第4章 电路探秘
第6节 电流与电压、电阻的关系
第1课时 欧姆定律
知识点 探究电流与电压、电阻的关系
1．在“探究通过导体的电流与电压的关系”实验中，得到I－U图像如图B4－6－1所示，则正确的是( )
图B4－6－1
图B4－6－2
2．在做“探究电流与电阻的关系”实验中，
( http: / / www.21cnjy.com )小翔连接了如图B4－6－2所示的电路。他先在电路的A、B间接入10
Ω的电阻，移动变阻器的滑片，读出电压表与电流表的示数；记录数据后，改用15
Ω的电阻替换10
Ω的电阻，闭合开关，接下来他的实验操作应该是( )
A．观察电压表，向右移动滑片，读取电流数据
B．观察电流表，向右移动滑片，读取电压数据
C．观察电压表，向左移动滑片，读取电流数据
D．观察电流表，向左移动滑片，读取电压数据
3．小阳在探究“电路中一个可变电阻两端电压
( http: / / www.21cnjy.com )U与通过它的电流I的关系”时，得到如下表所示的实验数据。请根据表中数据归纳出U与I的关系：U＝____________________。
I/A
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
U/V
7
6
5
4
3
2
图B4－6－3
4．某同学利用如图B4－6－3所示的电路图探究“电流与电压、电阻的关系”。
实验开始时，滑动变阻器的作用是______________。在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时，应保持________不变；在探究通过导体的电流与导体电阻的关系时，滑动变阻器的作用是__________________________________________________________。
5．如图B4－6－4所示是某同学“研究电流与电阻之间的关系”的实物图。
图B4－6－4
(1)实验时，将定值电阻R由2
Ω换为4
Ω，滑动变阻器R′的滑片P应向________
(填“左”或“右”)端移动才能达到实验目的。
(2)下表是他的实验记录，分析表中数据可知，他在实验时，将电阻R两端的电压控制为__________。
实验次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
2
1.2
2
4
0.6
3
6
0.4
知识点 欧姆定律
6．由欧姆定律公式I＝变形得R＝，对此，下列说法正确的是( )
A．加在导体两端的电压越大，则导体的电阻越大
B．通过导体的电流越大，则导体的电阻越小
C．当导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零
D．导体的电阻跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
图B4－6－5
7．图B4－6－5表示通过某导体的电流与其两端电压的关系。由图中信息可知( )
A．导体的电阻为6
Ω
B．导体的电阻为1.5
Ω
C．导体的电阻随导体两端电压的增大而增大
D．导体两端电压为0时，导体的电阻也为0
图B4－6－6
8．小娟在探究“通过电阻的
( http: / / www.21cnjy.com )电流跟电阻两端电压的关系”时，将记录整理的实验数据绘制成如图B4－6－6所示的U－I关系图像。由图可得甲的电阻为______Ω，甲、乙两个电阻串联后总电阻是______Ω；这两个电阻串联后接在电压为9
V的电源上，电路中的电流为______A；这两个电阻并联后接在电压为9
V的电源上，干路中的电流为______A。
9．某学习小组在一次实验探究中利用电压
( http: / / www.21cnjy.com )表和电流表测得了多组数据，记录如下表。请根据表中给出的数据，判断分析出他们实验时的电路可能是图B4－6－7中的( )
U/V
3.0
2.5
2.0
1.8
1.5
1.3
I/A
0.20
0.30
0.40
0.44
0.50
0.54
图B4－6－7
10.如图B4－6－8所示电路中，电源电压为4.5
V，滑动变阻器的规格为“30
Ω 1
A”。
图B4－6－8
(1)小丽想用该电路研究“电流与电阻的关系”，请帮她把电路连接完整。
(2)以下是小丽的一些操作步骤：
①将阻值为10
Ω的定值电阻R1接入电路，______________________________，
闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表示数为2.0
V时，读出电流表示数并记录；
②断开开关，拆下R1，接上阻值为20
Ω的定值电阻R2……使电压表示数为2.0
V，读出电流表示数并记录；
③断开开关，拆下R2，接上阻值为30
Ω的定值电阻R3，重复②的操作。
小丽发现无论如何移动滑动变阻器的滑
( http: / / www.21cnjy.com )片都无法使定值电阻两端电压达到2.0
V，经检查电路完好。为顺利完成实验，可行的措施有______________________________(写一种即可)。
11．在如图B4－6－9所示电路中
( http: / / www.21cnjy.com )，电源电压保持不变，当开关
S1闭合，S2断开时，电压表的读数是3
V；当开关S1断开，S2闭合时，电压表的示数是5
V。则S2断开时，
图B4－6－9
求：
(1)灯L1两端的电压。
(2)灯L2两端的电压。
小敏用如图B4－6－10甲所示的电路图，研究
( http: / / www.21cnjy.com )通过导体的电流与导体电阻的关系。电源电压恒定，改变电阻R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，保持R两端的电压不变，记下相应的4次实验的电流和电阻值，描绘在图乙中。
图B4－6－10
(1)实验过程中，移动变阻器的滑片时，眼睛应注视__________。
(2)图乙中阴影部分面积所表示的物理量是________。
(3)电压表应该选择________(填“0～3
V”或“0～15
V”)的量程。
(4)通过分析图乙可以得到结论：__________________________________________
________________________________________________________________________。
教师详答
1．B 2.A
3．8
V－5
·I
[解析]
分析表格中数据的变化规律，电压减小1
V，电流就增加0.2
A，据此列出函数关系进行分析解答。
4．保护电路 电阻 保持定值电阻两端的电压不变
[解析]
在实验开始时，
( http: / / www.21cnjy.com )闭合开关前滑动变阻器的滑片应移至最大阻值处，来保护电路；在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时，应保持电阻不变；在探究通过导体的电流与导体电阻的关系时，应保持导体两端的电压不变，这是通过移动滑动变阻器的滑片来实现的。
5．(1)右
(2)2.4
V
[解析]
(1)将定值电阻R由2
Ω换
( http: / / www.21cnjy.com )为4
Ω，定值电阻两端的电压增大，则应增大滑动变阻器的阻值，增大其分得的电压，才能保持定值电阻两端的电压不变，所以滑片应向右移动。
(2)由表格中第一组数据知，U＝IR＝1.2
A×2
Ω＝2.4
V。
6．D 7.A
8．10 15 0.6 2.7
9．C [解析]
在A、B电路中，电压
( http: / / www.21cnjy.com )表测量电源电压，当移动滑片时，电压表的示数不变。C中电压表测量滑动变阻器两端的电压，电阻与滑动变阻器串联，当滑片左移时连入电阻变小，电路中的电阻变小，电流变大(电流表的示数变大)；定值电阻两端电压变大，则变阻器两端电压将变小，即电压表示数减小。D中电压表测量的是定值电阻两端的电压，定值电阻与滑动变阻器串联，当滑片左移时连入的电阻变小，电路中的电阻变小，电流变大(电流表的示数变大)；电压表的示数也变大。
10．(1)如图所示
(2)①将滑动变阻器滑片移至阻值最大处 ②增大滑动变阻器的最大阻值(或降低电源电压或增大设定的电压值)
11．(1)2
V
(2)3
V
[拓展培优]
(1)电压表 (2)电压 (3)0～3
V
(4)电压一定时，电流与电阻成反比第4章 电路探秘
第6节 电流与电压、电阻的关系
第2课时 欧姆定律的应用
1．一个阻值为20
Ω的电阻，测得通过它的电流为5
A，那么此时加在这个电阻两端的电压是( )
A．4
V
B．10
V
C．0.25
V
D．100
V
2．如图A4－6－1所示是电阻甲和乙的U－I图像，下列说法中正确的是( )
图A4－6－1
A．甲和乙都是阻值不变的电阻
B．当乙两端电压为2
V时，R乙＝5
Ω
C．甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.2
A时，电源电压为2
V
D．甲、乙并联在电路中，当电源电压为2
V时，干路上电流为0.6
A
3.一段导体两端的电压是3
V，导体中
( http: / / www.21cnjy.com )的电流是0.75
A，则导体的电阻是______Ω。若导体两端不加电压，通过导体的电流是________A，此时导体的电阻是______Ω。
4．一个小灯泡阻值为10
Ω，正常工作时
( http: / / www.21cnjy.com )的电流为0.4
A，现要将其接入12
V的电路中，要求小灯泡仍能正常发光，则应______一个______Ω的电阻。
5．如图A4－6－2所示的电路中，电源电压为12
V，闭合开关S后，电流表、电压表的示数分别为0.6
A和9
V。求R1和R2的阻值。
图A4－6－2
6．在如图A4－6－3所示的电路中，电源电压不变，开关S闭合，滑动变阻器的滑片向右移动，下列说法中正确的是( )
A．电流表示数变大，电压表示数变大
B．电流表示数变小，电压表示数不变
C．电压表示数变小，灯泡变暗
D．电压表示数变大，灯泡变亮
图A4－6－3
7．如图A4－6－4所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，下列分析正确的是( )
图A4－6－4
A．灯泡变亮，电流表的示数变大
B．灯泡变暗，电流表的示数变小
C．灯泡亮度不变，电流表的示数变大
D．灯泡亮度不变，电流表的示数变小
8．如图A4－6－5所示的电路中，小灯泡正常发光。若将小灯泡和电流表的位置对换，则( )
A．小灯泡不会发光
B．小灯泡会被烧坏
C．电流表示数不变
D．电压表示数不变
图A4－6－5
图A4－6－6
9．如图A4－6－6所示，电源电压保持不变，
( http: / / www.21cnjy.com )当开关S由断开到闭合时，电流表的示数将______，电压表与电流表示数的比值将________。
(均填“变大”“变小”或“不变”)
10．如图A4－6－7甲所示为某型号
( http: / / www.21cnjy.com )汽车的自动测定油箱内油量的电路原理图，其中电源两端的电压恒为24
V，R0＝10
Ω，A为油量指示表(一只量程为0～0.6
A的电流表)，Rx为压敏电阻，它的上表面面积为10
cm2，其阻值与所受压力的变化如图乙所示，当油箱加满油时，油量指示表的示数如图丙所示。
图A4－6－7
(1)当Rx所受压力为零时，Rx的阻值为多少？
(2)当油箱内汽油用完时，油量指示表的指针指向某一位置，求此位置所对应的电流值是多少？(计算结果保留两位小数)
(3)油箱装满油时，油对Rx的压力数学多少？
1．小明利用如图A4－6－8甲所示的电
( http: / / www.21cnjy.com )路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压为6
V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5
Ω、10
Ω、15
Ω、20
Ω、25
Ω。
图A4－6－8
(1)实验中多次改变R的阻值，调节滑动变
( http: / / www.21cnjy.com )阻器的滑片，使电压表的示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的关系图像。
①由图像可以得出结论：当电压一定时，_________________________________
________________________________________________________________________。
②上述实验过程中，小明用5
Ω的电阻
( http: / / www.21cnjy.com )做完实验后，接下来的操作是：________________________________________________，然后将10
Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片，使电压表的示数变为________V时，读出电流表的示数。
(2)为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于________Ω的滑动变阻器。
2．为了锻炼身体，小明利用所学物理知识
( http: / / www.21cnjy.com )设计了一个电子拉力计，如图A4－6－9甲所示是其原理图，硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计)，定值电阻R0＝10
Ω，ab是一根长为5
cm的均匀电阻丝，R1的最大阻值为50
Ω，电源电压U＝6
V，电流表的量程为0～0.6
A。
图A4－6－9
(1)当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，闭合开关后电流表的读数是多少？
(2)小明在电路中连入R0的目的是什么？
(3)已知该弹簧伸长的长度Δ
( http: / / www.21cnjy.com )L与所受拉力F间的关系如图乙所示，试通过计算说明，开关S闭合后，当电流表指针指在0.3
A处，作用在拉环上水平向右的拉力为多大？
教师详答
1．D [解析]
由题可知电阻大小为20
Ω，通过它的电流为5
A，根据U＝IR得电阻两端的电压：U＝IR＝5
A×20
Ω＝100
V。
2．D [解析]
由图像可
( http: / / www.21cnjy.com )知，甲对应的电流与电压成正比，而乙对应的电流与电压不成正比，根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变，乙电阻的阻值变化；
当乙两端电压为2
V时，通过乙的电流为0.2
A，则R乙＝＝＝10
Ω；甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.2
A时，通过甲、乙的电流均为0.2
A，U甲＝1
V，U乙＝2
V，串联电路中总电压等于各分电压之和，此时电源的电压：U＝U甲＋U乙＝1
V＋2
V＝3
V；甲、乙并联，电源电压为2
V时，根据并联电路的电压特点可知两灯泡两端的电压为2
V，I甲＝0.4
A，I乙＝0.2
A，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，干路电流I＝I甲＋I乙＝0.4
A＋0.2
A＝0.6
A。
3．4 0 4
4．串联 20
5．由电路图可知，两电阻串联，电流表测电路中电流，电压表测电阻R2两端电压；
串联电路中各处的电流相等，
根据欧姆定律可得：R2＝＝＝15
Ω；
串联电路的总电压等于各分电压之和，
R1两端的电压U1＝U－U2＝12
V－9
V＝3
V，
R1＝＝＝5
Ω。
6．C
7．A [解析]
滑动变阻器的滑片向右滑动时，连入电路的电阻变小，电路中的总电压不变，根据欧姆定律，电流变大，则灯泡变亮。
8．C [解析]
由电路图可知，电流表和小
( http: / / www.21cnjy.com )灯泡是串联在一起的，所以通过它们的电流相等，若将小灯泡和电流表的位置对换，电压表测电流表两端的电压，所以电压表的示数变为零，小灯泡的发光情况不变，电流表的示数也不变。
9．变大 不变
[解析]
当开关断开时，灯泡L与电阻R串联，
( http: / / www.21cnjy.com )电压表测量电阻R两端的电压，电流表测量电路中的电流；当开关S闭合时，灯泡L被短路，只有R工作，电压表测量电阻两端的电压，电流表测量电路中的电流，此时电路中的总电阻变小，根据I＝可知电路中的电流变大，即电流表的示数变大。电阻R的阻值不变，电压表与电流表示数的比值不变。
10．(1)300
Ω
(2)当油箱内汽油用完时，此时电路总电阻为：
R总＝Rx＋R0＝300
Ω＋10
Ω＝310
Ω。
电源电压为24
V，则此时的电流为：
I＝＝≈0.08
A。
(3)当油箱装满油时，由图丙可知电流表示数为0.6
A，电路中的总电阻为：
R总满＝＝＝40
Ω，
此时压敏电阻的阻值为：
Rx＝R总满－R0＝40
Ω－10
Ω＝30
Ω。
由图乙查得此时汽油对压敏电阻的压力F为2.8
N，压强为：p＝＝＝2800
Pa。
[拓展培优]
1．(1)①导体中的电流与电阻成反比
②断开开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端(或阻值最大处) 2.5
(2)35
2．(1)当滑片在R1的a端时，电路中的电流I1＝＝＝＝0.1
A。
(2)保护电路。
(3)当电流为0.3
A时，电路中的电阻R＝＝＝20
Ω，
R1连入电路中的电阻值RbP＝R－R0＝20
Ω－10
Ω＝10
Ω，
所以R1连入电路中的长度为1
cm，滑片向右移动的距离ΔL＝5
cm－1
cm＝4
cm，
由图乙知，作用在拉环上的力F＝400
N。第4章 电路探秘
第6节 电流与电压、电阻的关系
第3课时 伏安法测量导体的电阻
1．在用伏安法测电阻的实验中，滑动变阻器不能起到的作用是( )
A．改变待测电阻两端的电压
B．改变电路中的电流
C．保护电路
D．改变待测电阻的阻值
2．在用伏安法测电阻的实验中，下列做法中有问题的是( )
A．连接线路的过程中，开关应处于断开状态
B．连接线路的过程中，滑动变阻器的滑片要放在最大电阻值的位置
C．电流表串联在被测电路中，电压表并联在被测电阻两端
D．试触时发现电流表指针向反方向偏移，电压表指针偏转正常，此时应断开开关，将电池的正、负极对调
3.在如图B4－6－11所示的伏安法测电阻实验中，闭合开关S，小明发现电流表有示数，但示数较小，小灯泡不亮。接下来应进行的操作是( )
图B4－6－11
A．更换一个同样规格的小灯泡
B．更换电压表所使用的量程
C．检查电路中是否存在断路故障
D．减小变阻器接入电路的阻值
4．为完成“测定小灯泡正常发光时电阻”的实验，小柯同学选取了相应器材，小灯泡上标有“2.5
V”字样。
图B4－6－12
(1)如图B4－6－12甲电路无法正常完成实验，因为有一处导线连接错误，错误导线是____(填“①”或“②”)。
(2)改正电路后，小柯闭合开关，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙，则小灯泡正常发光时的电阻是________Ω。
5．用“伏安法测小灯泡的电阻”实验：
(1)在图B4－6－13甲中已完成了一部分的电路连接，请你继续完成实验电路的连接。
图B4－6－13
(2)在闭合开关前，图中滑动变阻器的滑片应放在________(填“c”或“d”)端。
(3)若某次测量时电压表的示数为2.2
V，电流表的示数如图乙所示，为________A，由此可得出小灯泡的电阻R为________Ω。
(4)小方同学在做实验时
( http: / / www.21cnjy.com )，电路连接无误。闭合开关后小灯泡不亮，发现电流表的指针明显偏转，而电压表的示数为零，该故障的原因可能是____________________________。
6．在“测定导体电阻”的实验中，电源使用两节新干电池，被测电阻的阻值约为5
Ω，滑动变阻器的规格是“10
Ω 1.5
A”。
(1)图B4－6－14甲是没有连接完整的实验电路，请你用笔画线代替导线，将电路连接完整。
图B4－6－14
(2)某次实验中，电压表的示数如图乙所示，读数为________V。
(3)电路连接正确，实验数据记录如
( http: / / www.21cnjy.com )下表所示，其中一组数据有拼凑的嫌疑，请指出并说明判断依据：___________________________________________________________。
实验序号
1
2
3
4
电压
U/V
0.6
1.2
1.8
2.4
电流
I/A
0.12
0.24
0.36
0.48
7．如图B4－6－15所示的四个电路中，电源电压保持不变，R0为已知阻值的定值电阻，不可以测出未知电阻Rx阻值的电路是( )
图B4－6－15
8.如图B4－6－16所示，电源电压为6
V，图甲为伏安法测电阻的电路图；图乙为连接不完整的实物图。
(1)对照电路图甲，用笔画线代替导线将图乙中未连接部分连接起来。
图B4－6－16
(2)如果实验操作中出现：电流表有示数，电压表示数为0的现象，其故障可能是________。
A．电流表的正、负接线柱接反
B．电压表的量程选小了
C．电阻Rx发生了短路
D．把滑动变阻器下端两接线柱连入电路
(3)电路连接正确后，闭合开关，若将滑片P向左移动时，电压表示数________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)实验过程中，电流表和电压表的示数如图B4－6－17所示，此时测得的Rx＝________Ω。
图B4－6－17
(5)此实验要多次测量电阻值，最后求电阻值的平均值，其目的是______________________。
某负温度系数(NTC)的热敏电阻R，其阻值与温度的关系如图B4－6－18丙所示。现用该电阻测量环境的温度，实验电路如图甲所示。
(1)根据图甲所示电路图将图乙所示实物图连接完整，且使滑片向右滑动时，电流表的示数增大。
(2)该热敏电阻的阻值随温度的降低而________。
(3)当热敏电阻在某环境
( http: / / www.21cnjy.com )中放置足够长时间后，电压表示数为2
V，电流表读数为0.5
mA，此时热敏电阻的阻值是______Ω，该环境温度是________℃。
图B4－6－18
教师详答
1．D [解析]
滑动变阻器只能改
( http: / / www.21cnjy.com )变其接入电路的电阻，从而影响整个电路中的电流和部分电路两端的电压。在任何情况下滑动变阻器都有保护电路这个作用。
2．D
3．D [解析]
闭合开关后，电
( http: / / www.21cnjy.com )流表有示数，说明电路是通路，灯泡没坏，也不是断路，可能是连入电阻太大，电路中电流太小所致，不足以引起灯泡发光造成的，下一步操作：
移动滑动变阻器滑片，减小变阻器接入电路的阻值，使电路电流变大，看灯泡能否发光。
4．(1)② (2)5
[解析]
(1)由图甲知，滑动变阻
( http: / / www.21cnjy.com )器同时接了上面两个接线柱，应接一上一下，导线②连接错误；
(2)由图乙知，电流表的量程为0～0.6
A，所以分度值为0.02
A，示数为0.5
A；R＝＝＝5
Ω。
5．(1)如图所示
(2)c (3)0.22 10
(4)小灯泡短路
6．(1)图略(提示：开关右接线柱连接到滑动变阻器下方左接线柱)
(2)1.5
(3)第1次实验的电压不可能低至0.6
V或第1次实验的电流不可能低至0.12
A
[解析]
(1)由图甲知，滑动变阻器已接了上面一个接线柱，滑片在最右端，所以开关右接线柱应连接到滑动变阻器下方左边接线柱。
(2)由图乙知，电压表的量程为0～3
V，分度值为0.1
V，所以电压表的示数为1.5
V。
(3)由表中数据可知，当电压为1.2
V，电流为0.24
A时，电阻为R1＝＝＝5
Ω。
滑动变阻器的最大阻值为10
Ω，当其阻值最大时，定值电阻两端电压最小。
电路中的电流为I＝＝＝0.2
A，
U1＝I1R＝0.2
A×5
Ω＝1
V。
第1组数据中的电压值和电流值都低于可能达到的最小电压和电流，所以有拼凑嫌疑。
7．C [解析]
开关S闭
( http: / / www.21cnjy.com )合时，Rx短路，电压表测量电源电压；开关S断开时，电压表测量电源电压；所以无法得到电路中电流，不能计算出Rx的值。
8．(1)如图所示
(2)C
(3)变大
(4)5
(5)减小误差
[拓展培优]
(1)图略 (2)增大 (3)
4×103 40
