第1節(jié)電流與電壓和電阻的關(guān)系

第1節(jié)：探究電流與電壓、電阻的關(guān)系知識講解知識講解難點突破：實驗探究探究電流與電壓、電阻的關(guān)系實驗研究方法：控制變量法不變量改變量電流與電壓關(guān)系電阻電壓電流與電阻關(guān)系電壓電阻考點1：探究電流與電壓的關(guān)系1.方法：控制定值電阻的阻值不變，移動滑片，改變定值電阻兩端的電壓，2.電路圖（實驗器材如圖所示）及其連接3.滑動變阻器的作用：(1)改變定值電阻兩端的電壓(2)保護(hù)電路4.實驗步驟：按電路圖連接好電路，保持電路中定值電阻阻值不變，閉合開關(guān)A后，調(diào)節(jié)R′的滑片到不同位置，使R兩端的電壓成整數(shù)倍的變化，分別讀出不同電壓下對應(yīng)的電流表的示數(shù)，并把它記錄在表格中，分析比較電流表的示數(shù)是否成整數(shù)倍的變化5.數(shù)據(jù)處理和分析、繪制出I－U圖像導(dǎo)體的電阻R/Ω導(dǎo)體兩端的電壓U/V導(dǎo)體中的電流I/A510.2520.4530.6根據(jù)圖像得出結(jié)論：在電阻一定時，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比?？键c2：探究電流與電阻的關(guān)系方法：控制定值電阻兩端電壓一定，改變電阻阻值2.電路圖及其電路連接：3.滑動變阻器的作用：(1)保持定值電阻兩端電壓不變、保護(hù)電路4.實驗步驟：表格設(shè)計、先將5Ω的電阻R接入電路，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)恒定在某一值，并記錄電流值，然后再分別用10Ω、15Ω、的電阻替換5Ω電阻，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，保持每次定值電阻兩端的電壓不變，記下相應(yīng)的電流值，比較每次電阻值與電流值的乘積是否相等5.數(shù)據(jù)處理和分析、繪制圖像導(dǎo)體兩端的電壓U/V導(dǎo)體的電阻R/Ω導(dǎo)體中的電流I/A350.63100.33150.26.根據(jù)圖像得出結(jié)論：在電壓一定時，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。實驗注意事項：（1）更換阻值不同的電阻后，移動滑片方向判斷：換大調(diào)大，換小調(diào)小難點（2）表格錯誤數(shù)據(jù)的分析：比較各組數(shù)據(jù)電阻與電流的乘積是否相同，不同一組為錯誤數(shù)據(jù)，原因是沒有控制定值電阻兩端電壓不變考點3：【交流與討論】控制變量法理解（1）重點區(qū)別滑動變阻器的作用：都有保護(hù)電路的作用控制變量法理解①探究電流與電壓的關(guān)系：改變定值電阻兩端的電壓；②探究電流與電阻的關(guān)系：保持定值電阻兩端的電壓不變；（2）連接電路前，開關(guān)應(yīng)斷開，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)滑動到阻值最大處。（3）電流表、電壓表的使用和讀數(shù)。（4）實物電路圖連接、糾錯及畫電路圖。（5）多次測量的目的：使實驗結(jié)論更具有普遍性。（6）在探究電流與電阻關(guān)系實驗中，更換阻值不同的電阻后，移動滑片方向判斷：換大調(diào)大。（7）電路故障分析。①電流表沒有示數(shù)，電壓表接近于電源電壓，定值電阻斷路②電流表有示數(shù)，電壓表沒有示數(shù)，定值電阻短路③電流表和電壓表均沒有示數(shù)，則滑動變阻器斷路④電流表有示數(shù)，電壓表接近于電源電壓，滑動變阻器短路（8）表格錯誤數(shù)據(jù)的分析：①探究電流與電壓的關(guān)系：分析比較各組數(shù)據(jù)電壓與電流的比值是否相同，不同的一組數(shù)據(jù)為錯誤數(shù)據(jù)。②探究電流與電阻的關(guān)系：比較各組數(shù)據(jù)電阻與電流的乘積是否相同，不同的一組為錯誤數(shù)據(jù)。（8）不能用小燈泡代替定值電阻進(jìn)行實驗的原因：燈絲電阻隨溫度升高而增大（9）歐姆定律的相關(guān)計算。針對練習(xí)一．選擇題1．某同學(xué)在探究“電流跟電壓、電阻的關(guān)系”時，根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)畫出了如圖所示的一個圖象。下列結(jié)論與圖象相符的是（A）A．電壓一定時，電流隨著電阻的增大而減小 B．電阻一定時，電壓隨著電流的增大而增大 C．電阻一定時，電流隨著電壓的增大而增大 D．電壓一定時，電阻隨著電流的增大而減小解：（1）圖象的橫坐標(biāo)表示電阻，縱坐標(biāo)表示電流，因此得到的是電流和電阻的關(guān)系；（2）圖象是個反比例函數(shù)圖象，因此說明電流與電阻成反比，即電流隨電阻的增大而減??；（3）在探究電流與電阻的關(guān)系時，應(yīng)控制電壓不變；綜上，由圖象可得出的結(jié)論是：電壓一定時，電流隨電阻的增大而減小。故選：A。2．利用如圖所示的電路，探究電流與電阻的關(guān)系時，每次實驗必須保持大小不變的是（）A．電壓表的示數(shù) B．電流表的示數(shù) C．定值電阻Rx的阻值D．滑動變阻器R′的阻值解：探究“電流與電阻關(guān)系”要控制電阻的電壓不變，當(dāng)換上不同的定值電阻后，電壓表示數(shù)發(fā)生變化，通過移動變阻器的滑片控制電壓表示數(shù)不變；由歐姆定律每次通過定值電阻的電流不同，即電流表的示數(shù)不同，故只有A正確。故選：A。3．如圖所示，探究“電流跟電壓的關(guān)系”實驗中，下列說法不正確的是（C）A．探究電流跟電壓的關(guān)系時，需要控制導(dǎo)體的電阻一定 B．滑動變阻器可以起到改變定值電阻兩端電壓的作用 C．實驗的結(jié)論是：電流跟電壓成反比 D．多次實驗是為了得到電流跟電壓之間的定量關(guān)系解：A、探究電流跟電壓的關(guān)系時，由控制變量法可知，需要控制導(dǎo)體的電阻一定，故A正確；B、滑動變阻器可以改變接入電路中的電阻，使得電路中電流發(fā)生改變，從而起到改變定值電阻兩端電壓的作用，故B正確；C、由歐姆定律可知，在電阻不變時，通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，故C錯誤；D、多次實驗得到多組實驗數(shù)據(jù)，從而可以得到電流跟電壓之間的定量關(guān)系，故D正確。故選：C。4．利用如圖甲所示的電路探究電流和電阻的關(guān)系，電源電壓保持3V不變，分別將5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值電阻R連入電路，按實驗要求測得通過各定值電阻的電流，描繪出如圖乙所示的圖象，則下列判斷正確的是（D）A．實驗中電壓表的示數(shù)保持1V不變 B．當(dāng)R短路時，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù) C．電壓一定時，電阻和電流成正比 D．將R從5Ω換成10Ω后，應(yīng)將滑片向右移解：A、根據(jù)圖乙可知，當(dāng)電阻為5Ω時，電路中的電流為0.5A；由可得，電壓表的示數(shù)：U＝IR＝0.5A×5Ω＝2.5V，故A錯誤；B、當(dāng)R短路時，電壓表測量R兩端的電壓，故電壓表無示數(shù)，電路仍接通，故電流表有示數(shù)，故B錯誤；C、電壓一定時，電流和電阻成反比，故C錯誤；D、將R從5Ω換成10Ω后，電阻分得的電壓會變大，為了保證定值電阻R兩端電壓不變，需減小定值電阻兩端電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律，應(yīng)增大滑動變阻器兩端電壓，根據(jù)分壓原理，需增大滑動變阻器接入電路的阻值，故將滑片向右移動，故D正確。故選：D。5．小明想要利用如圖所示的電路探究“電流與電壓的關(guān)系”，下列說法正確的是（A）A．實驗過程中應(yīng)該保持電阻R阻值不變 B．實驗過程中滑動變阻器的作用只是保護(hù)電路 C．實驗過程中應(yīng)該調(diào)滑動變阻器使電流表示數(shù)不變 D．實驗過程中應(yīng)該調(diào)滑動變阻器保持電壓表示數(shù)不變解：A．探究電流跟電壓的關(guān)系，需保持電阻R阻值不變，改變定值電阻兩端的電壓，故A正確；BCD．探究“電流與電壓的關(guān)系”時，滑動變阻器既可以起到保護(hù)電路的作用，又可以改變定值電阻兩端的電壓和通過定值電阻的電流，故BCD錯誤。6．在“探究電流與電壓的關(guān)系”的實驗中，小軍分別畫出了電阻R1和R2的I﹣U圖像如圖所示，下列說法正確的是（C）A．當(dāng)R1與R2兩端的電壓為0時，它們的電阻也為0 B．用不同的電阻研究電流與電壓的關(guān)系得出的結(jié)論不一樣 C．在電阻一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比 D．R1與R2的阻值之比為2：1解：A、電阻是導(dǎo)體阻礙電流的性質(zhì)，其大小與導(dǎo)體的材料、長度，橫截面積以及導(dǎo)體的溫度有關(guān)，與電壓、電流大小無關(guān)，故A錯誤；B、由圖像可知，兩個定值電阻R1和R2，通過它們電流都與它們兩端的電壓成正比，用不同的電阻研究電流與電壓的關(guān)系得出的結(jié)論是一樣的，故B錯誤；C、由圖像可知，電阻一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，故C正確；D、由電阻的計算式R＝可得：當(dāng)I＝0.2A時，U1＝1V，U2＝2V，故R1：R2＝U1：U2＝1：2，故D錯誤。故選：C。7．某同學(xué)利用如圖甲所示的電路進(jìn)行實驗，電源電壓恒為3伏，更換5個定值電阻Rx，得到如圖乙所示的圖象。以下有關(guān)敘述正確的是（C）A．該同學(xué)研究的是電流和電壓的關(guān)系 B．實驗中電壓表的示數(shù)保持0.5伏不變 C．當(dāng)滑片向右移時，電流表的示數(shù)變小 D．將Rx從5Ω換成10Ω后，應(yīng)將滑片P向左移解：A、由圖乙知，電阻是變化的，此實驗是探究電流與電阻關(guān)系實驗，故A錯誤；B、探究電流和電阻的關(guān)系，實驗中要控制Rx兩端的電壓不變（即電壓表示數(shù)不變）；由圖乙知，U＝IRx＝0.5A×5Ω＝……0.1A×25Ω＝2.5V，即電壓表保持2.5伏不變，故B錯誤；C、當(dāng)滑片向右移時，滑動變阻器接入電路的電阻變大，電路總電阻變大，電源電壓不變，根據(jù)歐姆定律，電路中的電流變小，則電流表的示數(shù)變小，故C正確；D、根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，將定值電阻由5Ω改接成10Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大（大于2.5V）；探究電流與電阻的實驗中應(yīng)控制電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動變阻器分得的電壓使電壓表的示數(shù)減小為2.5V，由分壓原理，應(yīng)增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應(yīng)向右端移動，故D錯誤。8．在“探究電流與電阻的關(guān)系”的實驗中，電路如圖甲所示，電源電壓保持3V不變，分別將5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值電阻連入電路，按實驗要求測得通過各定值電阻的電流描繪出如圖乙所示的圖像，則下列說法不正確的是（C）A．閉合開關(guān)前，滑動變阻器應(yīng)調(diào)到最大值 B．在具體實驗操作中，手和眼的分工是手移動變阻器的滑片，眼觀電壓表 C．本實驗的結(jié)論：電壓一定時，電阻與電流成反比 D．為了得到更普遍的規(guī)律，可以改變R兩端的電壓，再一次進(jìn)行實驗解：A、為了保護(hù)電路，在閉合開關(guān)前，滑動變阻器應(yīng)調(diào)到最大值，故A正確；B、D、在探究“電流與電阻關(guān)系”的實驗中，要保持R兩端的電壓不變，而改變通過R的電流，因此在具體實驗操作時，手和眼的分工是手移動變阻器的滑片改變電路的電流，眼觀電壓表的示數(shù)，同時為了得到更普遍的規(guī)律，可以改變R兩端的電壓，再一次進(jìn)行多次測量實驗，故BD正確；C、本實驗的結(jié)論應(yīng)該是：導(dǎo)體兩端電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比，而不能說電阻與電流成反比，故C錯誤。9．小剛同學(xué)用如圖電路探究“一段電路中電流跟電阻的關(guān)系”。在此實驗過程中，當(dāng)A、B兩點間的電阻由5Ω更換為10Ω后，為了探究上述問題，他應(yīng)該采取的唯一操作是（C）A．保持變阻器滑片不動 B．將變阻器滑片適當(dāng)向左移動 C．將變阻器滑片適當(dāng)向右移動 D．將電池個數(shù)增加解：在滑動變阻器的電阻值Rp不變的情況下，電路中由于將5Ω的定值電阻換成10Ω的定值電阻，使整個電路的總電阻增大。利用公式可知，電路中的總電流減小。根據(jù)U＝IR可知，此時滑動變阻器兩端的電壓的減小，根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各分電壓之和可知，定值電阻兩端的電壓變大；要使電壓表的示數(shù)不變，只能減小電路中的電流，所以要使電路中的電阻增大，即滑片P向右端移動增大電阻。10．關(guān)于電流、電壓、電阻的描述中不正確的是（A）A．電荷移動就一定能形成電流 B．電壓是電流產(chǎn)生的原因 C．常用電阻來定量的描述導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小 D．電流和電壓、電阻都有關(guān)系解：A、電荷必須定向移動才能形成電流，故A不正確；B、電壓使自由電荷發(fā)生定向移動形成電流，故B正確；C、電阻是描述導(dǎo)體對電流阻礙作用大小的物理量，故C正確；D、電壓是形成電流的原因；電阻對電流有阻礙作用。所以，電流與電壓和電阻都有關(guān)系，故D正確。11．在做“探究電流與電阻的關(guān)系”實驗中，電路如圖所示。先在A、B間接入5Ω的電阻，移動滑片，使電壓表示數(shù)為2V，讀出電流表示數(shù)。接著用10Ω的電阻替換5Ω的電阻，閉合開關(guān)，此時電壓表示數(shù)及應(yīng)進(jìn)行的操作是（B）A．大于2V，應(yīng)將滑片P向左滑 B．大于2V，應(yīng)將滑片P向右滑 C．小于2V，應(yīng)將滑片P向左滑 D．小于2V，應(yīng)將滑片P向右滑解：根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，將定值電阻由5Ω改接成10Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；探究電流與電阻的實驗中應(yīng)控制電壓不變，即應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應(yīng)向右端移動，使電壓表的示數(shù)為2V．只有B正確。12．在探究“電壓一定時，電流與電阻關(guān)系”的實驗中，電路如圖所示。先在A、B間接入5Ω的定值電阻R，移動滑片P，使電壓表示數(shù)為2V，讀出電流表示數(shù)。接著取下5Ω的電阻分別換上10Ω、15Ω的定值電阻，移動滑片，使電壓表示數(shù)仍為2V．但小明在實驗中，當(dāng)換上15Ω的定值電阻時，無論怎樣移動滑片，電壓表示數(shù)都不能回到2V．對此現(xiàn)象，下列分析正確的是（D）A．15Ω電阻太小，換一個更大的定值電阻，繼續(xù)實驗 B．變阻器的最大阻值太大，換一個最大阻值小一點的變阻器繼續(xù)實驗 C．在第一次接入5Ω的定值電阻時，移動滑片，使電壓表示數(shù)為定值1.5V，重新進(jìn)行實驗 D．將三個電阻按15Ω、10Ω、5Ω的由大到小的順序接入進(jìn)行實驗，可以避免這種現(xiàn)象解：AB、根據(jù)串聯(lián)分壓的規(guī)律可得：，則當(dāng)換用阻值更大的定值電阻時，電壓表的示數(shù)將變大，為保證電壓表的示數(shù)不變，應(yīng)增大滑動變阻器的阻值，定值電阻的阻值越大，所需滑動變阻器的阻值越大；當(dāng)電阻增大的某一值時，滑動變阻器不能使電阻兩端的電壓保持在2V不變，說明滑動變阻器的最大阻值較小，由此可知，A、B錯誤；C、若使電壓表的示數(shù)為1.5V，則滑動變阻器分得的電壓更大一些，所需滑動變阻器的阻值會更大，所以C錯誤。D、將三個電阻按15Ω、10Ω、5Ω的由大到小的順序接入進(jìn)行實驗，當(dāng)R＝15Ω，所需滑動變阻器的阻值最大，此時調(diào)節(jié)電壓表示數(shù)到某一值，則用其它兩個電阻做實驗時，所需滑動變阻器的阻值更小一些，則可以使電阻兩端的電壓不變，能完成所有的實驗，故D正確；13．如圖所示，在研究“電流與電阻的關(guān)系”實驗中，下列說法正確的是（A）①閉合開關(guān)前，移動滑片P到最右端是為了起到保護(hù)電路的作用②閉合開關(guān)后，移動滑片P的作用是控制電阻兩端的電壓保持不變③閉合開關(guān)后，移動滑片P的作用是控制通過電阻的電流保持不變④閉合開關(guān)后，移動滑片P的目的是改變電阻兩端的電壓A．①② B．①③ C．①④ D．③④解：①閉合開關(guān)前，為保護(hù)電路，變阻器連入電路中的電阻最大，即移動滑片P到最右端是為了起到保護(hù)電路的作用，故A正確；②根據(jù)控制變量法，在研究電流與電阻的關(guān)系時，要控制電阻兩端的電壓不變，閉合開關(guān)后，當(dāng)換下不同的定值電阻時，根據(jù)分壓原理，電壓表示數(shù)要改變，通過移動滑片P的作用是控制電阻兩端的電壓保持不變，故B正確；③根據(jù)歐姆定律，因控制定值電阻的電壓不變，當(dāng)換上不同的定值電阻時，通過電阻的電流改變了，故閉合電鍵后，移動滑片P的作用是控制通過電阻的電流保持不變，故C錯誤；④在研究“電流與電阻的關(guān)系”實驗中，為得出普遍性的規(guī)律，要更換不同的定值電阻（保持電壓不變），記錄對應(yīng)的電流大小，故要移動滑片P的目的是控制電阻兩端的電壓不變，故D錯誤。14．如圖所示是“探究電流與電阻的關(guān)系”的實驗電路圖，當(dāng)A、B間的電阻由10Ω換成15Ω后，閉合開關(guān)，接下來正確的實驗操作應(yīng)該是（D）A．觀察電流表，向右移動滑片，讀取電壓數(shù)據(jù) B．觀察電流表，向左移動滑片，讀取電壓數(shù)據(jù) C．觀察電壓表，向左移動滑片，讀取電流數(shù)據(jù) D．觀察電壓表，向右移動滑片，讀取電流數(shù)據(jù)解：根據(jù)控制變量法，研究電流與電阻的關(guān)系時，需控制定值電阻的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，將定值電阻由10Ω改接成15Ω的電阻，根據(jù)換大調(diào)大的特點，滑動變阻器連入電路中的電阻要增大，所以滑片應(yīng)向右端移動，使電壓表的示數(shù)不變，記下此時電流表的示數(shù)，即觀察電壓表，向右移動滑片，讀取電流數(shù)據(jù)，故ABC錯誤，D正確。15．小明利用如圖所示的電路探究“導(dǎo)體中電流跟電阻的關(guān)系”，電源電壓保持不變，更換阻值不同的電阻R2，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器接入電路的電阻R1，正確完成實驗，記錄各次實驗中電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I．描點畫出下列四幅圖，其中最接近實際的是（B）A．B． C．D．解：A、由圖知，R1、R2、電流表串聯(lián)在電路中，電流表測電路中的電流；電壓表測R2兩端電壓，因電壓不變時，導(dǎo)體中電流跟電阻的關(guān)系成反比，故A錯誤；B、探究“導(dǎo)體中電流跟電阻的關(guān)系”時應(yīng)控制R2兩端電壓保持不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器的電壓也不變，由分壓原理，兩電阻之比為一定值，故圖像為過原點的直線（或延長線過原點），故B正確；C、由B知，R1隨R2的增大而變大，由電阻的串聯(lián)和歐姆定律，當(dāng)R1增大時，電路中的電流變小，故C錯誤；D、由控制變量法知，探究“導(dǎo)體中電流跟電阻的關(guān)系”時應(yīng)控制R2兩端電壓保持不變，故D錯誤。16．一位同學(xué)用如圖所示的電路探究“電流與電阻的關(guān)系”。電源電壓不變，下表是實驗數(shù)據(jù)，若第四次實驗時將定值電阻的阻值由30Ω調(diào)為40Ω后就直接讀出電流表的示數(shù)，這個示數(shù)應(yīng)該是（B）R/Ω1020304050I/A0.60.30.20.12A．0.2 B．0.17 C．0.15 D．0.13解：研究通過導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系要保持導(dǎo)體兩端的電壓不變，電阻兩端的電壓U電阻箱＝I1R1＝0.6A×10Ω＝6V，當(dāng)電阻R的阻值為40Ω時，電路中的電流應(yīng)該為：I′＝＝＝0.15A，小華將電阻R的阻值從30Ω調(diào)為40Ω后，要保持電阻兩端電壓不變，應(yīng)向右移動滑動變阻器滑片，使滑動變阻器接入電路的阻值變大，滑動變阻器分壓變大，從而使電阻兩端電壓減小保持不變，因此，當(dāng)未移動滑動變阻器時，電路中的電流應(yīng)該大于0.15A而小于0.2A，二．實驗探究題17．如圖15甲是某實驗小組探究“電流與電壓、電阻關(guān)系”的電路圖，使用的實驗器材有：電壓為6V的電源．電流表、電壓表各一個，開關(guān)一個，5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值電阻各一個，規(guī)格為“20Ω1A”的滑動變阻器一個，導(dǎo)線若干。（1）在第1次實驗中，圖乙是某組同學(xué)尚未完成連接的實物電路，請你用筆畫線代替導(dǎo)線完成連接（連線不交叉）。要求：滑動變阻器的滑片P向A端移動，電壓表示數(shù)變大。（2）連好電路閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)較大、電壓表示數(shù)為零，則電路故障原因可能是電阻短路；（3）排除故障后，探究電流與電壓的關(guān)系時，所測得的幾組電流、電壓如表1所示。第2次實驗電流表的示數(shù)如圖丙所示，則通過電阻的電流為0.3A。根據(jù)表1數(shù)據(jù)可得到結(jié)論：當(dāng)電阻一定時，導(dǎo)體中電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比。表1實驗次數(shù)123電壓U/V1.01.52.0電流I/A0.2▲0.4表2實驗次數(shù)123電阻R/Ω51015電流I/A0.60.30.24（4）探究電流與電阻的關(guān)系時，所測得的幾組電流、電阻值如表2所示。①由于操作不當(dāng)，導(dǎo)致一組數(shù)據(jù)存在錯誤，請判斷第3次實驗的數(shù)據(jù)存在錯誤。產(chǎn)生錯誤的原因是沒有控制定值電阻兩端電壓不變，正確的數(shù)據(jù)應(yīng)該是0.2；②糾正錯誤以后，該小組用30Ω的電阻替換15Ω的電阻進(jìn)行了第4次實驗，發(fā)現(xiàn)實驗無法進(jìn)行下去，為完成第4次實驗，同學(xué)們提出了下列解決方案，其中正確的是C。A．將電壓表的量程換為0～15VB．換成電壓為12V的電源C．更換最大阻值大于或等于30Ω的滑動變阻器D．可將定值電阻兩端的電壓調(diào)為1.5V解：（1）電壓表測電阻的電壓，滑動變阻器的滑片P向A端移動，電壓表示數(shù)變大，由歐姆定律U＝IR，電路的電流變大，故變阻器連入電路的電阻變小，故變阻器左下接線柱連入電路中，電壓表與電阻并聯(lián)，如下圖所示：；（2）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)較大，說明總電阻較小，電壓表示數(shù)為零，說明與電壓表并聯(lián)的電阻可能短路；（3）由圖丙知，實驗中電流表使用的是0﹣0.6A量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A；根據(jù)表1數(shù)據(jù)可知，電壓為原來的幾倍，通過的電流也為原來的幾倍，故可得到結(jié)論：當(dāng)電阻一定時，導(dǎo)體中電流與其兩端電壓成正比；（4）①探究電流與電阻的關(guān)系時，要控制電阻的電壓不變，由表2數(shù)據(jù)知，UV＝IR＝0.6A×5Ω＝0.3A×10Ω≠0.24A×15Ω第3次實驗的數(shù)據(jù)存在錯誤；產(chǎn)生實驗數(shù)據(jù)錯誤的原因是沒有移動變阻器的滑片控制電阻的電壓不變；用15Ω的電阻替換10Ω的電阻進(jìn)行第3次實驗時，要控制電阻的電壓3V不變，根據(jù)歐姆定律可知，第3次實驗時的電流為：I3＝＝＝0.2A，故正確的數(shù)據(jù)應(yīng)該是0.2；②由圖知，電阻兩端的電壓始終保持UV＝3V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓：U滑＝U﹣UV＝6V﹣3V＝3V，變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的1倍，根據(jù)分壓原理，當(dāng)接入30Ω電阻時，變阻器連入電路中的電阻為：R滑＝1×30Ω＝30Ω，故為了完成整個實驗，應(yīng)該選取最大阻值至少30Ω的滑動變阻器，而現(xiàn)有變阻器的最大電阻為20Ω小于30Ω；A、將電壓表的量程換為0～15V，不可行；B、換成電壓為12V的電源，不可行；C、更換最大阻值大于或等于30Ω的滑動變阻器，可行；D、若將定值電阻兩端的電壓調(diào)為1.5V，現(xiàn)有滑動變阻器的最大阻值太小，不可行。18．如圖甲所示是某同學(xué)探究電流與電阻的關(guān)系的實驗電路。已知電源電壓恒為4.5V，滑動變阻器規(guī)格為“20Ω1A”，可供選擇的定值電阻的阻值為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω和30Ω。（1）該同學(xué)根據(jù)圖甲連接的實物電路如圖乙所示，其中有一根導(dǎo)線連接是錯誤的，請在圖乙中將這根導(dǎo)線打上“×”，并補(bǔ)畫出正確的連線。（2）電路改接正確后，閉合開關(guān)并移動滑片，發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)，電壓表示數(shù)始終為“0”，電路發(fā)生的故障可能是定值電阻斷路。（3）排除故障后，先用5Ω定值電阻進(jìn)行實驗。閉合開關(guān)后，移動滑動變阻器的滑片，此時電流表示數(shù)如圖丙所示，則電路中的電流為0.4A。斷開開關(guān)，保持滑片位置不動，將5Ω定值電阻換成10Ω定值電阻，閉合開關(guān)，向右（填“左”或“右”）移動滑片直至電壓表的示數(shù)為2.0V，并記錄此時電流表的示數(shù)。（4）該同學(xué)還想多測量幾組數(shù)據(jù)，但是他不能選用的定值電阻是20Ω、25Ω、30Ω。解：（1）由圖知，變阻器與電阻并聯(lián)，且電壓表串聯(lián)在電路中了，應(yīng)將電壓表與電阻并聯(lián)，可將電阻右側(cè)的導(dǎo)線接在電壓表的負(fù)接線柱上，如圖所示：（2）電流表無示數(shù)，說明電路可能斷路；電壓表示數(shù)接近電源電壓，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的電路以外的電路是完好的，與電壓表并聯(lián)的定值電阻斷路了；（3）由圖丙知，電流表的量程為0～0.6A，示數(shù)為0.4A；電阻兩端的電壓為U＝IR＝0.4A×5Ω＝2V，將5Ω的定值電阻換成10Ω定值電阻進(jìn)行實驗，由分壓原理，電壓表示數(shù)增大，根據(jù)串聯(lián)電壓的規(guī)律，應(yīng)增大變阻器分得的電壓，由分壓原理，變阻器連入電路中的電阻要增大，故向右移動滑片直至電壓表示數(shù)為2V；要保持定值電阻兩端的電壓為2V不變，根據(jù)換大調(diào)大和分壓規(guī)律，變阻器分得的電壓U滑＝4.5V﹣2V＝2.5V，根據(jù)分壓原理，，即解得R＝16Ω＜20Ω、25Ω、30Ω，所以不能選用的定值電阻是20Ω、25Ω、30Ω。19．在電阻一定時“探究電流與電壓關(guān)系”的實驗中，小凱所在的興趣小組用導(dǎo)線將開關(guān)、電源、定值電阻、電流表、電壓表和規(guī)格為“20Ω2A”的滑動變阻器連接成如圖所示的電路。（1）連接電路時，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)。連接好電路閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于A（選填“A”或“B”）端。（2）小凱正準(zhǔn)備閉合開關(guān)時，旁邊的小蘭急忙告訴他，電路連接有錯，只要改接一根導(dǎo)線就可以了。請你在圖中把小凱接錯的那根導(dǎo)線找出來，并打上“×”符號，再用畫線代替導(dǎo)線連接到正確的位置上。（3）小凱排除故障閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，得到的實驗數(shù)據(jù)如表所示。數(shù)據(jù)序號12345電壓U/V0.51.01.52.02.5電流I/A0.10.20.30.40.5①實驗中，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P的目的是改變通過定值電阻兩端的電壓。②分析表格中的數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：電阻一定時，電流與電壓成正比。（4）小凱想將定值電阻換成小燈泡完成以上實驗，但這種方案其實是不可行的，其原因主要是燈泡的電阻隨溫度的升高而增大。解：（1）在連接實物圖的時候，要把開關(guān)斷開，滑動變阻器滑片滑到阻值最大處，圖中下接線在B點，故滑片P應(yīng)置于A處；（2）圖中電流表和定值電阻并聯(lián)，要改為串聯(lián)，如圖所示；；（3）①探究電流和電壓關(guān)系，滑動變阻器的作用是改變通過定值電阻的電流和兩端的電壓；②分析表格中的數(shù)據(jù)可知：電壓和電流的比值為定值，故結(jié)論為：電阻一定時，電流與電壓成正比；（4）小燈泡的阻值隨溫度的升高而增大，其電阻不是定值，所以這種方案其實是不可行的。20．小玲做“探究電流與電阻的關(guān)系”實驗。實驗中電源電壓為4.5V恒定不變，電流表選用“0～0.6A”量程，電壓表選用“0～3V”量程，滑動變阻器規(guī)格為“50Ω1A”。（1）連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開。（2）在如圖甲所示的電路中，閉合開關(guān)，移動滑片，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)幾乎為零，電壓表有示數(shù)，原因是電壓表串聯(lián)在電路中了；經(jīng)分析有一根導(dǎo)線連接錯誤，請在連接錯誤的導(dǎo)線上打“×”，并補(bǔ)畫出一根導(dǎo)線連接成正確的電路；（3）小玲連接好正確電路后，在AB間分別接入阻值不同的電阻R，測量了五組實驗數(shù)據(jù)，其中第2組實驗的電流表示數(shù)如圖乙所示為0.3A；測得的其他四組數(shù)據(jù)如表所示，小玲檢查后發(fā)現(xiàn)有一組數(shù)據(jù)存在錯誤，導(dǎo)致出錯的原因是第3次電壓值是其他的5倍，應(yīng)該是電流表量程看錯，讀數(shù)錯誤，而且電源電壓才4.5V。實驗組次12345電阻R/Ω510152530電流I/A0.610.120.1（4）小玲根據(jù)正確的實驗數(shù)據(jù)得出實驗結(jié)論：電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；（5）以上實驗控制AB間的電壓為3V不變，為了使實驗結(jié)論更可靠，小玲想繼續(xù)保持此電壓不變再多測幾組數(shù)據(jù)，請計算AB間允許接入電阻R的阻值范圍是5～100Ω。解：（1）連接電路時，為保護(hù)電路，開關(guān)應(yīng)斷開；（2）由圖甲知，電壓表串聯(lián)在電路中，由于電壓表自身電阻非常大，所以用電器AB不工作，電流表無示數(shù)；滑動變阻器、用電器AB應(yīng)串聯(lián)，電壓表應(yīng)與用電器AB并聯(lián)，可以將用電器AB右側(cè)連接滑動變阻器的導(dǎo)線改接到電壓表負(fù)接線柱上，如圖所示：（3）由U＝IR知，U＝0.6A×5Ω＝3V，則I2＝＝＝0.3A；在探究電流與電阻的關(guān)系的實驗中應(yīng)控制定值電阻兩端的電壓一定，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，第1次實驗所控制的電壓U1＝I1R1＝0.5A×6Ω＝3V，第2次實驗所控制的電壓U2＝I2R2＝0.3A×10Ω＝3V，第3次實驗所控制的電壓U3＝I3R3＝1A×15Ω＝15V，第4次實驗所控制的電壓U4＝I4R4＝0.12A×25Ω＝3V，第5次實驗所控制的電壓U5＝I5R5＝0.1A×30Ω＝3V，所以錯誤的數(shù)據(jù)是第3次實驗的數(shù)據(jù)，其原因是第3次電壓值是其他的5倍，應(yīng)該是電流表量程看錯，讀數(shù)錯誤，而且電源電壓才4.5V；（4）根據(jù)正確的實驗數(shù)據(jù)得出實驗結(jié)論：當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；（5）電流表的量程為0～0.6A，變阻器允許通過的最大電流為1A，為了保證電路的安全，電路中的最大電流為0.6A，此時定值電阻和變阻器接入電路中的電阻都最?。篟?。?Ω；因變阻器的最大電阻為50Ω，當(dāng)滑動變阻器的電阻最大時，定值電阻阻值也最大；當(dāng)變阻器接入電路中的阻值最大時，此時電路中的電流I＝＝＝0.03A，定值電阻的最大阻值：R大＝＝＝100Ω。21．探究“電流與電阻的關(guān)系”時，可供實驗器材有：三節(jié)新的干電池（電壓為4.5V）、電流表、電壓表、滑動變阻器（標(biāo)有“20Ω2A”字樣）、定值電阻5個（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω），開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。小靜等同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的電路圖：?（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙中的實物圖連接完整，要求：滑片向右移動時電阻變大。（2）閉合開關(guān)，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，并接近電源電壓，則故障原因是：定值電阻斷路。（3）排除故障后，將定值電阻由5Ω更換為10Ω時，應(yīng)向右（選填“左”或“右”）適當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)保持3V不變。（4）實驗中，在接入50Ω的定值電阻后，小靜同學(xué)無論怎樣移動滑片，都不能使電壓表示數(shù)達(dá)到原來的數(shù)值，為了能完成這次實驗，小靜采取的措施可行的是B。A.調(diào)高電源電壓B.更換一個最大阻值為30Ω的滑動變阻器C.將電壓表改接到滑動變阻器兩端（5）下列圖像中能大致反映本實驗中各物理量之間關(guān)系的是C解：（1）滑動變阻器接一個上接線柱和一個下接線柱串聯(lián)在電路中，滑片向右移動時電阻變大，故滑動變阻器接左下接線柱，如下圖所示：；（2）若電流表沒有示數(shù)，說明電路可能斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)與電源相連，所以故障為與電壓表并聯(lián)的定值電阻斷路；（3）根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，將定值電阻由5Ω改接成10Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；探究電流與電阻的實驗中應(yīng)控制電壓不變，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，