实验2 探究电流与电压、电阻的关系
【图·过实验】
项目 探究电流与电压的关系 探究电流与电阻的关系
电路图、实物电路
控制变量法 保持电阻不变,改变电阻两端的电压 保持电阻两端的电压不变,改变电阻
滑动变阻器 的作用 保护电路
改变定值电阻两端的电压,进行多次测量 更换定值电阻后,控制定值电阻两端的电压不变
实验数 据的处 理方法 计算法 求比值:每次实验中电流与电压的比值是一定值,则说明二者成正比 求乘积:每次实验中电流与电阻的乘积是一定值,则说明二者成反比
图像法 作出I-U图像,图像为过原点的一条直线,则说明电流与电压成正比 作出I-R图像,图像为双曲线的一支,则说明电流与电阻成反比
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 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
评估 (1)多次测量的目的:寻找普遍规律,使实验结论具有普遍性。 (2)在探究电流与电压的关系时,不能用小灯泡代替定值电阻,因为小灯泡的电阻随温度的升高而增大。 (3)在探究电流与电阻的关系时,更换定值电阻后,为控制定值电阻两端的电压不变,应按照“换大调大,换小调小”原则调节滑动变阻器的滑片
【全·通考点】
典题3 在“探究电流与电压关系”的实验中,图甲是某实验小组设计的电路,电源电压3 V保持不变。
基础点
(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B端滑动时,电流表的示数变小。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“A”或“B”)端。
(3)检查无误后,闭合开关发现电流表几乎无示数,电压表示数接近3 V。移动滑片P,两电表示数均无变化,则电路故障可能是 。
(4)排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示,此时通过定值电阻R的电流为 A。
(5)记下一组电压表和电流表的示数后,接下来的操作是 (选填字母)。
A.换用另一个定值电阻,将滑片移动到某位置,记下电压表和电流表的示数
B.将滑片移动到另外几个位置,分别记下电压表和电流表的示数
(6)实验中测得五组数据,并绘制出定值电阻R的I-U 图像如图丙所示。由图像可得:
①实验中所用定值电阻R的阻值为 Ω;
②实验结论: 。
能力点
(7)实验时,若要增大电阻两端的电压,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。
(8)结合所测数据分析,该小组本实验所用滑动变阻器的最大阻值应至少为
Ω。
(9)该实验小组的同学发现另外一实验小组的同学画出的图像(如图丁)所反映出的规律与自己的不同,请你分析该小组实验中可能存在的问题是 。
典题4 小阳利用如图甲的电路探究“电流与电阻的关系”。已知电源电压为4.5 V且保持不变,实验用到的定值电阻阻值分别为25 Ω、20 Ω、15 Ω、10 Ω、5 Ω,滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”。
基础点
(1)如图乙的实物电路中存在连线错误,而且只要改接一根导线就可以了,请你把接错的那根导线打上“×”,再画线把它改到正确位置上(导线不允许交叉)。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,则电路故障为 。
(3)实验中将5 Ω的定值电阻更换为10 Ω的定值电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器滑片向 (选填“左”或“右”)适当滑动,使电压表示数恢复到原来的值。
(4)小阳同学每次随机选取一个定值电阻,进行了五次实验,根据所得数据画出电流与电阻关系的图像如图丙,且实验中各电路元件完好,读数、记录均正确。但老师发现五次实验中有一次未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定,根据图丙中的数据分析,阻值为 Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片,这次实验之前的那一次实验,小阳选取的是阻值为 Ω的定值电阻。
(5)纠正错误实验后,根据图像可得出的结论是: 。
能力点
(6)在小阳进行的五次实验中,滑动变阻器接入电路的最小阻值是 Ω,最大阻值是 Ω。
(7)当使用50 Ω的定值电阻做实验时,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五次相同,为了继续完成第六次实验,如果只能更换电源,则电源电压应不高于 V。
(8)小阳换用电阻箱代替定值电阻进行上述实验。在进行多次测量的过程中,电阻箱接入电路的阻值不得超过 Ω。
1.(2025·深圳中考)小虞同学利用如图1所示装置探究“电流与电压的关系”。
(1)在如图1所示的虚线框内,小虞同学应填入 (填一种用电器)。
(2)在开关闭合前,俊俊同学指出应将滑动变阻器的滑片P移到最 (选填“左”或“右”)端。
(3)在闭合开关后,志诚同学发现电流表指针无偏转,电压表指针有较大偏转,若电路中只有一处故障,则可能是 。
(4)由表格数据可知,电压与电流的比值 ,小虞由此得出结论,“在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比”。
实验次数 1 2 3 4
电压U/V 1 1.6 2.4 2.8
电流I/A 0.2 0.32 0.48 0.56
(5)分析如图2坐标图,小虞同学发现导致甲组数据与乙和丙不同的原因是 。
2.(2025·山东中考)某小组在“探究电压一定时,电流与电阻的关系”实验中,设计的电路图如图甲所示。
(1)根据电路图甲,用笔画线代替导线将图乙中的电路补充完整。
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表、电压表均无示数,将另一电压表的两端依次连接图乙中的M与N、N与O、O与P,分别显示0 V、0 V、3.0 V,由此判断电路故障为 。
(3)排除以上故障后,接入4 Ω的定值电阻,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.0 V,此时电流表的示数如图丙所示,为 A。
(4)断开开关,用5 Ω的定值电阻替换4 Ω的定值电阻后,闭合开关,接下来的操作是: ,并记录电流表的示数。
(5)更换不同定值电阻进行实验,得到如表数据:
R/Ω 4 5 5 10 20
/Ω-1 0.25 0.2 0.125 0.1 0.05
I/A 0.40 0.32 0.21 0.16 0.08
分析数据,小华发现保持电压不变时,通过导体的电流随着电阻的增大而减小,猜想电流与电阻成反比。为了验证他的猜想,请描点并作出I-图像。
(6)根据图像得出结论:实验误差允许范围内,在电压一定的情况下,通过导体的电流与 成正比,即电流与 成反比。 实验2 探究电流与电压、电阻的关系
【图·过实验】
项目 探究电流与电压的关系 探究电流与电阻的关系
电路图、实物电路
控制变量法 保持电阻不变,改变电阻两端的电压 保持电阻两端的电压不变,改变电阻
滑动变阻器 的作用 保护电路
改变定值电阻两端的电压,进行多次测量 更换定值电阻后,控制定值电阻两端的电压不变
实验数 据的处 理方法 计算法 求比值:每次实验中电流与电压的比值是一定值,则说明二者成正比 求乘积:每次实验中电流与电阻的乘积是一定值,则说明二者成反比
图像法 作出I-U图像,图像为过原点的一条直线,则说明电流与电压成正比 作出I-R图像,图像为双曲线的一支,则说明电流与电阻成反比
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 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
评估 (1)多次测量的目的:寻找普遍规律,使实验结论具有普遍性。 (2)在探究电流与电压的关系时,不能用小灯泡代替定值电阻,因为小灯泡的电阻随温度的升高而增大。 (3)在探究电流与电阻的关系时,更换定值电阻后,为控制定值电阻两端的电压不变,应按照“换大调大,换小调小”原则调节滑动变阻器的滑片
【全·通考点】
典题3 在“探究电流与电压关系”的实验中,图甲是某实验小组设计的电路,电源电压3 V保持不变。
基础点
(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B端滑动时,电流表的示数变小。
答:
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于 B (选填“A”或“B”)端。
(3)检查无误后,闭合开关发现电流表几乎无示数,电压表示数接近3 V。移动滑片P,两电表示数均无变化,则电路故障可能是 R断路 。
(4)排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示,此时通过定值电阻R的电流为 0.3 A。
(5)记下一组电压表和电流表的示数后,接下来的操作是 B (选填字母)。
A.换用另一个定值电阻,将滑片移动到某位置,记下电压表和电流表的示数
B.将滑片移动到另外几个位置,分别记下电压表和电流表的示数
(6)实验中测得五组数据,并绘制出定值电阻R的I-U 图像如图丙所示。由图像可得:
①实验中所用定值电阻R的阻值为 5 Ω;
②实验结论: 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 。
能力点
(7)实验时,若要增大电阻两端的电压,应将滑动变阻器的滑片P向 A (选填“A”或“B”)端移动。
(8)结合所测数据分析,该小组本实验所用滑动变阻器的最大阻值应至少为
25 Ω。
(9)该实验小组的同学发现另外一实验小组的同学画出的图像(如图丁)所反映出的规律与自己的不同,请你分析该小组实验中可能存在的问题是 电压表与滑动变阻器并联 。
典题4 小阳利用如图甲的电路探究“电流与电阻的关系”。已知电源电压为4.5 V且保持不变,实验用到的定值电阻阻值分别为25 Ω、20 Ω、15 Ω、10 Ω、5 Ω,滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”。
基础点
(1)如图乙的实物电路中存在连线错误,而且只要改接一根导线就可以了,请你把接错的那根导线打上“×”,再画线把它改到正确位置上(导线不允许交叉)。
答:
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,则电路故障为 定值电阻短路 。
(3)实验中将5 Ω的定值电阻更换为10 Ω的定值电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器滑片向 右 (选填“左”或“右”)适当滑动,使电压表示数恢复到原来的值。
(4)小阳同学每次随机选取一个定值电阻,进行了五次实验,根据所得数据画出电流与电阻关系的图像如图丙,且实验中各电路元件完好,读数、记录均正确。但老师发现五次实验中有一次未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定,根据图丙中的数据分析,阻值为 20 Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片,这次实验之前的那一次实验,小阳选取的是阻值为 10 Ω的定值电阻。
(5)纠正错误实验后,根据图像可得出的结论是: 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 。
能力点
(6)在小阳进行的五次实验中,滑动变阻器接入电路的最小阻值是 2.5 Ω,最大阻值是 12.5 Ω。
(7)当使用50 Ω的定值电阻做实验时,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五次相同,为了继续完成第六次实验,如果只能更换电源,则电源电压应不高于 4.2 V。
(8)小阳换用电阻箱代替定值电阻进行上述实验。在进行多次测量的过程中,电阻箱接入电路的阻值不得超过 40 Ω。
1.(2025·深圳中考)小虞同学利用如图1所示装置探究“电流与电压的关系”。
(1)在如图1所示的虚线框内,小虞同学应填入 定值电阻 (填一种用电器)。
(2)在开关闭合前,俊俊同学指出应将滑动变阻器的滑片P移到最 右 (选填“左”或“右”)端。
(3)在闭合开关后,志诚同学发现电流表指针无偏转,电压表指针有较大偏转,若电路中只有一处故障,则可能是 定值电阻断路 。
(4)由表格数据可知,电压与电流的比值 不变 ,小虞由此得出结论,“在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比”。
实验次数 1 2 3 4
电压U/V 1 1.6 2.4 2.8
电流I/A 0.2 0.32 0.48 0.56
(5)分析如图2坐标图,小虞同学发现导致甲组数据与乙和丙不同的原因是 选用的定值电阻阻值不同 。
2.(2025·山东中考)某小组在“探究电压一定时,电流与电阻的关系”实验中,设计的电路图如图甲所示。
(1)根据电路图甲,用笔画线代替导线将图乙中的电路补充完整。
答:
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表、电压表均无示数,将另一电压表的两端依次连接图乙中的M与N、N与O、O与P,分别显示0 V、0 V、3.0 V,由此判断电路故障为 导线PM断路 。
(3)排除以上故障后,接入4 Ω的定值电阻,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.0 V,此时电流表的示数如图丙所示,为 0.52 A。
(4)断开开关,用5 Ω的定值电阻替换4 Ω的定值电阻后,闭合开关,接下来的操作是: 向左移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.0 V ,并记录电流表的示数。
(5)更换不同定值电阻进行实验,得到如表数据:
R/Ω 4 5 5 10 20
/Ω-1 0.25 0.2 0.125 0.1 0.05
I/A 0.40 0.32 0.21 0.16 0.08
分析数据,小华发现保持电压不变时,通过导体的电流随着电阻的增大而减小,猜想电流与电阻成反比。为了验证他的猜想,请描点并作出I-图像。
答:
(6)根据图像得出结论:实验误差允许范围内,在电压一定的情况下,通过导体的电流与 成正比,即电流与 电阻 成反比。
