4.6电流与电压、电阻的关系 同步学案（含解析）

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4.6电流与电压、电阻的关系
一、考点分析
考点一、电流与电压的关系
1、探究电流与电压的关系
（1）猜想假设：在电阻一定时，电压越高，电路中的电流越大。
（2）实验方法：控制电阻不变，然后调节滑动变阻器，使得电阻R两端的电压发生变化，然后读出在不同电压下对应电流表的示数。
（3）实验电路：
（4）实验图像：
（5）实验结论：在电阻一定的情况下，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
【注意】导体中的电流与导体两端的电压成正比，其前提条件是电阻一定（或同一段导体），不能反过来说电压跟电流成正比，电压是因，电流是果，因为导体两端有了电压，导体中才会有电流。
2、滑动变阻器的主要作用：改变电阻R两端的电压。
考点二、探究电流与电阻的关系
1、探究电流与电阻的关系
（1）猜想假设：在电压一定时，电阻越大，电路中的电流越小。
（2）实验方法：保持电压不变，在电路中换用不同的定值电阻，通过调节滑动变阻器的滑片，保证被测电阻两端的电压恒定不变，用电流表测出不同定值电阻中的电流值，研究电流跟电阻的变化规律。
（3）实验电路：
（4）实验图像：
（5）结论：在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。
【注意】导体中的电流与导体的电阻成反比，其前提条件是电压一定，不能反过来说电阻跟电流成反比，因为电阻是导体本身的一种性质，它的大小由导体本身来决定，与导体中通过的电流无关。
2、变阻器的作用：保护电路和控制电阻两端电压不变。
考点三、欧姆定律
1、内容：导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。
2、表达式：I＝U/R，推导式：U＝IR，R＝。
3、欧姆定律三性：
（1）同体性：定律中的电压、电流、电阻是对同一段电路而言的。
（2）同时性：定律中的电压、电流、电阻必须是同一时刻的数值。
（3）统一性：定律中的电压、电流、电阻的单位必须统一成国际制单位。
考点四、用电压表和电流表测导体的电阻（定值电阻）
目标：
1.
了解滑动变阻器的结构，初步学会滑动变阻器的使用方法。
2.
学会正确使用电压表和电流表。
3.
练习用电压表和电流表测电阻。
器材：
干电池2节，待测电阻1个，开关1个，电流表1个，电压表1个，滑动变阻器1个，导线若干。
过程：
1.
按图4-61所示连接好电路。闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大的位置。
2.
闭合开关S，读出电路中被测电阻两
端的电压和通过电阻的电流，记录在表格中。
3.
改变滑动变阻器的阻值，再读数，记入表格中。如此再重复1次。
4.
表中共有
3组读数，代入，算出电阻值，最后求电阻3次测量值的
讨论：
1．滑动变阻器上标有“2A
20Ω”或“1A
10Ω”的字样，这表示什么意思？
2．某同学求出三次测量的电压平均值和电流平均值，再运用欧姆定律，从电压平均值和电流平均值求出电阻平均值。你认为这种方法可行吗？为什么？
3．在一次电阻测量实验中，电流表用
0~0.6安量程，电压表用
0~3伏量程，它们的指针如图4-62所示，被测电阻的阻值是多大？
4．变阻器在本实验中的作用是什么？
注意：
（1）实验中多次测量的目的：测量定值电阻时进行多次测量,是为了减小测量的偶然性误差；
（2）若测电灯电阻与温度的关系时进行多次测量,是为了发现
电阻随电流变化的规律；
（3）伏安法测小灯泡的电阻不是一个定值，是因为它受到电压的影响而导致温度发生变化，通过实验知小灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大
二、热点题型详解
题型一、电流、电压与电阻的关系
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)，电源电压为
6V，
滑动变阻器(50Ω，1A)、图乙是依据五次实验的数据描点绘制的
I－R
图象。以下说法不正确的是(
)
A．利用五个电阻均能完成探究，定值电阻控制电压范围可以为
2V～3V
B．当
R0
由
10Ω换为
15Ω时，需将滑动变阻器接入电路的阻值调得更大
C．分析图象可得结论：电压一定时，电流与电阻成反比
D．若电源电压可调，完成本次实验的电源电压最大为
15V
以下关于研究“电流与电阻的关系”实验的说法正确的是(　　)
①闭合开关前，移动滑片P到最右端是为了起到保护电路的作用
②闭合开关后，移动滑片P的作用是控制电阻两端的电压保持不变
③闭合开关后，移动滑片P的作用是控制通过电阻的电流保持不变
④闭合开关后，移动滑片P的目的是多次测量取平均值减少误差
A．①②
B．②③
C．①③
D．②④
小乐用如图甲所示的电路
“探究电流跟电阻的关系”。已知电源电压为4.5V，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω。回答问题：
（1）如图甲所示的实物连线图，其中有一条导线连接错误，在接错的导线上打上
“×”，再画线把它改接到正确的位置上______；
（2）电路连接正确后，小乐先用5Ω的电阻进行实验，接着要改用10Ω的电阻继续进行实验，当用10Ω的电阻替换5Ω的电阻后，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向______（选填
“左”或
“右”）端移动，直到电压表的示数为______时，读出电流表的示数，最终的实验结果如图乙所示。
（3）由图乙可以得出实验结论是______；
（4）与本实验中使用多个定值电阻进行多次重复实验的目的相同的是______。
A．测量定值电阻的阻值
B．探究平面镜成像的特点
题型二、欧姆定律
如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为20Ω，闭合电键S，电流表A1的示数为0.3A，电流表A2的示数为0.2A．求：
（1）电源电压U。
（2）电阻R2的阻值。
题型三、测量未知电阻阻值
以下为其同学在“伏安法测导体电阻”实验过程中的部分操作，其中正确的是（　　）
A．连接电路时，应先闭合开关
B．连接电表时，应先选小量程
C．闭合开关时，应先将变阻器滑片移到阻值最大处
D．计算电阻时，应先计算电压平均值与电流平均值
在“测量小灯泡的电阻”实验中，小灯泡的额定电压(即正常工作时的电压)是2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线将如图甲所示的电路连接完整。______
(2)小华在接完最后一根导线时，小灯泡立即发光，请你分析产生这一现象的原因是____。
(3)排除故障后，继续实验，如图乙所示为小灯泡正常发光时的电流，此时灯丝的电阻是____Ω。
(4)小明和小华按照老师的要求，设计了在缺少电流表时测量小灯泡电阻的方案：
小明：用如图丙所示的电路(滑动变阻器的最大阻值已知)。闭合开关，分别读出滑片在A、B两端时电压表的示数，然后计算出小灯泡的电阻。
小华：把一个电压表分别接在小灯泡和阻值已知的定值电阻的两端，如图丁所示。闭合开关，读出电压表的示数，然后计算出小灯泡的电阻。
你认为____设计的方案更好，理由是______。
三、巩固提升
小金用如图所示电路研究电流和电压关系，为了改变定值电阻R两端电压，设计了以下四种方案，其中可行的方案个数是(　　)
甲：换用可调电压的学生电源接入MN
乙：两节新干电池与滑动变阻器串联接入MN
丙：两节新干电池先后与不同的定值电阻串联接入MN
丁：两节新干电池先后与不同规格的小灯泡串联接入MN
A．一个
B．两个
C．三个
D．四个
对于某一确定的导体，影响该导体电流大小的物理量是（　　）
A．通电时间
B．电荷量
C．电压
D．质量
如图电路中，电源电压不变，闭合开关
S，电路正常工作一段时间后，发现电压表示数明显变大，则
（
）
A．可能是电阻
R
开路
B．可能是电阻
R
短路
C．电流表示数肯定变大
D．灯
L
亮度可能不变
对于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量电阻”的这两个实验，下列说法不正确的（
）
它们都是采用控制变量的研究方法
B．它们的实验电路在教科书中是相同的
C．前者多次测量的目的是分析多组数据，得出电流跟电阻的关系
D．后者多次测量的目的是取电阻的平均值，减小误差
有三个定值电阻，电阻大小关系为R甲A．甲、乙串联
B．乙、丙串联
C．甲、乙并联
D．乙、丙并联
如图所示，电源电压保持不变，欧，欧，闭合，电压表的示数为4伏，则电源电压为（　　）
A．2.5伏
B．3.5伏
C．7.5伏
D．14伏
下列数据中最接近实际的是（　　）
小金同学步行时的功率约700W左右
B．某家庭电能表的额定电流为20A
C．汽车能耗大，能量的总效率约为80%
D．家用节能灯的正常工作1小时约耗1度电
如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（
）
A．电源电压U=2V
B．滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω
C．定值电阻R1的阻值为20Ω
D．R1两端的电压变化范围1V到3V
图甲中当开关S转到2时，电流表和电压表对应的示数是乙图中相对应的a点；当开关S转到1时，两表对应的示数是乙图中相对应的b点。有关判断正确的是（　　）
A．电源电压为8V
B．R2的阻值为10Ω
C．R1的阻值为20Ω
D．S接2时通过R2的电流为0.2A
如图所示(甲)是某同学探究电流与电压关系的电路图，开关S闭合后，将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端，电流表和电压表的示数变化关系如图(乙)，则图象可知(　　)
A．电阻R0两端电压与通过R0的电流成正比
B．R0的电阻值是10欧姆
C．滑动变阻器R的最大阻值是25欧姆
D．该电路最大电流为0.7安
如图甲所示电路，当闭合开关后，两个电压表指针偏转均为图乙所示。则电压表V2测的是______（选填“R1”“R2”或“电源”）两端的电压，所选的量程是_____V。
电阻R1两端的电压为______V，R1和
R2的阻值之比为______。
如图所示的电路中，开关s闭合后，小灯泡L1、L2均正常发光，则L1和L2的连接方法是
，则甲是
表，乙是
表。
在某一温度下，通过两个电路元件甲和乙的电流与它们两端电压的关系如图所示。由图可知，元件甲的电阻是___________，将元件甲、乙并联后接在电压为2V的电源两端，则干路中的电流大小是___________A。
小乐用如图甲所示的电路探究“电流跟电阻的关系”。已知电源电压为4.5V，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω。回答问题：
(1)如图甲所示的实物连线图，其中有一条导线连接错误，在接错的导线上打上“×”，再画线把它改接到正确的位置上。（______）
(2)电路连接正确后，小乐先用5Ω的电阻进行实验，接着要改用10Ω的电阻继续进行实验，当用10Ω的电阻替换5Ω的电阻后，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向_________(选填“左”或“右”)端移动，直到电压表的示数为_______时，读出电流表的示数，最终的实验结果如图乙所示；
(3)由图乙可以得出实验结论是___________；
(4)与本实验中使用多个定值电阻进行多次重复实验的目的相同的是_________；
A．测量课本的长度　　B．探究平面镜成像的特点
小明用如图甲所示电路探究电流与电阻的关系，电源电压3V，电阻R有4个阻值（5Ω、10Ω、
15Ω、
25Ω）
供选用，滑动变阻器Rp规格为“10Ω
2A”。
（1）开关闭合前，应将滑动变阻器滑片P移到最___________（左/右）端，闭合开关后，小明发现电流表、电压表示数均为0，他将一根导线的一端接电源正极，另一端依次试触a、b、c、d各接线柱，当接触到d时，电压表开始有示数且为3V，电流表示数仍为0，经进一步检查，电流表及各接线处均完好，则电路中所有可确定的故障是___________。
（2）排除故障并将问题元件进行同规格更换，此时R的阻值为5Ω，闭合开关，调节滑片P，使电压表示数到达某一数值，此时电流表示数如图乙所示，该示数为___________A。接着将R阻值换成10Ω，向___________（左/右）端移动滑动变阻器滑片，以保持电压表的示数不变。
（3）将R阻值换成15Ω重复上述操作。三组数据如表所示，由此可得：电压一定时，电流与电阻成___________。为提高结论的可靠性，换用阻值为25Ω的电阻继续上述实验，是否可行？___________（可行/不可行）
实验序号
R/Ω
I/A
①
5
②
10
0.20
③
15
0.13
（4）下列图像中，能大致反映本实验中各物理量之间关系的是___________。
小金同学用伏安法测未知电阻R的阻值，按照甲图进行电路图连接。
（1）仔细检查电路，发现有一根导线连接错误，请在图甲错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的一根连接导线；（________）
（2）小金正确连接电路后，某次实验两电表示数如图乙、丙所示，则被测电阻R=___________Ω；
（3）实验过程中，电流表突然损坏，无法正常使用。小金观察各种器材，发现滑动变阻器最大阻值为R滑，利用电压表也能够测出未知电阻R的阻值。于是，小金只在原电路图基础上拆除了电流表，进行实验，实验步骤如下：
①将滑动变阻器滑片移到“A”端，读出电压表的读数，记为U；
②___________，读出电压表的读数，记为U1；
③计算未知电阻R的阻值为：R=___________。
[4]由乙、丙可知，定值电阻两端电压为2.4V，流过定值电阻电流为0.3A，则被测阻
为了改善路况，专家研究出来一种新型材料制作井盖，大大提高了井盖的抗压能力。某同学为了测试该材料的抗压能力，取下来一小块样品进行抗压力测试，如图(甲)所示，该材料样品(不计质量)平放在压力传感器上，闭合开关S，经过多次压力实验，压力传感器的电阻R随压力F变化的过程如图(乙)。电源电压24V，定值电阻R0=20Ω。求：
(1)压力为零时，电流表的示数。_______
(2)经过多次实验，当电流为0.6A时，该材料将要破损，求该材料承受的最大压力？_______
(3)小红想继续利用此装置改装为磅秤，如果电流表的量程为“0～1A”，该磅秤能测量的最大质量为多少？_______
如图所示电路，电源电压保持不变，电阻R1=10Ω，R2=5Ω。当开关S1、S2都断开时，电流表示数为0.20A。当开关S1、S2都闭合时，电流表示数为0.40A。求：
(1)电源电压；
(2)R3的阻值；
(3)只闭合S2时，电流表的示数为多少？
如图甲所示，是一种自动测量油箱内油量的装置，油量表（由电流表改装而成）的指针能指示油箱内油量的多少。当油箱加满油时，浮标通过杠杆使滑片恰好移至变阻器的最下端：当油箱油量减少到时，油量表就会发出警告。油的体积V和变阻器接入电路的电阻R的关系如图乙所示，电源电压恒为，定值电阻R0的阻值为，闭合开关，求：
（1）当油箱加满油时电路中的电流；
（2）油箱内油量剩余一半时变阻器R两端的电压；
（3）油量表刚报警时，通过R0的电流。
4.6电流与电压、电阻的关系（解析）
一、考点分析
考点一、电流与电压的关系
1、探究电流与电压的关系
（1）猜想假设：在电阻一定时，电压越高，电路中的电流越大。
（2）实验方法：控制电阻不变，然后调节滑动变阻器，使得电阻R两端的电压发生变化，然后读出在不同电压下对应电流表的示数。
（3）实验电路：
（4）实验图像：
（5）实验结论：在电阻一定的情况下，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
【注意】导体中的电流与导体两端的电压成正比，其前提条件是电阻一定（或同一段导体），不能反过来说电压跟电流成正比，电压是因，电流是果，因为导体两端有了电压，导体中才会有电流。
2、滑动变阻器的主要作用：改变电阻R两端的电压。
考点二、探究电流与电阻的关系
1、探究电流与电阻的关系
（1）猜想假设：在电压一定时，电阻越大，电路中的电流越小。
（2）实验方法：保持电压不变，在电路中换用不同的定值电阻，通过调节滑动变阻器的滑片，保证被测电阻两端的电压恒定不变，用电流表测出不同定值电阻中的电流值，研究电流跟电阻的变化规律。
（3）实验电路：
（4）实验图像：
（5）结论：在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。
【注意】导体中的电流与导体的电阻成反比，其前提条件是电压一定，不能反过来说电阻跟电流成反比，因为电阻是导体本身的一种性质，它的大小由导体本身来决定，与导体中通过的电流无关。
2、变阻器的作用：保护电路和控制电阻两端电压不变。
考点三、欧姆定律
1、内容：导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。
2、表达式：I＝U/R，推导式：U＝IR，R＝。
3、欧姆定律三性：
（1）同体性：定律中的电压、电流、电阻是对同一段电路而言的。
（2）同时性：定律中的电压、电流、电阻必须是同一时刻的数值。
（3）统一性：定律中的电压、电流、电阻的单位必须统一成国际制单位。
考点四、用电压表和电流表测导体的电阻（定值电阻）
目标：
1.
了解滑动变阻器的结构，初步学会滑动变阻器的使用方法。
2.
学会正确使用电压表和电流表。
3.
练习用电压表和电流表测电阻。
器材：
干电池2节，待测电阻1个，开关1个，电流表1个，电压表1个，滑动变阻器1个，导线若干。
过程：
1.
按图4-61所示连接好电路。闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大的位置。
2.
闭合开关S，读出电路中被测电阻两
端的电压和通过电阻的电流，记录在表格中。
3.
改变滑动变阻器的阻值，再读数，记入表格中。如此再重复1次。
4.
表中共有
3组读数，代入，算出电阻值，最后求电阻3次测量值的
讨论：
1．滑动变阻器上标有“2A
20Ω”或“1A
10Ω”的字样，这表示什么意思？
2．某同学求出三次测量的电压平均值和电流平均值，再运用欧姆定律，从电压平均值和电流平均值求出电阻平均值。你认为这种方法可行吗？为什么？
3．在一次电阻测量实验中，电流表用
0~0.6安量程，电压表用
0~3伏量程，它们的指针如图4-62所示，被测电阻的阻值是多大？
4．变阻器在本实验中的作用是什么？
注意：
（1）实验中多次测量的目的：测量定值电阻时进行多次测量,是为了减小测量的偶然性误差；
（2）若测电灯电阻与温度的关系时进行多次测量,是为了发现
电阻随电流变化的规律；
（3）伏安法测小灯泡的电阻不是一个定值，是因为它受到电压的影响而导致温度发生变化，通过实验知小灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大。
二、热点题型详解
题型一、电流、电压与电阻的关系
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)，电源电压为
6V，
滑动变阻器(50Ω，1A)、图乙是依据五次实验的数据描点绘制的
I－R
图象。以下说法不正确的是(
)
A．利用五个电阻均能完成探究，定值电阻控制电压范围可以为
2V～3V
B．当
R0
由
10Ω换为
15Ω时，需将滑动变阻器接入电路的阻值调得更大
C．分析图象可得结论：电压一定时，电流与电阻成反比
D．若电源电压可调，完成本次实验的电源电压最大为
15V
【答案】D
【详解】D．根据串联电路的规律及分压原理，由①知道，
，
解得U′=9V，即最大电压为9V，故D错误，符合题意。
以下关于研究“电流与电阻的关系”实验的说法正确的是(　　)
①闭合开关前，移动滑片P到最右端是为了起到保护电路的作用
②闭合开关后，移动滑片P的作用是控制电阻两端的电压保持不变
③闭合开关后，移动滑片P的作用是控制通过电阻的电流保持不变
④闭合开关后，移动滑片P的目的是多次测量取平均值减少误差
A．①②
B．②③
C．①③
D．②④
【答案】A
【详解】①闭合开关前，为保护电路，变阻器连入电路中的电阻最大，即移动滑片P到最右端是为了起到保护电路的作用，说法正确；②根据控制变量法，在研究电流与电阻的关系时，要控制电阻两端的电压不变，闭合开关后，当换下不同的定值电阻时，根据分压原理，电压表示数要改变，通过移动滑片P的作用是控制电阻两端的电压保持不变，说法正确；③因控制定值电阻的电压不变，当换上不同的定值电阻时，通过电阻的电流改变了，故闭合电键后，移动滑片P的作用是控制通过电阻的电流保持不变，说法错误；④闭合开关后，移动滑片P的目的是控制电阻两端的电压保持不变，说法错误。
故选A。
小乐用如图甲所示的电路
“探究电流跟电阻的关系”。已知电源电压为4.5V，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω。回答问题：
（1）如图甲所示的实物连线图，其中有一条导线连接错误，在接错的导线上打上
“×”，再画线把它改接到正确的位置上______；
（2）电路连接正确后，小乐先用5Ω的电阻进行实验，接着要改用10Ω的电阻继续进行实验，当用10Ω的电阻替换5Ω的电阻后，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向______（选填
“左”或
“右”）端移动，直到电压表的示数为______时，读出电流表的示数，最终的实验结果如图乙所示。
（3）由图乙可以得出实验结论是______；
（4）与本实验中使用多个定值电阻进行多次重复实验的目的相同的是______。
A．测量定值电阻的阻值
B．探究平面镜成像的特点
【答案】
左
2.5V
当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与它的电阻成反比
B
【详解】(1)[1]原电路中，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表和定值电阻及滑动变阻器并联是错误的，电压表应与定值电阻并联，如图所示：
(2)[2][3]由图乙知，电阻两端的电压为：
U=IR=0.5A5=2.5V；
在整个过程中，R两端的电压保持2.5V不变；5Ω的定值电阻换成10Ω定值电阻进行实验，由分压原理，电压表示数增大，根据串联电压的规律，应增大变阻器分得的电压，由分压原理，变阻器连入电路中的电阻要增大，故向左移动滑片直至电压表示数为2.5V；
(3)[4]
分析图象可知，在电压一定时，导体中的电流与电阻成反比；
(4)[5]
使用多个定值电阻进行多次重复实验的目的是为了得出普遍规律，A．测量定值电阻的阻值是多次测量求平均值；故A不符合题意；B．探究平面镜成像的特点是多次测量寻求普遍规律，故B符合题意。
题型二、欧姆定律
如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为20Ω，闭合电键S，电流表A1的示数为0.3A，电流表A2的示数为0.2A．求：
（1）电源电压U。
（2）电阻R2的阻值。
【答案】(1)6V；(2)30Ω
【详解】
解：(1)由电路图可知，两个电阻并联，电流表A1测量通过R1的电流，电流表A2测量通过R2的电流，电源电压
U=U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V
(2)电阻R1和R2并联，由并联电路电压的规律可知
U2=U1=6V
所以电阻R2的阻值
答：(1)电源电压为6V；
(2)电阻R2的阻值为30Ω。
题型三、测量未知电阻阻值
以下为其同学在“伏安法测导体电阻”实验过程中的部分操作，其中正确的是（　　）
A．连接电路时，应先闭合开关
B．连接电表时，应先选小量程
C．闭合开关时，应先将变阻器滑片移到阻值最大处
D．计算电阻时，应先计算电压平均值与电流平均值
【答案】C
【详解】A．为避免因连线错误导致的电路元件损坏，则在连接电路时应保证开关断开，故A错误；B．为避免损坏电表，连接电表时，应先选大量程试触，然后确定合适的量程，故B错误；C．为避免损坏电表及电路元件，保护电路，则闭合开关时，应先将变阻器滑片移到阻值最大处，故C正确；D．计算电阻时，应用对应电压与电流进行计算，最终结果再求平均值，故D错误。
故选C。
在“测量小灯泡的电阻”实验中，小灯泡的额定电压(即正常工作时的电压)是2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线将如图甲所示的电路连接完整。______
(2)小华在接完最后一根导线时，小灯泡立即发光，请你分析产生这一现象的原因是____。
(3)排除故障后，继续实验，如图乙所示为小灯泡正常发光时的电流，此时灯丝的电阻是____Ω。
(4)小明和小华按照老师的要求，设计了在缺少电流表时测量小灯泡电阻的方案：
小明：用如图丙所示的电路(滑动变阻器的最大阻值已知)。闭合开关，分别读出滑片在A、B两端时电压表的示数，然后计算出小灯泡的电阻。
小华：把一个电压表分别接在小灯泡和阻值已知的定值电阻的两端，如图丁所示。闭合开关，读出电压表的示数，然后计算出小灯泡的电阻。
你认为____设计的方案更好，理由是______。
【答案】
连接电路时，开关未断开
5
小胖
定值电阻的阻值恒定，误差小
【详解】
（1）[1]在“测量小灯泡的电阻”实验中，滑动变阻器才去“一上一下”连接，然后将电压表并联在小灯泡两端，因为小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表量程接0～3V，如下图：
。
（2）[2]在接完最后一根导线时，小灯泡立即发光，说明在连接电路过程中开关未断开。
（3）[3]由图乙知，电流表的量程为0～0.6A，示数为0.5A
则
。
（4）[4][5]滑片在A、B两端时，电路中的电流不同，灯丝的温度不同，会使灯泡的电阻不同，所以根据大胖的方法测量的灯泡的电阻不准确；把一个电压表分别接在小灯泡和阻值已知的定值电阻两端，可根据定值电阻两端的电压和定值电阻的阻值求出电流，根据串联电路的电流关系可知灯泡的电流，从而能够根据公式计算出灯泡的电阻，小胖的方法较好一些。
三、巩固提升
小金用如图所示电路研究电流和电压关系，为了改变定值电阻R两端电压，设计了以下四种方案，其中可行的方案个数是(　　)
甲：换用可调电压的学生电源接入MN
乙：两节新干电池与滑动变阻器串联接入MN
丙：两节新干电池先后与不同的定值电阻串联接入MN
丁：两节新干电池先后与不同规格的小灯泡串联接入MN
A．一个
B．两个
C．三个
D．四个
【答案】D
【详解】研究电流跟电压的关系时，应控制电阻的阻值不变，改变电阻两端的电压，则
甲：用可调电压的学生电源接入MN，改变电源电压，R两端的电压发生变化，故甲方案可行；乙：两节新干电池与滑动变阻器串联接入MN时，移动滑动变阻器滑片P改变接入电路中的电阻，从而改变电路中的电流和R两端的电压，故乙方案可行；丙：两节新干电池先后与不同定值电阻R＇串联接入MN，定值电阻R＇的阻值不同，分得的电压不同，定值电阻R两端的电压就不同，故丙方案可行；丁：两节新干电池先后与不同规格的小灯泡串联接入MN，不同规格灯泡的电阻不同，可以改变R两端的电压，故丁方案可行。综上所述，四个方案都行，故D正确。
故选D。
对于某一确定的导体，影响该导体电流大小的物理量是（　　）
A．通电时间
B．电荷量
C．电压
D．质量
【答案】C
【分析】对于某一导体，电阻一定，通过导体的电流与导体两端的电压成正比，据此分析选择。由欧姆定律可知，对于某一导体，通过导体的电流与导体两端的电压成正比，所以对于某一确定的导体，通过导体电流大小决定于导体两端的电压。
故选C。
如图电路中，电源电压不变，闭合开关
S，电路正常工作一段时间后，发现电压表示数明显变大，则
（
）
A．可能是电阻
R
开路
B．可能是电阻
R
短路
C．电流表示数肯定变大
D．灯
L
亮度可能不变
【答案】A
【详解】ACD．若R开路，即电流表、电压表、灯串联在电路中，电压表的电阻很大，分担很大的电压，所以电路正常工作一段时间后，发现电压表示数明显变大，电流表示数肯定变小，灯变暗，故A正确；CD错误；B．若R短路，则只有灯和电流表连在电路中，电压表并联在一段导线两端，导线的电阻为零，所以电压表的示数不会变大，故B错误。
对于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量电阻”的这两个实验，下列说法不正确的（
）
A．它们都是采用控制变量的研究方法
B．它们的实验电路在教科书中是相同的
C．前者多次测量的目的是分析多组数据，得出电流跟电阻的关系
D．后者多次测量的目的是取电阻的平均值，减小误差
【答案】A
【解析】A.
“探究电流跟电阻的关系”实验中应控制电压不变，采用控制变量法，而“伏安法测量电阻”要多次改变电阻两端的电压和电流，故没有采用控制变量法，所以A不正确；B.
两电路都有电压表测量电压，电流表测量电流，再串联滑动变阻器对电路进行调节，电路图相同，故B正确；C.
“探究电流跟电阻的关系”实验中多次实验，是为了得到一个普遍规律，即多次测量的目的是分析多组数据，得出电流跟电阻的关系，故C正确；D.
“伏安法测量电阻”多次测量的目的是取电阻的平均值，减小误差，故D正确；
故A不正确，符合题意。
有三个定值电阻，电阻大小关系为R甲A．甲、乙串联
B．乙、丙串联
C．甲、乙并联
D．乙、丙并联
【答案】C
【详解】CD．由电阻的串并联可知，两个电阻并联后，总电阻较小，通过电路的电流较大，因为
R甲所以甲乙并联后的总电阻小于乙丙并联后的总电阻，甲乙并联在电路中，通过电路的电流最大，电流表的读数最大，故C符合题意，D不符合题意。
故选C。
如图所示，电源电压保持不变，欧，欧，闭合，电压表的示数为4伏，则电源电压为（　　）
A．2.5伏
B．3.5伏
C．7.5伏
D．14伏
【答案】C
【详解】由电路图知道，两电阻串联，电压表测R2两端的电压，由欧姆定律知道，电路中的电流
由于串联电路中各处的电流相等，所以根据欧姆定律知道，R1两端的电压
由于串联电路中总电压等于各分电压之和，所以
故选C。
下列数据中最接近实际的是（　　）
A．小金同学步行时的功率约700W左右
B．某家庭电能表的额定电流为20A
C．汽车能耗大，能量的总效率约为80%
D．家用节能灯的正常工作1小时约耗1度电
【答案】B
【详解】A．小金同学步行时的功率约70W左右，故A不符合题意；B．由电能表的参数可知，电能表的额定电流为20A，故B符合题意；C．汽车能耗大，能量的总效率约为23%，故C不符合题意；D．家用节能灯的正常工作1小时约耗
W=Pt=0.02kW×1h=0.02kW·h=0.02度
故D不符合题意。
故选B。
如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（
）
A．电源电压U=2V
B．滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω
C．定值电阻R1的阻值为20Ω
D．R1两端的电压变化范围1V到3V
【答案】D
【详解】D．由图像知，当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，R1两端的电压等于电源电压，为3V，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，滑动变阻器两端的电压为2V，则R1两端的电压为1V，故R1两端的电压变化范围1V到3V，故D正确。
故选D。
图甲中当开关S转到2时，电流表和电压表对应的示数是乙图中相对应的a点；当开关S转到1时，两表对应的示数是乙图中相对应的b点。有关判断正确的是（　　）
A．电源电压为8V
B．R2的阻值为10Ω
C．R1的阻值为20Ω
D．S接2时通过R2的电流为0.2A
【答案】D
【详解】BD．开关S转到2时，电路为R1与R2串联电路，电压表测R1两端电路，电流表测整体电流，对应图乙a点，则可知此时电路电流为0.2A，R2两端电压为
U2=6V-2V=4V
则可求求R2阻值为
故B错误，D正确。
故选D。
如图所示(甲)是某同学探究电流与电压关系的电路图，开关S闭合后，将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端，电流表和电压表的示数变化关系如图(乙)，则图象可知(　　)
A．电阻R0两端电压与通过R0的电流成正比
B．R0的电阻值是10欧姆
C．滑动变阻器R的最大阻值是25欧姆
D．该电路最大电流为0.7安
【答案】C
【详解】C．由电路图，滑片在a端时，变阻器连入阻值最大，由图象乙此时电路电流最小I=0.1A，由知道，电路总电阻
滑动变阻器最大阻值
R滑最大=R总-R0=30Ω-5Ω=25Ω
故C正确；
如图甲所示电路，当闭合开关后，两个电压表指针偏转均为图乙所示。则电压表V2测的是______（选填“R1”“R2”或“电源”）两端的电压，所选的量程是_____V。
电阻R1两端的电压为______V，R1和
R2的阻值之比为______。
【答案】R2
0~3
4.8
4：1
【详解】
[1]由电路图知道，两电阻串联，电压表V1
测电源两端的电压，电压表V2测R2
两端的电压；
[2][3]由于串联电路的总电压等于各分电压之和，且两个电压表的指针偏转位置相同，所以，电压表V1
的量程为0～15V，分度值为0.5V，所以电源的电压是
U=6V；电压表V2
的量程为0～3V，分度值为0.1V，所以R2
两端的电压U2
=1.2V；则电阻R1
两端的电压是：
U1
=U-U2
=6V-1.8V=4.8V；
[4]由于串联电路各处的电流相等，所以，由知道，电阻R1
、R2
的阻值之比是：
。
如图所示的电路中，开关s闭合后，小灯泡L1、L2均正常发光，则L1和L2的连接方法是
，则甲是
表，乙是
表。
【答案】并联、电流、电压
【详解】
当S闭合后，两灯均正常发光，不存在短路、断路情况，故L1和L2的连接方法为并联；若甲乙均为电流表，则电源短路，错误；若甲乙均为电压表则L2被短路，只有L1发光，错误；若甲为电压表，乙为电流表，则L2被短路，只有L1发光，错误；若甲为电流表，乙为电压表，则符合题意，正确。故甲是电流表，乙是电压表。
在某一温度下，通过两个电路元件甲和乙的电流与它们两端电压的关系如图所示。由图可知，元件甲的电阻是___________，将元件甲、乙并联后接在电压为2V的电源两端，则干路中的电流大小是___________A。
【答案】5
0.6
【详解】
[1]由图象可知，当U甲=2V时，I甲=0.4A，根据欧姆定律可得
[2]将甲和乙并联后接在电压为2.0V的电源两端时，它们两端的电压均为2.0V，由图象可知：
I甲=0.4A，I乙=0.2A
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过A和B的总电流
I=
I甲+
I乙=0.4A+0.2A=0.6A
小乐用如图甲所示的电路探究“电流跟电阻的关系”。已知电源电压为4.5V，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω。回答问题：
(1)如图甲所示的实物连线图，其中有一条导线连接错误，在接错的导线上打上“×”，再画线把它改接到正确的位置上。（______）
(2)电路连接正确后，小乐先用5Ω的电阻进行实验，接着要改用10Ω的电阻继续进行实验，当用10Ω的电阻替换5Ω的电阻后，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向_________(选填“左”或“右”)端移动，直到电压表的示数为_______时，读出电流表的示数，最终的实验结果如图乙所示；
(3)由图乙可以得出实验结论是___________；
(4)与本实验中使用多个定值电阻进行多次重复实验的目的相同的是_________；
A．测量课本的长度　　B．探究平面镜成像的特点
【答案】
左
2.5V
当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与它的电阻成反比
B
【详解】
(1)[1]原电路中，电压表测量电源电压，电压表应该和电阻并联，如图所示：
(2)[2][3]由图象乙知，当电阻为5Ω时，电流为0.5A，所以电压为
U=IR=0.5A×5Ω=2.5V
用10Ω的电阻替换5Ω的电阻后，闭合开关，电阻变大，定值电阻分压增多，需要增大滑动变阻器两端的电压，将滑动变阻器的滑片P向左端移动，直到电压表的示数为2.5V时，读出电流表的示数。
(3)[4]分析图丙图象，曲线上每点对应的电流和电阻的乘积都等于2.5V，由此得出结论：电压一定时，导体中的电流与电阻成反比。
(4)[5]探究电流跟电阻的关系，进行多次测量的目的是找出普遍规律。
A．测量课本的长度，多次测量的目的是减小误差，不符合题意；
B．探究平面镜成像特点时多次测量物距、像距以及物和像大小，为了总结出平面镜成像的规律，即为了找到普遍规律，符合题意。
故选B。
小明用如图甲所示电路探究电流与电阻的关系，电源电压3V，电阻R有4个阻值（5Ω、10Ω、
15Ω、
25Ω）
供选用，滑动变阻器Rp规格为“10Ω
2A”。
（1）开关闭合前，应将滑动变阻器滑片P移到最___________（左/右）端，闭合开关后，小明发现电流表、电压表示数均为0，他将一根导线的一端接电源正极，另一端依次试触a、b、c、d各接线柱，当接触到d时，电压表开始有示数且为3V，电流表示数仍为0，经进一步检查，电流表及各接线处均完好，则电路中所有可确定的故障是___________。
（2）排除故障并将问题元件进行同规格更换，此时R的阻值为5Ω，闭合开关，调节滑片P，使电压表示数到达某一数值，此时电流表示数如图乙所示，该示数为___________A。接着将R阻值换成10Ω，向___________（左/右）端移动滑动变阻器滑片，以保持电压表的示数不变。
（3）将R阻值换成15Ω重复上述操作。三组数据如表所示，由此可得：电压一定时，电流与电阻成___________。为提高结论的可靠性，换用阻值为25Ω的电阻继续上述实验，是否可行？___________（可行/不可行）
实验序号
R/Ω
I/A
①
5
②
10
0.20
③
15
0.13
（4）下列图像中，能大致反映本实验中各物理量之间关系的是___________。
【答案】右
滑动变阻器RP（cd间）断路、电阻R断路
0.4
右
反比
不可行
C
【详解】
(1)[1][2]开关闭合前，应将滑动变阻器滑片P移到阻值最大处的右端；由题意，闭合开关后，他将一根导线的一端接电源正极，另一端依次试触a、b、c各接线柱，电流表、电压表示数均为0，说明电源正极和c之外的电路有断路；当接触到d时，电流表示数仍为0，电路可能断路，电压表开始有示数且为3V，说明电压表与电源连通，则可能是与电压表并联的电路断路了，因电流表及各接线处均完好，故原因是R断路，导致电压表串联在电路中，综上，电路中所有可确定的故障是：滑动变阻器RP（cd间）断路；电阻R断路。
(2)[3]排除故障并将问题元件进行同规格更换，此时R的阻值为5Ω。闭合开关，调节滑片P，使电压表示数到达某一数值，此时电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，该示数为0.4A。
[4]根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω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，所以滑片应向右端移动，以保持电压表的示数不变。
(3)[5][6]将R阻值换成15Ω重复上述操作，根据表中数据，考虑到误差因素，电流与电阻之积为
为一定值，由此可得：电压一定时，电流与电阻成反比；电阻两端的电压始终保持，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压
定值电阻分得的电压为电压表示数的2倍，根据分压原理，当变阻器的最大电阻10Ω连入电路中时，对应的定值电阻最大值为：
换用阻值为25Ω的电阻继续上述实验不可行。
(4)[7]A．因电压表示数不变，即电流与R之积为一定值，故电流随R的变化关系为反比例函数，故A不符合题意；
B．换用不同的电阻时，电压表示数不变，故B不符合题意；
C．定值电阻的电压为2V，变阻器的电压为1V，由分压原理，变阻器与R的比值为1∶2，则变阻器连入电路的电阻与R的关系为一过原点的直线C，故C符合题意；
D．根据
，定值电阻的功率
即电阻的电功率与R之积为一定值，电阻的电功率随R变化关系为反比例函数，故D不符合题意。
故选C。
小金同学用伏安法测未知电阻R的阻值，按照甲图进行电路图连接。
（1）仔细检查电路，发现有一根导线连接错误，请在图甲错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的一根连接导线；（________）
（2）小金正确连接电路后，某次实验两电表示数如图乙、丙所示，则被测电阻R=___________Ω；
（3）实验过程中，电流表突然损坏，无法正常使用。小金观察各种器材，发现滑动变阻器最大阻值为R滑，利用电压表也能够测出未知电阻R的阻值。于是，小金只在原电路图基础上拆除了电流表，进行实验，实验步骤如下：
①将滑动变阻器滑片移到“A”端，读出电压表的读数，记为U；
②___________，读出电压表的读数，记为U1；
③计算未知电阻R的阻值为：R=___________。
【答案】或
8
将滑动变阻器滑片移到“B”端
【详解】
(1)[1]电流表应串联接入电路，则错误连线为滑动变阻器与定值电阻之间的连线，应改为定值电阻右端与电压表正接线柱（或电流表负接线柱）相连，作图如下
或
(2)[2]由乙、丙可知，定值电阻两端电压为2.4V，流过定值电阻电流为0.3A，则被测阻值为
(3)②[3]将滑动变阻器滑片移到“B”端，读出电压表的读数，记为U1，为滑动变阻器两端电压。
③[4]由串联分压可知，串联电路电压之比等于电阻之比，则有
解得。
为了改善路况，专家研究出来一种新型材料制作井盖，大大提高了井盖的抗压能力。某同学为了测试该材料的抗压能力，取下来一小块样品进行抗压力测试，如图(甲)所示，该材料样品(不计质量)平放在压力传感器上，闭合开关S，经过多次压力实验，压力传感器的电阻R随压力F变化的过程如图(乙)。电源电压24V，定值电阻R0=20Ω。求：
(1)压力为零时，电流表的示数。_______
(2)经过多次实验，当电流为0.6A时，该材料将要破损，求该材料承受的最大压力？_______
(3)小红想继续利用此装置改装为磅秤，如果电流表的量程为“0～1A”，该磅秤能测量的最大质量为多少？_______
【答案】0.2A
6000N
1000kg
【详解】
（1）[1]由图乙可知，当压力为0时，压力传感器的电阻为100Ω
。
（2）[2]当电流为0.6A时
压力传感器电阻
R′=R总′-R0=40Ω-20Ω=20Ω
由图乙可知，当压力传感器的阻值为20Ω时，压力大小为6000N。
（3）[3]根据电流表的量程可知，电路最大电流为1A，此时电路的总电阻
压力传感器电阻
R″=R总″-R0=24Ω-20Ω=4Ω
由图乙可知，此时磅秤受到的压力为10000N，即测量的最大物体重力为10000N，
能测量的最大质量
。
如图所示电路，电源电压保持不变，电阻R1=10Ω，R2=5Ω。当开关S1、S2都断开时，电流表示数为0.20A。当开关S1、S2都闭合时，电流表示数为0.40A。求：
(1)电源电压；
(2)R3的阻值；
(3)只闭合S2时，电流表的示数为多少？
【答案】(1)3V；(2)30Ω；(3)0.3A
【分析】
(1)当开关S1、S2都断开时，电阻R1与R2串联，根据U=IR计算电源电压即可；
(2)当开关S1、S2都闭合时，电阻R1与R3并联，先根据计算出通过电阻R1电流，然后根据并联电路的电流规律计算出通过电阻R3的电流，最后根据欧姆定律计算出R3的阻值；
(3)只闭合S2时，只有电阻R1工作，根据公式计算出电流表的示数即可。
【详解】
解：(1)电源电压
U=IR=I(R1+R2)=
0.20A×(10Ω+5Ω)=3V
(2)电阻R1中的电流
根据并联电路的电流规律可得，通过电阻R3的电流
I3=I'-I1=0.4A
-0.3A
=0.1A
电阻R3的阻值
(3)只闭合S2时，只有电阻R1工作，此时电路中的电流，即电流表的示数为
答：(1)电源电压是3V；
(2)R3的阻值是30Ω；
(3)只闭合S2时，电流表的示数为0.3A。
如图甲所示，是一种自动测量油箱内油量的装置，油量表（由电流表改装而成）的指针能指示油箱内油量的多少。当油箱加满油时，浮标通过杠杆使滑片恰好移至变阻器的最下端：当油箱油量减少到时，油量表就会发出警告。油的体积V和变阻器接入电路的电阻R的关系如图乙所示，电源电压恒为，定值电阻R0的阻值为，闭合开关，求：
（1）当油箱加满油时电路中的电流；
（2）油箱内油量剩余一半时变阻器R两端的电压；
（3）油量表刚报警时，通过R0的电流。
【答案】（1）0.06A；（2）5V；（3）0.006A
【详解】
解：（1）由题意可知，当油箱加满油时，滑片恰好移至变阻器的最下端，接入电路中的电阻为零，则电路中的电流
I===0.06A
（2）由图乙可知R与V的关系为一次函数，设为R=kV+b，把V=0、R=1000Ω和V=50L、R=0代入可得
R=k×0V+b，0=k×50L+b
解得
k=-20Ω/L，b=1000Ω
即
R=-20Ω/L×V+1000Ω
当油箱内油量剩余一半（即V=25L）时R的阻值
R1=-20Ω/L×25L+1000Ω=500Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流
I1==0.01A
变阻器R两端的电压
U1=I1R1=0.01A×500Ω=5V
（3）油量表刚报警时R的阻值
R2=-20Ω/L×5L+1000Ω=900Ω
电路中的电流即通过R0的电流
I2==0.006A
答：（1）当油箱加满油时电路中的电流为0.06A。
（2）油箱内油量剩余一半时变阻器R两端的电压为5V。
（3）油量表刚报警时，通过R0的电流为0.006A。
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