17.1 电流与电压和电阻的关系（考点解读）（原卷版）

171 电流与电压和电阻的关系（考点解读）（原卷版） 1、电流与电压、电阻的关系：由于电压是形成电流的原因，说明电流的大小与导体两端 的 电压 有关；由于导体的电阻对电流有阻碍作用，所以，电流的大小与导体 电阻有关。 2、探究电流与电压关系（控制变量法） （1）实验目的、猜想、方法 ①实验目的：探究通过导体的电流与电压的关系； ②实验方法：控制变量法。 （2）实验器材 干电池、开关、电压表、电流表、定值电阻、若干导线、滑动变阻器。 （3）器材作用 ①干电池：提供电压； ②开关：控制电路通断； ③电流表：测量电流大小； ④导线：连接电路； ⑤电压表：测量电压大小； ⑥滑动变阻器：、保护电路；b、改变电路中的电流大小（或者改变电阻两端电压）。 （4）实验步骤 步骤①根据电路图连接电路，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到 阻值最大处； 步骤②保持定值电阻R 不变，检查电路后闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数分 别变化为不同数值，并读出电流表相应的数值、填表； 步骤③改变定值电阻R 阻值，调节滑动变阻器，使电压表的示数分别变化为不同数值，并 读出电流表相应的数值、填表； 步骤④根据数据画出-U 图像； 步骤⑤整理实验器材。 （5）实验结论及应用 ①同一导体，电流与电压成正比。 ②同一导体，电压和电流的比值为定值。 ③不同导体，电压和电流的比值不同。 3、探究电流与电阻的关系 （1）实验目的、猜想、方法 ①实验目的：探究通过导体的电流与电阻的关系； ②实验方法：控制变量法。 （2）实验器材 干电池、开关、电压表、电流表、不同阻值定值电阻、若干导线、滑动变阻器。 （3）器材作用 ①干电池：提供电压； ②开关：控制电路通断； ③电流表：测量电流大小； ④导线：连接电路； ⑤电压表：测量电压大小； ⑥滑动变阻器：、保护电路；b、改变电路中的电流大小（或者改变电阻两端电压）。 （4）实验步骤 步骤①根据电路图连接电路，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到 阻值最大处； 步骤②分别将5Ω、10Ω、15Ω 的定值电阻连入电路，检查电路后闭合开关，调节滑动变 阻器，使电压表示数保持3V 不变，分别记下电流表的示数，填入表格； 步骤③根据数据画出-R 图像； 步骤④整理实验器材。 （5）实验结论及应用 同一导体，其电阻两端的电压一定时，电流与电阻成反比。 【考点1 电流与电压的关系】 【典例1-1】（2023•门头沟区二模）小明想要利用如图所示的电路探究“电流与电压的关 系”，下列说法正确的是（ ） ．实验过程中应该保持电阻R 阻值不变 B．实验过程中滑动变阻器的作用只是保护电路 ．实验过程中应该调滑动变阻器使电流表示数不变 D．实验过程中应该调滑动变阻器保持电压表示数不变 【典例1-2】（2022 秋•香坊区校级月考）按如图所示电路研究电流与电压的关系。已知电 源电压为6V，R1为定值电阻，滑动变阻器R2标有“20Ω 1”字样，电流表量程为“0～ 06”，电压表量程为“0～3V”。完成下列问题： （1）闭合开关后，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，出现此故障的 原因可能是 ； （2）排除故障后继续实验，若R1＝6Ω，为保证电路安全，滑动变阻器允许连入电路的 最小阻值为 Ω。 【典例1-3】（2023•白银三模）在“探究电流与电压的关系”实验中，选用的器材如下： 两节新干电池、滑动变阻器R（50Ω 1）、滑动变阻器RB（20Ω 1）、电流表、电压表、 开关、定值电阻、导线若干。 （1）请用笔画线代替导线，将如图甲所示的电路连接完整，要求：滑片P 向B 端滑动 时，电流表的示数变小。 （2）连接电路时，开关应该 。闭合开关前，滑动变阻器的滑片P 应置于 （选填“”或“B”）端。 （3）检查无误后，闭合开关发现电流表几乎无示数，电压表示数接近3V。移动滑片 P，两电表示数均无变化，则电路故障可能是 。排除故障后，移动滑片P 到 某一位置时，电流表的示数如图乙所示，此时通过定值电阻R 的电流为 。 （4）实验中测得五组数据，并根据数据绘制出定值电阻R 的l U ﹣ 图像如图丙所示，由 图像可得：导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 。 （5）分析所测数据，实验中所选的滑动变阻器是 （选填“R”或“RB”）。 （6）若用小灯泡代替定值电阻进行上述实验， （选填“能”或“不能”）达到实 验目的。 【变式1-1】在“探究电流与电压的关系”的实验中，小明画出了电阻R1和R2的﹣U 图像 如图所示，下列说法正确的是（ ） ．当电压为0 时，它们的电阻也为0 B．R1＝10Ω，R2＝5Ω ．在电阻一定时，导体中的电流与其两端的电压成正比 D．用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论不一样 【变式1-2】经历了“探究导体中电流与电压的关系”的实验，你认为下列说法中正确的是 （ ） ．可得出初步结论：某导体两端的电压与通过导体的电流成正比 B．导体中的电流与该导体两端的电压及导体种类无关 ．在设计实验数据记录表时，项目栏应有电阻一项 D．该实验需要更换不同导体种类进行多次实验 【变式1-3】（2022•凉山州）在“探究电流与电压的关系”的实验中，某同学根据实验数 据分别画出了电阻R1和R2的﹣U 图像如图所示，则R1与R2的阻值之比为 ，完 成实验后分析数据可以得出在电阻一定时，电流与电压成 比。 【变式1-4】（2023•惠州一模）小华用如图甲所示的实验器材探究电流与电压的关系，电 源电压3V 恒定不变，滑动变阻器规格为“30Ω，2”。 （1）请用笔画线代替导线，在图甲中完成电路连接，要求滑片P 向右滑动时，电流表 的示数变大。 （2）连接好电路闭合开关后，移动滑片发现，电流表无示数，电压表有示数，则出现 该故障的原因可能是 。 （3）排除故障后，改变滑片位置，此时电流表如图乙所示，电流为 。 （4）为了进一步探究电流与电阻的关系，又找来5Ω、10Ω、20Ω 的定值电阻继续实验。 请你在虚线框内为他设计记录数据的表格。 （5）将5Ω 的定值电阻依次更换为10Ω、20Ω 继续探究，均应将滑片P 向 移动， 使电压表示数保持不变，并记录数据。 （6）分析实验数据得出结论，图丙中能正确反映电流和电阻关系的图象是 （选 填“左图”或“右图”）。 【考点2 电流与电阻的关系】 【典例2-1】（2022 秋•成都期末）在“探究电流与电阻的关系”的实验中（如图），下列 说法正确的是（ ） ．导体中的电流与导体的电阻成正比 B．实验中应控制电阻两端电压不变 ．记录多组数据是为了求平均值，减小误差 D．实验只需用到一个10Ω 的电阻 【典例2-2】（2023•锦江区校级模拟）丽丽同学在利用如图甲所示的电路探究电流与电阻 关系时，分别将5Ω、10Ω、20Ω 的定值电阻接入电路进行实验，并绘制了如图乙所示 的图像。将5Ω 定值电阻换为10Ω 定值电阻后，应将滑动变阻器的滑片向 （选填 “左”或“右”）调至适当位置。若理想电源的电压是6V，则丽丽同学要完成三组实 验测量，所选的滑动变阻器的最大阻值至少是 Ω。 【典例2-3】（2023•固始县三模）探究电流与电阻关系，用到以下实验器材：电源（电压 恒为6V）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个、阻值不同的定值电阻四个 （5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），导线若干。 （1）请用笔画线代替导线将图甲的实物图补充完整，要求滑动变阻器滑片向端滑动时 接入电路中的阻值变小。 （2）连接电路时，开关必须 ，滑动变阻器除了能保护电路外，还可以 。 （3）将5Ω 的电阻接入、b 间，闭合开关后，移动滑片使电压表示数为U0，记录相应的 数据：然后将5Ω 的电阻依次换成10Ω、15Ω 的电阻接入、b 间，闭合开关后，滑片应 向 （选填“”或“d”）端移动，移动中电流表的偏转角度 （选填“变大”、 “不变”或“变小”），当电压表示数等于 时停止移动滑片，记下相应的数据。 （4）某组同学根据实验数据画出﹣R 变化图像，如图乙所示：则该组同学能初步得出 的实验结论是 ，其所用的滑动变阻器其最大阻值不能小于 Ω。 【变式2-1】（2023•浑源县一模）一位同学用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系” ， 电源电压不变，表格中是实验数据，若第四次实验时将定值电阻的阻值由30Ω 调为 40Ω 后，并调整电压表的示数不变，这时电流表的示数应该是（ ） R/Ω 10 20 30 40 50 / 06 05 02 012 ．02 B．017 ．015 D．013 【变式2-2】（2022 秋•苏州期末）小明用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”，电 源电压不变，滑动变阻器的铭牌标有“20Ω 2”。下表是实验数据，若第四次实验时将定 值电阻的阻值由30Ω 换为40Ω 后就直接读出电流表的示数，这个示数可能是（ ） R/Ω 10 20 30 40 50 / 06 03 02 012 ．015 B．013 ．017 D．02 【变式2-3】（2023•成华区模拟）在“探究电流大小与电阻关系”的实验中，小红设计了 如图甲所示的电路，电源电压恒定。确认电路连接无误后，分别更换5Ω、10Ω、 15Ω、20Ω、25Ω 几个不同的定值电阻R，同时移动滑动变阻器的滑片，记录相关数据 并得到如图乙所示的图像。闭合开关前，应将滑片置于滑动变阻器的 处。实 验中用10Ω 的定值电阻代替5Ω，应向 （选填“左”或“右”）调节滑片，直至 电压表示数为25V，再记录数据。 【变式2-4】（2023•前郭县四模）在“探究电流跟电阻的关系”实验中，实验电路如图甲 所示，电源电压恒为6V，所提供的定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、 25Ω。 （1）如图乙所示，为实验过程中多次改变R 的阻值，根据实验数据绘制的﹣R 图象， 则图中阴影部分的面积表示 。 （2）实验中，用5Ω 的电阻完成实验后，接下来的操作是：将10Ω 的电阻接入电路中， 闭合开关，向 侧移动滑片，使电压表的示数为 V。读出电流表的示数，记 录在表格中。 （3）为完成整个实验，应选择最大阻值至少为 Ω 的滑动变阻器；若实验室只有最 大阻值为20Ω 的滑动变阻器，则上述定值电阻中有 个不能够完成实验。 一、选择题。 1．（2023•海珠区开学）利用如图所示的电路，探究电流与电阻的关系时，每次实验必须 保持大小不变的是（ ） ．电压表的示数 B．电流表的示数 ．定值电阻Rx的阻值 D．滑动变阻器 R′的阻值 2．（2023•大丰区开学）用如图所示电路探究“电压一定时，电流与电阻关系”的实验， 在、B 间接入5Ω 的定值电阻R，移动滑片P，使电压表示数为2V，读出电流表示数， 接着取下5Ω 的电阻分别换上10Ω、15Ω 的定值电阻，移动滑片，使电压表示数仍为 2V，当换上15Ω 的定值电阻时，无论怎样移动滑片，电压表示数都不能回到2V。对此 现象，下列分析正确的是（ ） ．15Ω 电阻太小，换一个更大的定值电阻，继续实验 B．变阻器的最大阻值太大，换一个最大阻值小一点的变阻器继续实验 ．在第一次接入5Ω 的定电阻时，移动滑片，使电压表示数为定值15V，继续实验 D．将三个电阻按15Ω、10Ω、5Ω 的由大到小的顺序接入进行实验，可以避免这种现象 3．（2023•承德县开学）某同学用如图所示的电路研究通过导体的电流与电阻的关系，电 源电压6V 保持不变。调节电阻箱R1 和滑动变阻器R2 的滑片，测得第一组数据，然后 保持滑动变阻器滑片的位置不变，仅改变电阻箱R1 的阻值，测得另外两组数据，如表 所示，下列有关实验的说法正确的是（ ） 次数 R1/Ω / 1 15 03 2 10 04 3 5 06 ．能得出通过导体的电流与电阻成反比，因为R1的阻值越大，电路中的电流越小 B．不能得出通过导体的电流与电阻成反比，因为他改变了R1的阻值 ．可以计算出三次实验中R2连入电路的阻值为10Ω D．分析R2两端电压和通过的电流可以得出通过R2的电流与它两端的电压成正比的结 论 4．（2023•兴化市三模）探究“电流与电阻的关系”时，我们一般需要先预设一个电压值， 实验中保持电阻两端电压为预设值不变，现采用如图所示电路进行探究，器材：学生电 源（6V）、滑动变阻器（20Ω，1）、电流表、电压表、开关、三个定值电阻（5Ω、 10Ω、20Ω）及导线若干，以下说法错误的是（ ） ．要获得3 组实验数据，电压的预设值最小为3V B．要获得3 组实验数据，电压的预设值最大为6V ．若实验电压的预设值为2V，要获得3 组实验数据，要更换最大阻值为40Ω 的滑动变 阻器 D．若实验电压的预设值为2V，要获得3 组实验数据，要将电源电压至少下调至4V 5．（2022 秋•正阳县期末）（多选）萌萌同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系 时，将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像，根据图像，下列说法正确的是 （ ） ．导体的电阻小于导体b 的电阻 B．通过导体的电流与其两端的电压成反比 ．将、b 两导体串联后接在电压为3V 的电源上，通过导体的电流为02 D．将、b 两导体并联后接在电压为2V 的电源上，干路上的电流为04 6．（2022 秋•和平区校级期末）（多选）在“探究电流与电阻的关系”的实验中，电路如 图甲所示，电源电压保持3V 不变，分别将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω 的定值电阻连 入电路，按实验要求测得通过各定值电阻的电流描绘出如图乙所示的图像，则下列判断 正确的是（ ） ．实验中的电压表示数保持2V 不变 B．当R 的电阻为10Ω 时，通过R 的电流为02 ．电路中接入不同的定值电阻时，滑动变阻器连入电路的阻值范围为1～5Ω D．为了得到更普遍的规律，可以改变R 两端的电压，再一次进行实验 二、填空题。 7．（2022 秋•武侯区校级期中）小科利用器材探究通过M、之间导体的电流与电压的关系， 部分电路如图所示。 （1）图中M、之间应连入 （填“定值电阻”或“小灯泡”）来完成实验； （2）若图中M、之间正确接入元件后，闭合开关，为使M、间的电压变大，滑动变阻 器滑片应向 移动（填移动方向）。 8．（2023•高新区模拟）小宇探究导体中的电流与导体电阻的关系时，设计了如图甲所示 电路，实验中，当他把10Ω 定值电阻换成15Ω 时，滑动变阻器的滑片P 应向右移动， 这样操作的目的是： ；如图乙是根据测量数据绘制的图像。分析数 据可得：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成 。 9．（2022 秋•镇江月考）图1 是探究电流和电阻关系的实验电路，电源电压恒定。根据图 2 所画图像可得结论：保持导体两端 一定，通过导体的电流与它的电阻成 比。当R1＝5Ω 时，滑动变阻器阻值应该调至R2，此时电路中的电流为；若将R1 更换 为10Ω，则滑动变阻器阻值应该调至 ，此时电路中的电流为 。 三、实验探究题。 10．（2023•昌邑市校级二模）小明同学用如图所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的 关系”。有下列器材，电压恒为6V 的电源、电流表、电压表、阻值分别为5Ω、10Ω、 20Ω、30Ω 的定值电阻R、滑动变阻器（1 20Ω）、开关和导线若干。 实验次数 1 2 3 4 R/Ω 5 10 20 30 / 06 03 015 01 （1）在如图所示的电路中，小明首先将R＝5Ω 的电阻接入，闭合开关前检查发现有一 根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确。 （2）在进行第2 次实验时，小明同学断开开关，将R＝5Ω 的电阻换为10Ω 后，就想闭 合开关，同组的小华及时制止。小明同学应先将 ，再闭合开关移动滑 片，当 时，将电流表示数填入表格中。 （3）进行第4 次实验时，将接入电阻R 的阻值换为30Ω，发现无论怎样移动增动变阻 器的滑片都不能将电压表的示数调到30V，为达实验目的，若重新选择器材进行实验， 以上四个定值电阻都能为实验所用，下列调整可行的是 。 增大电源电压 B 换用最大阻值更小的滑动变阻器 减小电源电压 D 换用最大阻值更大的滑动变阻器 （4）小明同学得到的数据如表所示，通过分析实验数据，得出的结论是 。 11．（2023•汶上县一模）小军和小林通过实验“探究电流与电压、电阻的关系”。 （1）小军采用了如图所示的电路进行实验，其中电源电压45V、定值电阻阻值5Ω、最 大阻值为10Ω 和30Ω 的滑动变阻器各一只。 ①当他准备闭合开关时，小林拦住了他，说接线有一处错误。请在图中将连接错误的导 线打“×”，并用笔画一根正确连接的导线。 ②正确连接电路后进行“探究电流与电压的关系”的实验，实验中滑动变阻器的主要作 用：一是保护电路；二是 。 ③实验数据记录如表一： 实验时发现无论如何调节滑动变阻器，电压表都不能降低到10V，说明他选用的滑动变 阻器的最大阻值是 （填“10Ω”或“30Ω”）。 （2）小林利用小军的实验电路继续实验，在“探究电流与电阻的关系”时，分别将 5Ω、10Ω、20Ω 的定值电阻接入电路，记录数据如表二： ①他用5Ω 的电阻进行实验后，再换10Ω 的电阻接入电路，接下来的操作是 。 ②分析表二中数据，得出该实验的结论是： 。 表一： U/V 30 20 10 / 060 040 表二： R/Ω 5 10 20 / 040 020 010 12．（2023•南山区校级三模）用如图所示电路探究“电流与电压、电阻的关系”实验中： （1）闭合开关前，滑动变阻器应处于 （选填“”或“B”）端。 （2）探究“电流与电阻的关系”，所测的数据如表所示： U＝2V 电阻/Ω 5 10 20 电流/ 04 02 01 ①依据表格和电路图分析，将电阻R 由5Ω 换成10Ω，闭合开关进行实验时，应向 （选填“”或“B”