實(shí)驗(yàn)06 探究電流與電壓大小關(guān)系（解析版）

實(shí)驗(yàn)06探究電流與電壓的關(guān)系1．【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻岢鰡栴}：在電阻一定時(shí)，電流與電壓有什么關(guān)系？2．【實(shí)驗(yàn)器材】（1）電源、開關(guān)、導(dǎo)線、定值電阻、電流表、電壓表、滑動變阻器。（2）主要器材作用：①電壓表：測定值電阻兩端電壓。②電流表：測定值電阻中的電流。③滑動變阻器的作用：A保護(hù)電路。B改變定值電阻兩端的電壓。【實(shí)驗(yàn)電路圖和實(shí)物圖】4.【實(shí)驗(yàn)步驟】保持電路中的電阻不變，改變電阻兩端的電壓，探究通過電阻的電流是怎樣隨它兩端的電壓變化的。5.【實(shí)驗(yàn)表格】次數(shù)12345電流/A0.050.100.150.200.25電壓/V0.51.01.52.02.56．【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】在電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。7．【注意事項(xiàng)】（1）開關(guān)要斷開。（2）電流表串聯(lián)，電壓表并聯(lián)，選擇合適的量程，“正進(jìn)負(fù)出”。（3）A.滑動變阻器按“上下各一”的原則接入電路。B.閉合開關(guān)前，滑片移到阻值最大處。1.控制變量法的應(yīng)用：：控制定值電阻的阻值不變，用滑動變阻器改變定值電阻兩端的電壓，觀察并記錄電壓表和電流表示數(shù)。2.多次測量的目的：使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性。3.如何判斷電流與電壓成正比的方法：（1）算出每次電壓與電流的比值，若比值是定值，則電流與電壓成正比。（2）作出I-U圖像，如果為過原點(diǎn)的一條直線，則電流與電壓成正比。4.關(guān)于實(shí)驗(yàn)結(jié)論的敘述：（1）不能少條件：電流和電壓是指同一段導(dǎo)體的同一時(shí)間段而言的。（2）不能亂先后順序：不能反過來說。電壓是原因，電流是結(jié)果。是因?yàn)橹挥性趯?dǎo)體兩端加了電壓，導(dǎo)體中才可能有了電流?！镜淅?】用如圖電路探究電流與電壓的關(guān)系，備選器材有：電池組、定值電阻R（5Ω、10Ω、20Ω）、滑動變阻器（“10Ω，2A”“20Ω，1A”）、開關(guān)、導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)序號123電流I/A0.100.200.24電壓U/V1.02.02.4（1）連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于______狀態(tài)；（2）閉合開關(guān)前，將滑動變阻器的滑片P置于使接入電路的電阻值最大的位置，目的是；（3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如上表，得出結(jié)論；（4）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)雖然用了兩節(jié)干電池，但無論如何調(diào)節(jié)滑動變阻器，都無法使電壓表示數(shù)達(dá)到3V，原因可能是______；（5）若想要測量的電流值范圍最大，定值電阻和滑動變阻器的阻值應(yīng)分別選擇Ω和Ω。（均在備選器材中選?。┐鸢福海?）斷開（2）為了保護(hù)電路（3）在電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比（4）電池已發(fā)生損耗，兩端電壓低于3V（5）5；20【典例2】小薇和小亮兩位同學(xué)在“探究電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，使用兩節(jié)新干電池作電源，滑動變阻器的規(guī)格是“20Ω0.5A”.【基礎(chǔ)設(shè)問】（1）如圖甲所示是小薇畫的電路圖，圖乙是根據(jù)電路圖連接的實(shí)物圖，請你根據(jù)圖乙在圖甲的虛線框內(nèi)把電路圖補(bǔ)充完整.（2）開關(guān)閉合前，小薇發(fā)現(xiàn)電流表的指針在零刻度線左側(cè)，原因是_______（填“A”或“B”）A.電流表沒有調(diào)零 B.電流表正、負(fù)接線柱接反了（3）小薇確認(rèn)電路無誤后，應(yīng)將滑動變阻器滑片移到最_______（填“左”或“右”）端，再閉合開關(guān).此實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器的作用是保護(hù)電路和_______.（4）閉合開關(guān)S后，移動滑片P時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)且不斷變化，則電路故障可能是定值電阻R發(fā)生了_______（填“斷路”或“短路”）.（5）排除故障后，小薇閉合開關(guān)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)電流表示數(shù)為0.5A時(shí)，電壓表示數(shù)如圖丙所示，為_______V.（6）小薇記錄的數(shù)據(jù)如下表所示，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可計(jì)算出本實(shí)驗(yàn)中使用的定值電阻的阻值為_______Ω；老師指出其中一組數(shù)據(jù)有拼湊的嫌疑，你認(rèn)為是第_______組（填寫實(shí)驗(yàn)序號），理由是______________.實(shí)驗(yàn)序號1234電壓/V0.51.21.8電流/A0.10.240.350.5（7）排除有拼湊嫌疑的數(shù)據(jù)后，請根據(jù)小薇的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在圖丁中描出各組數(shù)據(jù)對應(yīng)的點(diǎn)并連線，作出定值電阻R的圖像.（8）分析數(shù)據(jù)可以得到的結(jié)論是：在_______不變時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成_______比.【能力設(shè)問】（9）下列實(shí)驗(yàn)與本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多次測量的目的不相同的是_______.A.探究電流與電阻的關(guān)系B.測量小燈泡的電阻C.測量定值電阻的阻值（10）本實(shí)驗(yàn)不能用小燈泡代替定值電阻進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，原因是本實(shí)驗(yàn)需要控制_______不變，而小燈泡燈絲電阻隨_______的變化而改變.（11）利用圖甲的電路圖還可以完成的實(shí)驗(yàn)有_______（答出一個(gè)即可）.【拓展設(shè)問】（12）在實(shí)驗(yàn)過程中，滑動變阻器接入電路的阻值不得小于_______Ω.（13）小亮做完實(shí)驗(yàn)，利用和小薇一樣的方法作出了圖像，發(fā)現(xiàn)兩條圖線的傾斜程度不一樣，原因是：______________.答案：（1）如答圖甲所示.（2）A（3）左；改變定值電阻R兩端電壓（4）短路（5）2.5（6）5；1；電路中的最小電流為0.12A（7）如答圖乙所示.（8）導(dǎo)體的電阻；正（9）C（10）定值電阻的阻值；溫度（11）探究電流與電阻的關(guān)系（12）1（13）小薇和小亮選用的定值電阻的阻值不同解析：（4）閉合開關(guān)，移動滑片P時(shí)電流表有示數(shù)且不斷變化，則電路為通路，電壓表無示數(shù)，則電路故障可能是定值電阻R發(fā)生了短路.（6）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可計(jì)算出本實(shí)驗(yàn)中使用的定值電阻的阻值；滑動變阻器的最大阻值為20Ω，當(dāng)其接入電路中的阻值最大時(shí)，電路中的電流最小約為.（9）探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，多次測量是為了尋找普遍規(guī)律.A、B選項(xiàng)中實(shí)驗(yàn)多次測量也是為了尋找普遍規(guī)律.C選項(xiàng)中實(shí)驗(yàn)多次測量是為了求平均值減小誤差.故選C.（12）定值電阻與滑動變阻器串聯(lián)，當(dāng)滑動變阻器接入電路中的阻值最小時(shí)，總電阻最小，由歐姆定律可知，此時(shí)電路中的電流最大，即，此時(shí)滑動變阻器接入電路中的阻值最小為.【對點(diǎn)1】在“探究電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)小組用電壓表測得電源電壓為2.8V，并連接了如圖甲所示的部分電路：（1）觀察圖甲，請指出電路連接過程中的不妥之處：______。（2）改正后，請用筆畫線代替導(dǎo)線，在圖甲上完成剩余電路的連接。（要求：向右移動滑動變阻器的滑片P，其阻值增大）（3）閉合開關(guān)后，觀察電壓表示數(shù)接近電源，電壓電流表無示數(shù)出現(xiàn)該故障的原因是______。（4）排除故障后開始測量，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.0V時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，為______A；電壓U/V1.01.52.02.5電流I/A0.100.150.25（5）根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是______；（6）若要繼續(xù)完成探究電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，除了現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材之外，還需要增加______。答案：（1）連接電路時(shí)開關(guān)沒有斷開（2）（3）定值電阻斷路（4）0.20（5）在電阻一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比（6）兩個(gè)阻值不同的定值電阻解析：（1）為了保護(hù)電路，連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)該斷開；由圖甲可知，電路連接過程中的不妥之處：連接電路時(shí)未斷開開關(guān)；（2）向右移動滑動變阻器的滑片P，其阻值增大，故滑動變阻器選用左下接線柱與開關(guān)串聯(lián)在電路中，如下圖所示：（3）閉合開關(guān)后，觀察到電流表無示數(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，則與電壓表并聯(lián)的電路斷路了，即出現(xiàn)該故障的原因是定值電阻斷路；（4）排除故障后，開始測量并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表中，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.0V時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值0.02A，其示數(shù)為0.20A；（5）由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)定值電阻兩端電壓增大為原來的幾倍，通過定值電阻的電流也增大為原來的幾倍，故可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：在電阻一定的情況下，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；（6）在探究電流與電阻的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)控制定值電阻兩端電壓不變，更換不同阻值的定值電阻，故除了現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材之外，還需增加兩個(gè)阻值不同的定值電阻。【對點(diǎn)2】為了做“探究電流與電壓的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，小明使用電壓恒為3V的電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干、定值電阻、電流表，電壓表和滑動變阻器連接了圖甲所示的電路：甲乙丙（1）閉合開關(guān)前，變阻器的滑片應(yīng)位于_____端。閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)接近電源電壓，移動滑動變阻器的滑片P，電流表、電壓表示數(shù)均無變化，則故障可能是定值電阻_______（選填“短路”或“斷路”）；（2）閉合開關(guān)后，小明調(diào)節(jié)滑片使電壓表示數(shù)為0.5V，記錄電流表讀數(shù)，再將滑片向著靠近_____端的方向移動，使電壓表示數(shù)為1.0V，繼續(xù)記錄電流表讀數(shù)；（選填“A”或“B”）（3）完成實(shí)驗(yàn)并整理器材后，小明將所得數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線畫出如圖乙所示的的I﹣U圖像，并根據(jù)圖像得出結(jié)論：_______；（4）為了得到更具有普遍性的結(jié)論，小白利用小明的實(shí)驗(yàn)器材，僅將更換為不同阻值的定值電阻，重新連接電路并進(jìn)行相同操作，畫出的I﹣U圖像卻如圖丙所示：①小明幫助小白進(jìn)行分析，確認(rèn)是電路連接錯(cuò)誤，該錯(cuò)誤為：_____________；②小明還認(rèn)為，即使不重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，利用小白的現(xiàn)有數(shù)據(jù)，也能畫出的I﹣U圖像。請你在圖乙中畫出的I﹣U圖，_____并通過圖像分析，_____（選填“>”、“<”或“＝”）。答案：（1）B；斷路（2）A（3）在電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比（4）①電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端了；②見解析；<解析：（1）為了保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，變阻器的滑片應(yīng)位于阻值最大處，即B端；閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn)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，則與電壓表并聯(lián)的電路斷路了，即故障可能是定值電阻斷路。（2）閉合開關(guān)后，小明調(diào)節(jié)滑片使電壓表示數(shù)為0.5V，記錄電流表讀數(shù)，要使電壓表的示數(shù)為1.0V，即增大定值電阻兩端的電壓，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知滑動變阻器兩端的電壓需要減小，由串聯(lián)電路的分壓作用知滑動變阻器的電阻需減小，即將滑片向著靠近A端的方向移動，使電壓表示數(shù)為1.0V，繼續(xù)記錄電流表讀數(shù)。（3）由圖已知，同一電阻的I-U圖像是一條過原點(diǎn)的傾斜向上的圖像，在電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。（4）①由圖丙知隨著電流的增大，電壓表的示數(shù)減小，說明電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端了；②由圖丙知當(dāng)電壓表的示數(shù)為0.50V時(shí)，電路中的電流為0.50A，此時(shí)定值電阻兩端的電壓為：，當(dāng)電壓表的1.0V時(shí)，電路中的電流為0.40A，此時(shí)定值電阻兩端的電壓為：，當(dāng)電壓表的1.5V時(shí)，電路中的電流為0.30A，此時(shí)定值電阻兩端的電壓為：，當(dāng)電壓表的2.0V時(shí)，電路中的電流為0.20A，此時(shí)定值電阻兩端的電壓為：，當(dāng)電壓表的2.5V時(shí)，電路中的電流為0.10A，此時(shí)定值電阻兩端的電壓為：，根據(jù)定值電阻R2兩端的電壓與電流的數(shù)據(jù)畫出圖像，見下圖由圖像知。1.（2023湖南懷化）圖甲是“探究電流與電壓關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)電路。（1）檢查發(fā)現(xiàn)連接的電路中有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請?jiān)趫D中連接錯(cuò)誤的那根導(dǎo)線上打“×”，并用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確______；（2）電路接通前，滑動變阻器的滑片Р應(yīng)該移至最______端（選填“左”或“右”）；（3）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)幾乎為零，電壓表示數(shù)接近于電源電壓，則故障可能是：待測電阻發(fā)生了______（選填“短路”或“斷路”）；（4）排除故障后，閉合開關(guān)，改變滑動變阻器滑片的位置，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表。表中空白處電壓如圖乙所示，該示數(shù)是______V。請根據(jù)表中數(shù)據(jù)得結(jié)論：電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成______（選填“正比”或“反比”）。電流0.61.21.83.0電流0.120.240.360.480.60【答案】（1）

（2）左（