中，移动滑动变阻器目的是保持电阻R两端电压不变
D.图乙中，仅利用本实验的器材可探究电流与电阻的关系
【举一反三2】如图所示，在“探究电流与电压关系”的实验时。正确的操作是（ ）
A.保持R2滑片的位置不动
B.保持电路中电流不变
C.保持R1不变，调节R2的滑片到不同的适当位置
D.更换R1，调节R2的滑片到不同的适当位置
【举一反三3】如图所示是小李同学为探究“电流与电压的关系”设计的电路图，他准备根据此电路图连接好实物电路并进行实验。实验时，应该控制________不变；若在实验前检查仪器时，发现电流表的指针在零刻度线左侧，则他接下来的操作是______________________。
【举一反三4】如图甲是小明“探究电流与电压”的实验电路。选用的实验器材是：电源电压3V、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)，定值电阻R1=5Ω、R2=10Ω、R3=20Ω，滑动变阻器(50Ω，2A)、开关、导线若干。
(1)探究电流与电压的关系时，滑动变阻器的作用是 。闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调至 (选填“A”或“B”)端。
(2)实验中选用不同阻值的电阻进行多组数据测量的目的是 。
(3)小明先选用5Ω的电阻进行实验，发现电流表有示数，而电压表无示数，其原因可能是电阻 (选填“短路”或“断路”)。
(4)小明分别选用5Ω和10Ω的两只电阻重新进行实验后，由实验数据画出的图像如图乙所示，其中M图像对应的是 (选填“5Ω”或“10Ω”)，由M图像得到的实验结论 。
【题型2】探究电流与电阻的关系
【典型例题】在“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验中，如图，电阻R两端的电压始终保持2.4 V不变。闭合开关，下列判断正确的是( )
A.电阻R由5 Ω更换为10 Ω时，滑动变阻器接入电路中的电阻应变大
B.电阻R由5 Ω更换为10 Ω，且电源电压不变时，电流表示数会变大
C.电压表的示数为零，且电流表示数很大，则该电路断路
D.若想使滑动变阻器接入电路的电阻变大，应将滑片P向右移动
【举一反三1】如图所示为“探究电流与电阻的关系”的实验，电源电压恒为3 V，实验准备了阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω的电阻，当将5 Ω的电阻接入R所在位置时，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2 V，再分别用10 Ω、15 Ω的电阻替换5 Ω的电阻进行实验，下列说法正确的是( )
A.更换定值电阻时，开关可以不断开
B.此实验中滑动变阻器的作用是改变R两端的电压
C.用10 Ω的电阻替换5 Ω电阻时，滑片位置不动，电压表的示数大于2 V
D.用10 Ω的电阻代替5 Ω电阻实验时，为达到实验目的应调节滑片向左移动
【举一反三2】某同学探究“电流跟电阻的关系”时，根据收集到的数据画出如图所示的图象，下列结论与图象相符合的是( )
A.电阻一定时，导体中的电流跟它两端的电压成反比
B.电阻一定时，导体中的电流跟它两端的电压成正比
C.电压一定时，导体中的电流跟它的电阻成反比
D.电压一定时，导体中的电阻跟通过它的电流成反比
【举一反三3】图甲是探究通过导体的电流与电阻关系的电路图(电源电压保持不变)，图乙是依据五次实验的数据描点绘制的I－R图象。分析图象可得实验结论：____________________。
【举一反三4】实验桌上有如下器材：两端电压为4.5V并保持不变的电源，规格为“15Ω 1A”的滑动变阻器，已调零的电压表和电流表，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值电阻各一个，开关和导线。为了探究“导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻是否成反比”，小海选用上述器材连接了如图所示的电路，其中定值电阻的阻值为5Ω。
(1)闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为某一合适值，此时电流表的示数为0.5A，记录数据，断开开关。
(2)小海再将电路中的定值电阻先后更换为10Ω、15Ω，每次实验中，调节滑动变阻器的滑片，直至电压表的示数为 V时，记录数据。
(3)当小海将电路中的定值电阻更换为20Ω后，实验中发现，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终 (选填“大于”或“小于”)前三次实验中所记录的电压表的示数。
(4)在已完成的三次实验的基础上，为了将定值电阻分别更换为20Ω、25Ω、30Ω后，能继续完成相应的三次实验，小海提出了更换规格不同的滑动变阻器的建议。为了使实验顺利进行，则更换后的滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
【举一反三5】小明在电学学习中，对电学的神奇和电能对人类生产生活产生的巨大影响深感敬畏，他通过下列实验对电学知识进行了进一步的探究。实验一：如图甲所示，在“探究电流与电阻关系”的实验时选用了如下器材：电压恒为6V的电源，阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻，电流表、电压表、开关、滑动变阻器各1个，导线若干。
(1)在检查电路时，他发现有一根导线连接错误，请你在答题卡的甲图中将错误的那条导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确；
(2)实验中控制定值电阻两端电压要合理。如果太小，可能会出现的情况是：①电路中的电流小于电流表分度值，读数误差大；② ；
(3)更换正常电阻后，A、B两同学根据各自的实验数据作出了如图乙所示的I-R图像，分析图像，你认为 (选填“A”或“B”)同学的实验操作是错误的，他操作中的问题是： ；
(4)改正错误后，正确实验，并记录相关数据，描绘出合理的图像。据此得出结论：在导体两端电压一定时， ；
(5)该实验选择的滑动变阻器应该选用以下哪种规格：__________(填下列选项前的字母)
A．20Ω，0.5A B．40Ω，0.2A C．50Ω，1A
【题型3】探究实验的综合分析
【典型例题】在“研究电流跟电压、电阻的关系”实验中，需要采用控制变量的方法，即( )
A.分别保持电阻不变和保持电压不变两个步骤进行实验
B.分别保持电流不变和保持电压不变两个步骤进行实验
C.分别保持电阻不变和保持电流不变两个步骤进行实验
D.分别保持电流不变、电阻不变、电压不变三个步骤进行实验
【举一反三1】关于电流跟电压、电阻关系的正确说法是( )
A.导体中的电流跟导体两端的电压成正比
B.导体中的电流跟导体的电阻成反比
C.在电压一定时，导体中的电流跟这导体的电阻成反比
D.导体的电阻与导体中的电流成反比，跟导体两端的电压成正比
【举一反三2】某同学“研究电流和电压、电阻的关系”时，连接的电路如图所示。
(1)他研究电流和电压的关系时，应保持 ____________不变，同时向 __________移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数减小，并计下电流表的示数。
(2)当他研究电流和电阻的关系时，也要移动滑片，其目的是________________________。
【举一反三3】在探究电流与电压、电阻的关系的实验中，要研究电流与电压、电阻的关系，采用的研究方法是：__________________。即：保持电阻不变，改变____________，研究电流随____________的变化关系；保持电压不变，改变__________，研究电流随__________的变化关系。得出结论：在电阻一定的情况下，导体中的电流与加在导体两端的电压成________；在电压不变的情况下，导体中的电流与导体的电阻成________。
【举一反三4】在“探究电流与电压和电阻的关系”实验中，准备的电学器材如下：电源电压为4.5V、电流表、电压表、标有“30Ω 1A”字样的滑动变阻器R、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω、30Ω)、开关及导线若干。
(1)“探究电流与电压的关系”实验。
①请按照如图甲所示的电路图在图乙中连接实物，要求滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表的示数变小。试触时发现，电流表指针由b位置向左偏转到a位置，如图丙所示，则电路连接出现的错误是 ；
②纠正错误后开始实验，移动滑片到不同位置，使定值电阻R0，两端的电压由1.6V逐渐增大到2V、2.6V，读出对应的电流值。第2次实验中电流表的示数如图丁所示，为 A。实验数据如表所示；
③分析数据，得出结论：电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成 比。
(2)“探究电流与电阻的关系”实验。
①将10Ω的定值电阻接入A、B两点间，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为2V，读出电流表示数；
接下来用20Ω的电阻替换10Ω的电阻，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，当电压表的示数为 V时，读出电流表示数；
②将实验器材中30Ω的定值电阻接入A、B两点间，无论怎样移动滑片P都无法完成实验。为了完成实验，滑动变阻器的电阻最少为 Ω。
【题型4】探究电路连接与故障分析
【典型例题】在探究一个用电器中电流随电压变化关系时，小芳连接好的电路如图所示，闭合开关，发现电流表、电压表均有示数，调节滑动变阻器，电流表、电压表示数都不变化。小芳连接的电路有不妥之处，改正的方法是( )
A.将导线K的a端移至接线柱A
B.将导线L的b端移至接线柱B
C.将导线M的c端移至接线柱B
D.将导线L的b端移至接线柱D
【举一反三1】如果在“探究电流跟电压的关系”中，按照图中的电路图连接了电路，各表的正负接线柱和量程均正确，结果会( )
A.电流表被烧坏 B.电压表被烧坏 C.电流表示数为0 D.电压表示数为0
【举一反三2】如图所示是王洪同学连接的“电流跟电压关系”实验的电路图，各器件和连接都良好，闭合开关S后，可能出现的现象是( )
A.两电表的示数为零
B.电流表的示数为零，电压表的示数不为零
C.两电表的指针迅速发生最大偏转，两电表都损坏
D.电流表有示数，电压表无示数
【举一反三3】小明在探究电流跟电压的关系时，用开关试触，发现电流表指针超过量程。若电路各部分都正常无损，则产生此现象的原因是：____________；若发现指针左偏，则产生此现象的原因是________________。
【举一反三4】在如图所示的电路中，按要求画出简化电路图。
(1)画出开关S3闭合，S1、S2断开时的简化电路图。
(2)画出开关S1、S2闭合，S3断开时的简化电路图。
【举一反三5】如图所示，在“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验中：
(1)请用笔画线代替导线把图甲电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片向右移动，变阻器接入电路中电阻变小；
(2)电路连接好后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，则可能的原因是：________（选填字母）；
A．电流表发生了断路 B．定值电阻发生了断路
C．滑动变阻器发生了断路 D．定值电阻发生了短路
(3)电路故障消除后，先后换不同电阻进行实验，并将实验数据记录在下表中，根据表中数据在图乙中画出I-R的图像 。
