模块三 实验 专题44 探究电流与电压、电阻的关系（解析版）

1 （2024 云南）实验小组探究“电流与电压的关系”。 （1）实验前，他们设计了实验探究的思路：保持电阻不变，探究电流与电压的关系，物理上把这种 研究方法叫__________法。 （2）根据图甲的电路图连接电路时，开关应_________。闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到_ ______端（选填“”或“B”）。 （3）检查图乙，发现有一根导线接错，请在这根导线上打“×”，并画出正确接法，且导线不交叉。_ ______ （4）正确连接电路后，闭合开关，移动滑片，记录第1 组电压表和电流表的示数后，为完成后续实 验，应逐渐将滑片向________端移动（选填“”或“B”），数据记录如下表。其中第3 次实验时电流表 的示数如图丙所示，读数为________。 次数 1 2 3 4 5 电压U/V 08 10 12 14 16 电流/ 008 010 014 016 （5）分析实验数据可得结论：当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成________ ____。 （6）某同学用小灯泡代替电阻重复上述实验，发现无法得出（5）中的结论，原因是____________。 【好题汇编】2024 年中考物理真题分类汇编（全国通 用） 模块三 课标规定的9 个测量和12 个探究实验真题 专题44 探究电流与电压、电阻的关系 【答】（1） 控制变量 （2）断开 （3） （4） B 012 （5） 正比 （6）灯丝电阻随温度的升高而增大，不是定值 【解析】（1）探究电流与电压的关系时，应控制电阻不变，改变电压，观察电流的变化，这种研究 方法叫控制变量法。 （2）为保护电路，连接电路时，开关应断开；闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大 处，即处。 （3）根据电路图可知，电压表应与定值电阻并联，而图中电压表并联在滑动变阻器两端，所以应 将电压表的“+”接线柱与定值电阻的左接线柱相连，将电压表的“−”接线柱与定值电阻的右接线 柱相连，如下图所示： （4）根据串联分压的知识，要增大定值电阻两端的电压，应减小滑动变阻器的阻值，所以滑片应 向右端移动，即B 端。 电流表使用0～06 量程，分度值为002，示数为012。 （5）由表格中数据知，电阻一定时，电压增大为原来的几倍，电流也增大为原来的几倍，可知在 电阻一定时，电流与电压成正比。 （6）灯泡的电阻随温度的升高而增大，不是定值，所以不能用小灯泡代替定值电阻进行实验。 2 （2024 武汉市）某同学利用图甲所示的电路探究电流与电压的关系。实验中电源电压保持3V 不变， 定值电阻的阻值为4Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 05”。 （1）该同学接错了一根导线，请你在这根导线上打“×”，并补画出正确的那根导线；（ ） （2）正确改接电路后，该同学立即进行实验，闭合开关后，电流表的示数如图乙所示，此时通过定 值电阻的电流是______。这位同学实验操作的不足之处是______； （3）该同学完成了预先设计好的表格中的4 次实验，将得到的实验数据填入表格。 电压U/V 03 06 09 12 15 1. 8 21 24 电流/ 015 023 030 038 分析表中已测出的数据，可以初步得到实验结论：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两 端的电压______。为了进一步验证这个结论，该同学利用现有器材在不改变电路连接的情况下，表 格里余下的4 次实验中，他还能完成______次。 【答】 （1） （2） 022 闭合开关前，没有将滑片移到滑动变阻器 最左端 （3）成正比 1 【解析】（1）图中电流表没有串联在电路中，电流表不能测量电路电流，应将电流表接在串联电路 中。如图所示： （2）由图可知，电流表选择小量程，分度值为002，电流表示数为022。 为了保护电路，在闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。 （3）根据表中数据可知，在误差允许的范围内，电压和电流的比值为定值，说明在电阻一定的情况 下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 （4）因为滑动变阻器的规格为“20Ω 05”，则电流最大电流为05，则定值电阻两端最大电压 则电压为18V 的实验可以完成，电压为21V、24V 的两组实验无法完成。当定值电阻两端电压为 03V 时，滑动变阻器两端电压为3V-03V=27V，根据串联电路，电压之比等于电阻之比有 则滑动变阻器阻值 则电压表示数为03V 的实验也无法进行，则表格里余下的4 次实验中，他还能完成1 次。 3 （2024 甘肃威武）在“探究电流与电阻的关系”的实验中，小明使用阻值为 的定值电阻各一个，电压为 的电源等器材进行探究。 （1）请用笔画线代替导线将甲图电路连接完整_______（要求：滑片P 向右移动时电路中电流变 大）； （2）正确连接并规范操作后，闭合开关，两电表均无示数。为了检查电路故障，小华将电压表接在 滑动变阻器两端时无示数，接在开关两端时有示数，则电路的故障是___________（选填“”、 “B”或“”）； ．开关断路 B．滑动变阻器断路 ．定值电阻断路 （3）图乙是改正故障后根据测得的实验数据绘制的电流随电阻R 变化的图像，由图像可知R 两端的 电压为___________V；当R 的电阻由 更换为 时，闭合开关后，应该将滑动变阻器的滑片P 向___________端（选填“左”或“右”）滑动；要完成该实验滑动变阻器的最大阻值至少是______ _____Ω；由图像得到实验结论为：当___________一定时，导体中的电流与导体的电阻成_________ __； （4）同组的珊珊同学用未知电阻替换电阻R，移动变阻器的滑片P 至某一位置，此时电压表示数为 ，如图丙所示电流表示数为___________，该电阻的阻值为___________ 。 【答】 （1） （2） （3）2 左 50 电压 反比 （4）03 5 【解析】（1）滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，滑片P 向右移动时电路中电流变大，说 明接入电路中的电阻变小，即右下方接线柱必须接入电路中，定值电阻与滑动变阻器串联连接，实 物电路图如图所示： （2）正确连接并规范操作后，闭合开关，两电表均无示数，说明电路断路。将电压表接在滑动变阻 器两端时无示数，说明滑动变阻器之外断路，接在开关两端时有示数，说明电压表与电源之间是通 路，故电路故障开关断路。 故选。 （3）由图象可知，当R=5Ω 时，电路中的 电流=04，定值电阻两端的电压 当R 的电阻由5Ω 更换为10Ω 时，电阻变大，分压增多，电压表示数增大，根据控制变量法可知在 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 片应向左端移动，使电压表的示数为2V。 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压 当定值电阻的阻值为25Ω 时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流 此时滑动变阻器接入电路中的阻值 即滑动变阻器的阻值至少为50Ω； 如图丙的图像所示，导体两端电压一定时，此时导体中的电流与导体的电阻的乘积是一个定值，故 当导体两端电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。 （4）由丙图可知，电流表的量程为0～06，分度值为002，示数为03。 未知电阻的阻值 4 （2024 安徽省）图甲为小英同学设计的 “探究电流与电压的关系”电路图，电源两端电压为 3V，滑动变阻器的规格为“50Ω 15”。 （1）请按照图甲，将图乙中的实物电路连接完整；_____ （2）正确连接电路后，将滑动变阻器的滑片P 移至电阻值最大处，闭合开关，移动滑片P，小英发 现电流表和电压表均无示数。为了排查电路故障，她断开开关，然后按图丙所示的电路图，只将与 电压表“+”接线柱相连导线的另一端拆下，并正确连接到滑动变阻器的接线柱上。重复前面的操作， 发现电压表有示数且保持不变，电流表始终无示数。若电路中只有一处故障，则故障可能是______。 （3）排除故障后进行实验，得到的实验数据如下表所示。 数据序号 1 2 3 4 5 6 电压U/V 030 060 090 120 150 180 电流/ 008 015 023 030 038 045 分析表中的数据，可以初步得出结论，在电阻一定的情况下，______。 （4）本实验中，定值电阻R 的阻值为______Ω（保留一位小数）。 【答】（1）见详解 （2）电流表断路（或与电流表相连的某根导线断了）（3）电流与电压成正比 （4）39 【解析】（1）由电路图可知，滑动变阻器的右下接线柱与电流表串联，由于电源电压较低，电流表 选择小量程，实物电路连接如下： （2）由电路图甲可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测量定值电阻两端的 电压，电流表测量 电路中的电流。由于电流表无示数，说明电路中某处断开，电压表无示数说明电压表不能与电路两 极连通；由电路图丙可知，电压表测量定值电阻和电流表两端的电压，此时电压表有示数，说明电 压表能与电源两极连通，则故障可能是电流表断路或与电流表相连的某根导线断了。 （3）由表中数据可知，在误差允许的范围内，电流与电压的比值不变，即：在电阻一定的情况下， 电流与电压成正比。 （4）根据 可得，六次测量时，定值电阻的阻值分别为：R1=375Ω、R2=4Ω、R3≈391Ω、 R4=4Ω、R5≈395Ω、R6=4Ω，则定值电阻R 的阻值为 5 （2024 福建）探究电流与电压、电阻的关系，器材有：电源（恒为4V）、电压表（0~3V）、电 流表（0~06）、电阻R（ 、 、 ）、滑动变阻器（ ）、开关、导线若干。 （1）用笔画线代替导线将图甲的实物电路连接完整。____闭合开关前，将滑动变阻器滑片P 移到最 ______端，起到______的作用。 （2）闭合开关，电流表示数为零，电压表示数等于电源电压，经检查电表完好，则电路故障可能是 ______。排除故障，继续实验。 （3）探究电流与电压的关系，实验数据如表，其中第3 次实验的电压表示数如图乙所示，为_____ _V。分析数据可得：电阻不变时，电流跟电压成______。实验中所选的电阻阻值为______ 。 序 号 电压 U/V 电流/ 1 10 020 2 15 030 3 040 （4）探究电流与电阻的关系，将 电阻接入电路，记录电流表示数为03；将电阻更换为 ，移 动滑片直至电压表示数为______V，记录电流表示数；再将电阻更换为 ，发现无法完成实验。 从本实验可行性与安全性考虑，应控制电阻两端的电压范围为______。 【答】 （1） 左 保护电路 （2）电阻R 断路 （3） 20 正比 5 （4） 15 2V~3V 【解析】（1）变阻器接入电路时，要选择一上一下接线柱，如图所示： 为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片要移至阻值最大处，即最左端。 （2）闭合开关，电流表示数为零，则故障可能是断路；电压表示数等于电源电压，说明电压表与电 源连通，则故障位置是与电压表并联的部分，即定值电阻R 断路。 （3）如图乙所示，电压表用的小量程，分度值为01V，则电压表示数为20V。 分析表格中数据可知，电压增大几倍，电流也增大几倍，故得结论电阻不变时，电流跟电压成正比。 实验中所选的电阻阻值为 （4）探究电流与电阻的关系，要控制电阻两端电压一定；当5Ω 定值电阻接入时，电流表示数为 03，则此实验不变的电压值为 根据串联电路分压规律可知 即若方程左边为一定值，故右边也为一定值，当变阻器连入电路的电阻最大时，此时对应的定值电 阻应最大，此时有 解得电阻两端电压 UV=2V 为最小分压； 当电流最大时，即为06 时，电路中电阻最小，定值电阻两端电压最大 UVmx=06×5Ω=3V 应控制电阻两端的电压范围为2V~3V。 6 （2024 广东深圳）思考乐佳乐同学在探究电流与电阻的 实验中： （1）思考乐佳乐同学连接电路如图所示，他检查电路时，发现存在错误。请把接错的那一根导线找 出来并打上“×”，再画线把它改到正确的位置上______； （2）纠正错误后，保持定值电阻两端电压为2V 不变，得到实验数据如下表所示。其中有一组数据 是错误的，思考乐佳乐同学发现错误数据的序号是_________； 数据序号 1 2 3 4 5 6 电阻R/Ω 30 25 20 15 10 5 电流 / 007 008 010 070 020 040 （3）整理表中数据可得结论：导体两端电压一定时，导体中的电流与导体电阻成反比，请写出成反 比的依据是什么？_________ （4）思考乐佳乐同学在做第五次实验时，调节滑动变阻器使电压表示数为2V，用时8s 完成电流表 读数，这8s 内，定值电阻R 消耗的电能是_________。 【答】 （1） （2） 4 （3） 见解析 （4） 32 【解析】（1）图中电压表串联在电路中，电流表和电阻并联，是错误的，应该将电压表和电阻并联， 电流表串联在电路中，如图所示： （2）由表中数据可知，第4 次数据电压表的示数为 07×15Ω=105V 其它各数据电压表的示数为 UV=008×25Ω=2V 所以第4 次数据错误。 （3）由表中数据可知，电流和电阻的乘积不变，为2V，所以导体两端电压一定时，导体中的电流 与导体电阻成反比。 （4）定值电阻R 消耗的电能 =Ut=2V×02×8s=32 7 （2024 湖南）在“探究电流与电压的 关系”实验中，保持定值电阻R 不变，小明设计了如图甲所 示的电路图并进行实验。 （1）连接电路前，电流表有示数，应该对电流表进行________； （2）连接电路时，开关S 应处于________状态； （3）连接完电路，实验前应将滑动变阻器的滑片P 移至________端； （4）某次实验中，电流表指针偏转如图乙所示，示数为________； （5）实验测出五组数据记录在表格中，为了找到电阻一定时，电流与电压的关系，应该怎样处理数 据？________（列举一种方法即可）。 数据序号 1 2 3 4 5 电压U/V 12 16 18 20 24 电流/ 012 016 01 8 020 024 【答】 （1）调零 （2）断开 （3）B （4） 01 （5）做出U-图像 【解析】（1）连接电路前，电流表有示数，因此应该对电流表进行调零，使指针对准零刻度线。 （2）为了保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态。 （3）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至最大阻值处，由图可知，滑片应处于B 端。 （4）由图乙可知，电流表选用0~06 量程，分度值为002，因此电流表的示数为01。 （5）实验中，为了找到电阻一定时，电流与电压的关系，可以根据测出的五组数据做出U-图像， 从而得出电流与电压的关系。 8 （2024 陕西）小明和小华在探究电流与电阻的关系时，实验电路如图-1 所示。 试验次数 R/Ω / 1 5 04 2 10 02 3 15 012 4 20 01 （1）请用笔画线代替导线将图-1 所示电路补充完整；____ （2）正确连接电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P 应置于最________（选填“左”或“右”） 端。闭合开关，观察到电压表有示数，电流表无示数。已知导线、电表均完好且接触良好，则原因 可能是定值电阻R________； （3）排除故障后，小明换用不同的电阻，控制电压表示数不变进行实验，将实验数据记录在表中， 并作出 图像，如图-2。小华认为小明所绘图像不合理，其理由是________； （4）小明和小华发现，由 图像不能确定电流与电阻的 定量关系，于是他们进一步分析数据特 点，作出了 图像，如图-3，分析其特点，可得出：当导体两端电压一定时，通过导体的电流 与导体的电阻成________比； （5）小明和小华对实验进行了反思：若再换用两个定值电阻，增加两组数据，使数据点分布合理， 有利于绘出的图像更好的反映电流与电阻的关系，你建议选用________（选填“ 、 ”或“ 、 ”）的定值电阻； （6）小明和小华找到一卷规格为 的镍铬合金丝（无绝缘表层），截取了长度为04m、 07m、12m、18m 的四段，对应阻值为 、 、 、 。分别将它们绕成螺旋状后，两端 缠绕在接线柱上固定，制成了四个简易定值电阻，如图-4 所示。在老师的帮助下，他们对制作的电 阻进行了测量检验，发现测量值均偏小，且有的偏小值较大，原因可能是________。 【答】 （1） （2）右 断路 （3）定值电阻两端的电压没有保持不变 （4）反比 （5） 、 （6）缠绕后相当于增大了定值电阻的横截面积，导致其电阻变小 【解析】（1）探究电流与电阻的关系时，需要电阻两端的电压不变，则电压表并联在定值电阻两端， 如下图所示 （2）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处于最大阻值处，即滑动变阻器的滑片P 应 置于最右端。 闭合开关，观察到电压表有示数，说明电压表与电源连通，电流表无示数，说明没有电流流过电流 表，已知导线、电表均完好且接触良好，则原因可能是定值电阻R 短路。 （3）由图像可知，探究电流与电阻的关系时，需要电阻两端的电压不变，根据表格中的数据可知， 定值电阻两端的电压没有保持不变，则得到的图像不合理。 （4）根据图像可知，可得出：当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 （5）当电阻为“ 、 ”时，电路的电流变化不大，当电阻为“ 、 ”时，电路的电 流变化较大，使数据点分布合理，有利于绘出的图像更好的反映电流与电阻的关系。 （6）将它们绕成螺旋状后，两端缠绕在接线柱上固定，所以发现测量值均偏小，且有的偏小值较大， 可是因为缠绕后相当于增大了定值电阻的横截面积，导致其电阻变小。 9 （2024 重庆）小吴同学利用图甲中的器材探究导体、B 中电流与两端电压的关系，其中电源电压 可调。 （1）连接好如图甲所示电路，试触开关，发现电流表无示数、电压表指针偏转到最大值，原因可能 是导体发生________；排除故障后，闭合开关进行实验，某次实验时电流表如图乙所示，示数为___ _____； （2）多次改变导体两端的电压，并记录对应的________。换用导体B 重复上述实验，根据实验数据 绘制图像如图丙所示。分析图像发现，同一导体两端的电压与通过电流的比值是________的，因此 将这个比值定义为导体的电阻； （3）根据电阻定义可知导体B 的阻值为________Ω。在工程技术中用不同颜色的环对电阻进行标记， 阻值是两位数以内的电阻可以根据前两环的颜色来判断阻值，色环含义及导体、B 的色环如图丁所 示，若还需用到一个15Ω 的电阻，应选用图戊中电阻________（选填“d”“e”或“f”）。 实验次数 ① ② ③ R/Ω 15 B / 02