專題25 探究導體電阻與電流、電壓關系問題知識點1：探究電流與電壓的關系   1.實驗中提出的問題以及方法和結(jié)論①提出問題：電流與電壓有什么定量關系？②采用的研究方法是：控制變量法。即：保持電阻不變，改變電壓研究電流隨電壓的變化關系；③得出結(jié)論：在電阻一定的情況下，導體中的電流與導體兩端的電壓成正比（說法固定，不能更改）。2.電路連接注意事項：開關斷開，滑動變阻器滑片移至阻值最大處3.電表異常偏轉(zhuǎn)原因：①指針反向偏轉(zhuǎn)，原因是正負接線柱接反；②正向偏轉(zhuǎn)幅度過小，原因是量程選擇過大；③正向偏轉(zhuǎn)幅度過大超過最大刻度，原因是量程選擇過小；4.滑動變阻器的作用：①保護電路；②改變電阻兩端電壓。5.調(diào)節(jié)滑動變阻器不能使電壓達到指定示數(shù)的原因是：滑動變阻器的最大阻值過小6.換不同規(guī)格的電阻多次測量的目的是：得出普遍規(guī)律，避免偶然性。7.此實驗不能用燈泡代替電阻進行探究的原因：燈絲的電阻隨溫度的升高而增大。知識點2：探究電流與電阻的關系    1.滑動變阻器的作用：①保護電路；②使電阻兩端電壓保持不變。2.更換大電阻后如何滑動滑動變阻器的阻值：應使滑動變阻器的阻值變大，滑動變阻器分的的電壓變大，保證定值電阻上分的的電壓不變。3.電路中滑動變阻器阻最大值Rx的確定方法：UR/R=(U-UR)/RX4.實驗方法：控制變量法：保持電壓不變，改變電阻研究電流隨電阻的變化關系。5.結(jié)論：在電壓一定時，導體中的電流與導體的電阻成反比。 知識點3：探究電流與電壓、電阻的關系實驗程序步驟解讀1.清楚實驗目標（題目、提出問題）：探究理解：（1）為什么要探究電流與電壓、電阻的關系? 電壓時產(chǎn)生電流的原因，可能電壓越大電流也越大；電阻表示導體對電流的阻礙作用，所以電阻越大電流越小。那么它們之間有怎樣的定量關系呢？這是我們學習電學必須研究清楚的問題。（2）探究誰的電流與電壓、電阻的關系？是某一定值電阻的，電流、電壓、電阻都是對同一導體在同一時間的對應值而言，即I是定值電阻兩端電壓是U時的電流。所以我們要測的電流是定值電阻R的電流，電流表要與R串聯(lián)；要測的電壓也是定值電阻的電壓，電壓表要并聯(lián)在R兩端。（3）實驗思維導向:電路中電壓變化可能會導致電流的變化，電阻的變化可能會導致電壓、電流同時變化，所以，要研究電流與電壓的定量關系就要保證電阻不變，要研究電流與電阻的關系就要保證電阻兩端的電壓不變；要研究導體的電流與其兩端電壓的定量關系，我們需要知道導體兩端電壓數(shù)值和導體電流的對應數(shù)值怎樣變化；要研究電流與電阻的定量關系，我們需要知道在同一電壓下導體電阻值變化時導體中對應電流怎樣變化。所以我們需要電流、電壓表來測量準確的電流、電壓數(shù)值，不僅如此，我們還需要同一導體的電壓產(chǎn)生變化，也需要同一電壓是導體電阻值產(chǎn)生變化，所以，我們需要滑動變阻器和不同阻值的電阻。2.明了實驗原理;（1）探究同一導體中電流與電壓的關系：電壓是形成電流的原因。（2）探究同一電壓時不同阻值的導體中電流與導體阻值的關系：導體阻值不同對電流阻礙作用不同。3.合理選擇器材：電源、開關、電流表、電壓表、滑動變阻器、三個不同阻值的定值電阻、若干導線。4.科學設計實驗步驟，準確收集數(shù)據(jù)：（1）設計電路，并按照電路圖連接實物  （2）分步研究：保持電阻不變，測量電阻兩端電壓U和電流I，記下數(shù)值；改變電阻兩端電壓，重復三次以上，記下多組數(shù)據(jù)；保持電壓不變，測量電流并記下阻值R和對應的電流值；改變接入電阻的大小，重復三次以上，記下多組數(shù)據(jù)。5.計算對比數(shù)據(jù)，分析找出規(guī)律,制作圖表  （1）探究同一導體中電流與電壓的關系:I=KU（2）探究同一電壓時不同阻值的導體中電流與導體阻值的關系：I=K/R6.得出結(jié)論。在電阻一定時，導體中的電流與導體兩端的電壓成正比；在電壓一定時，導體中的電流與導體的電阻成反比。I=U/R四．實驗操作要點1.實驗前：（1）開關斷開；（2）變阻器滑片滑到最大阻值處；（3）儀表是否正確使用，電路是否連接正確；（4）電流表量程選擇：根據(jù)定值電阻阻值與電源電壓；（5）電壓表量程選擇：根據(jù)電源電壓和定值電阻阻值與變阻器最大阻值的比例關系；（6）滑動變阻器最大阻值選擇（定值電阻最大電阻值選擇）：定值電阻最大阻值要小于變阻器最大阻值，一般變阻器最大阻值是定值電阻最大阻值2倍。（7）電源選擇：大于3伏，總電流不超過0.6安2.實驗中：（1）為了減小誤差，在不超過量程的前提下，應盡可能使電表指針偏轉(zhuǎn)的角度大一些。（2）滑動變阻器的作用：保護電路；通過改變接入電路電阻值，改變定值電阻兩端的電壓；通過改變接入電路電阻值，保持不同阻值定值電阻兩端的電壓不變。（3）每次跟換電阻時要先斷開開關。3.在理解電流與電壓、電阻關系時應注意的四個問題：（1）導體中的電流和導體兩端的電壓都是針對同一個導體而言，不能拿一根導體的電流與另一個導體的電壓進行分析。（2）電壓是產(chǎn)生電流的原因，不能說電壓和電流成正比。（3）電阻是導體的性質(zhì)，不能說導體電阻與電壓成正比，與電流成反比。（4）在敘述電流與電壓、電阻的關系時，一定要注意兩個前提：“電阻一定”、“電壓一定”。【例題】（2020甘肅天水）在“探究電流與電阻的關系”實驗中：（1）如圖甲所示，請你用筆畫線代替導線，將圖中電路連接完整（請勿更改原有導線，導線不得交叉），要求：當滑動變阻器的滑片P向左移動時，電路中的電流變大。連接電路時，開關必須　  　。（2）閉合開關后，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)且接近電源電壓，電流表無示數(shù)，其原因是　   　。（3）實驗過程中，將5Ω的電阻接入電路中，閉合開關，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P至適當位置，此時電流表示數(shù)如圖乙所示，則電流表示數(shù)為　  　A．將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻，閉合開關，應將滑動變阻器的滑片P向　   　（選填“左”或“右”）端移動，使電壓表示數(shù)為　   　V。【對點練習】在“探究電流與電阻的關系”實驗中：（1）如圖甲所示，請你用筆畫線代替導線，將圖中電路連接完整（請勿更改原有導線，導線不得交叉），要求：當滑動變阻器的滑片P向左移動時，電路中的電流變大。連接電路時，開關必須　　。（2）閉合開關后，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)且接近電源電壓，電流表無示數(shù)，其原因是　　。（3）實驗過程中，將5Ω的電阻接入電路中，閉合開關，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P至適當位置，此時電流表示數(shù)如圖乙所示，則電流表示數(shù)為　　A．將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻，閉合開關，應將滑動變阻器的滑片P向　　（選填“左”或“右”）端移動，使電壓表示數(shù)為　　V。1.（2020黑龍江龍東農(nóng)墾森工）探究電流與電壓的關系實驗中，小偉設計了如圖所示的電路。（1）請你幫助他們用筆畫線代替導線將圖乙實物圖連接完整；（2）小偉首先把5Ω的電阻接入電路，閉合開關后，應將滑動變阻器的滑片緩緩向　   　（左或右）端移動，直到電壓表示數(shù)恰為1V，電流表示數(shù)如圖所示。此時電流的大小為　   　A；（3）小偉不斷調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，多次改變電阻兩端的電壓并記錄對應的電流值如表，由此可以歸納出結(jié)論是　   　。  次數(shù)123R＝5ΩU/V123I/A 0.40.6（4）小偉接著測量額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率，把5Ω的電阻換成了額定電壓為2.5V的小燈泡，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為　   　V，讀出電流表的示數(shù)，根據(jù)公式　   　求出額定功率。但是在實際實驗時閉合開關后，發(fā)現(xiàn)電壓表指針向左偏轉(zhuǎn)，這可能是　   　。2.（2020湖北武漢）在探究電阻一定時電流與電壓關系的實驗中，小強和小紅設計的電路如圖甲所示，電源電壓3V保持不變。(1)閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應該置于_________（填“a”或“b”）端。(2)小強同學按圖甲正確連接電路，閉合開關S，調(diào)節(jié)滑片P，得到的實驗數(shù)據(jù)如下表:實驗序號12345電壓U/V0.60.91.21.51.8電流I/A0.150.320.300.380.45分析數(shù)據(jù)可知，應將實驗序號_________的一組數(shù)據(jù)剔除，進而得出結(jié)論：電阻一定時，______________，為了能夠順利完成上述實驗，所用滑動變阻器的最大阻值不小于__________Ω。(3)小紅同學連接的電路如圖乙所示小強同學發(fā)現(xiàn)接錯了一根導線，請在這根導線上打“x”，并補畫出正確的那根導線。（      ）3.（2020貴州黔東南）某學習小組在“探究通電導體中的電流與電阻的關系”實驗中，連接了如圖甲所示的電路（電源電壓保持4.5V不變）。(1)用筆畫線代替導線將圖甲實物電路連接完整；（要求：滑動變阻器的滑片P向左移動時，電路中電流變大；導線不得交叉）(2)連接好電路，閉合開關，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)等于電源電壓，電流表有示數(shù)，移動滑片，電表示數(shù)不變，則故障為滑動變阻_________；(3)探究通電導體中的電流與電阻的關系實驗要在電壓一定時進行，圖乙是小組根據(jù)測得的實驗數(shù)據(jù)繪制的電流I隨電阻R變化的圖像。由圖像可知R兩端的電壓為________V；當R的電阻由5Ω更換為10Ω時，閉合開關后，為使R兩端的電壓________ （選填“改變”或“不變”），滑動變阻器的滑片應向____（選填“左”或“右”）端滑動；若實驗中R的阻值分別是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω，為了保證完成實驗，則滑動變阻器的阻值至少是________Ω。4.（2020貴州黔西南）小明用如下圖所示的實驗電路探究“電流與電阻的關系”。    (1)在方框內(nèi)畫出此實驗電路圖。________(2)連接電路時，開關應處于_______狀態(tài)，連接好電路后，閉合開關前滑動變阻器的滑片P應置于_______端。(3)閉合開關，移動滑動變陽器的滑片P發(fā)現(xiàn)：電壓表始終無示數(shù)，電流表有示數(shù)。其原因可能是_______（填序號）．A．滑動變阻器斷路      B．電阻R短路       C．電阻R斷路(4)排除故障后，用5Ω的電阻替換R接入電路，閉合開關，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)為1.5V時，電流表指針位置如圖乙所示，將電流表示數(shù)填入下表中。________(5)將5Ω的電阻換成10Ω的電阻后，閉合開關，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P到合適位置時，記錄電流數(shù)據(jù)。此操作中調(diào)節(jié)滑動變阻器的目的是_________________。(6)再將電阻換成15Ω，重復上述操作(7)進行多次實驗，其目的是為了得到_________________。(8)分析表格中的數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：_________一定時，_____________。5．（2020齊齊哈爾）在“探究電流與電阻的關系”實驗中，老師提供了兩節(jié)新干電池、電流表、電壓表、開關、兩個滑動變阻器（規(guī)格為“10Ω 1A”和“20Ω 0.5A”），阻值為10Ω、20Ω、25Ω的定值電阻各一個，一個標記模糊、阻值未知的定值電阻，以及導線若干。（1）請根據(jù)圖甲，用筆畫線代替導線將實物圖（圖乙）連接完整。（要求導線不交叉；當滑片向右移動時，滑動變阻器接入電路的阻值變大）（2）將滑動變阻器阻值調(diào)到最大，閉合開關后，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)且接近電源電壓，電流表無示數(shù)，其原因可能是定值電阻　   　（選填“斷路”或“短路”）。（3）排除故障后，更換不同電阻進行實驗，測得數(shù)據(jù)填入下面表格，第一次實驗時，電流表的示數(shù)如圖丙所示，為　   　A．當取下10Ω的定值電阻，換接上20Ω的定值電阻時，為控制定值電阻兩端電壓為　   　V不變，應將滑動變阻器的滑片向　   　（選填“左”或“右”）移動。實驗序號123電阻R/Ω102025電流I/A 0.100.08（4）由表中數(shù)據(jù)可知，導體兩端的電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成　   　（選填“正比”或“反比”）。（5）根據(jù)表格數(shù)據(jù)判斷，實驗中選用的滑動變阻器可能是　   　（選填“A”或“B”），A．“10Ω 1A”    B．“20Ω 0.5A”（6）小亭同學在完成實驗后，想知道標記模糊的定值電阻的阻值Rx（老師告知其阻值大于25Ω）。此時電壓表被另一組的同學借走，小亭經(jīng)過思考，為減小測量誤差，需要增大電源電壓，于是找來一個能夠使用的舊蓄電池組（其電壓小于10V），巧妙的應用電流表和實驗中選用的變阻器，以及其它現(xiàn)有的實驗器材，設計了如圖丁所示的電路，并計算出了該電阻的阻值。具體操作如下：①按電路圖連接電路，電流表選擇合適的量程，將滑動變阻器滑片P調(diào)至A端，閉合開關S，讀出電流表的示數(shù)為0.18A。②將滑動變阻器滑片P調(diào)至B端，讀出電流表的示數(shù)為0.30A。③則Rx＝　   　Ω。6.（2020四川南充）用如下圖甲所示的電路“探究電流與電阻的關系”，電源電壓恒為6V，定值電阻R備有(5Ω、10Ω、20Ω、40Ω)各一個。(1)閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應滑到最___________(選填“左“或“右”)端；(2)將5Ω的定值電阻接入電路閉合開關，移動滑片P發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)始終為零，電壓表示數(shù)不為零，其原因可能是___________(填選項)；A.定值電阻R短路B.定值電阻R斷路C.滑動變阻器短路(3)不改變滑動變阻器滑片的位置，將5Ω的電阻換成10Ω的電阻，閉合開關后，為保證電壓表示數(shù)與更換前相同，滑片P應向___________(選填“左”或“右”)端滑動；(4)實驗中依次接入定值電阻，調(diào)節(jié)滑片使定值電阻兩端電壓相同，記下電流表讀數(shù)，繪出電流I與電阻倒數(shù)變化的圖像乙，由圖乙可知：電壓一定時電流與電阻成___________比；(5)為完成整個實驗，應該選擇___________(填選項)種規(guī)格的滑動變阻器。A.50Ω、1.0A    B.100Ω、1.2A    C.200Ω、0.6A7.（2019內(nèi)蒙古通遼）小明在“探究電流與電阻關系”的實驗中，準備了如下實驗器材：干電池，標有“15Ω 1A”字樣的滑動變阻器，阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻。（1）小明連接了下面的電路，其中有一條導線連接有誤，請將連接錯誤的導線打“×”并畫出正確連線。（2）排除故障后，小明將5Ω定值電阻連入電路，將滑動變阻器的滑片移動到　　    （選填a”或“b”）端，再閉合開關，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為某一定值，此時電流表的示數(shù)如圖乙，示數(shù)為　 　A。（3）接下來斷開開關，取下5Ω的定值電阻，分別把它換成10Ω、20Ω的定值電阻，閉合開關，調(diào)節(jié)滑動變阻器，控制　  　（選填“電流表”或“電壓表”）示數(shù)不變，分別讀取相應的電流表示數(shù)，記錄在表中：實驗次數(shù)123電阻R/Ω51020電流I/A 0.20.1（4）由數(shù)據(jù)可知：當導體兩端的電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成　 　。（5）小明想用一塊電流表和一個定值電阻R0測未知電阻Rx的阻值，于是他和同組同學設計了如圖丙所示的電路圖，并進行如下實驗操作：①閉合S、S1，此時電流表的示數(shù)為I；②閉合S、斷開S1，此時電流表的示數(shù)為I1；③求未知電阻Rx的表達式為：Rx＝　  　。（用R0、I、I1表示）8.小周同學在做探究“電流與電阻的關系”實驗時，他設計連接了如圖所示的實物連接圖。  （1）請你依題中的實物連接圖畫出相應的電路圖。（2）實驗中，小周同學先將5Ω的電阻R接入電路，電路連接完全正確，將滑動變阻器阻值調(diào)至最大處，閉合開關S就直接讀出了電流表的示數(shù)，并把數(shù)據(jù)記錄在表格中。然后再分別用10Ω和20Ω的電阻替換5Ω電阻，重復上述操作。他在實驗操作過程中的錯誤是沒有保持電阻R的_______不變。（3）小周同學發(fā)現(xiàn)錯誤后重新進行實驗，得到的數(shù)據(jù)如下表所示。根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù)得出的結(jié)論是：_______。     （4）小周同學發(fā)現(xiàn)有一個小燈泡，于是用這個小燈泡替換20Ω的電阻后，繼續(xù)進行實驗。電表測得示數(shù)如圖所示，可知小燈泡的阻值是_______ Ω。 9.小彬用如圖甲所示的實驗器材探究“電流與電阻的關系”．電源電壓恒為3V，滑動變阻器上標有“20Ω 2A”字樣，阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值電阻各一個．（1）請你用筆畫線代替導線，把圖甲所示的實驗電路補充完整．（2）小彬5Ω定值電阻接入電路后，閉合開關，發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)而電壓表無示數(shù)，則電路中的故障可能是______（寫出一種）；排除故障后，閉合開關，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，使電流表的示數(shù)如圖乙所示，此時電路中的電流為______A．（3）將5Ω定值電阻換成10Ω定值電阻，閉合開關，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片保持______表的示數(shù)不變．（4）將10Ω定值電阻換成20Ω定值電阻，重復步驟（3）．（5）實驗記錄的多組數(shù)據(jù)如下表所示．分析數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：當電壓一定時，通過導體中的電流與電阻成______比．10.為了探究通過導體的電流與導體兩端的電壓的關系，小明設計了圖甲所示的電路．電源電壓恒為6V，R1是定值電阻，R2是滑動變阻器．（1）閉合開關后，移動滑片P，發(fā)現(xiàn)兩電表示數(shù)始終如圖乙所示，出現(xiàn)這種情況的原因是將滑動變阻器的_______（填字母）兩個接線柱接入了電路．（2）改正錯誤后，小明繼續(xù)實驗，將有關實驗數(shù)據(jù)標記在圖丙所示的反映通過定值電阻R1的電流與其兩端電壓的關系圖像上．分析圖丙可知，滑動變阻器的最大電阻是_______Ω．（3）分析圖丙數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論是　        　；本實驗應用到的主要物理方法稱為_________。（4）定值電阻R1的阻值大小為_________Ω。 

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