第8讲 欧姆定律五(探究电流、电压、电阻之间的关系)(原卷版)

初中物理电学满分训练营15讲

第八讲欧姆定律五--探究电流、电压、电阻之间的关系

教学目标

1．掌握探究“电流与电阻、电压三者间的关系”实验

知识点一常见题型及考法

1．连接电路前将开关：

2．滑动变阻器器的作用：

3．画电路图电路图、连接实物图

4．电路故障

5．读数、计算

6．得出结论

【经典例题一】

1．小侨要探究电流与电压和电阻的关系，他的实验器材有：6V的电源、电流表（“0～0.6A”、“0～3A”）、电压表（“0～3V”、“0～15V“），定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω、30Ω）、滑动变阻器A（“10Ω1A”）、滑动变阻器B（“20Ω1A”）、滑动变阻器C（“50Ω2A”）、开关和导线若干，如图。

（1）电压表和电流表使用之前要先；

（2）图甲是小侨未完成的实验电路，请你用笔画线代替导线将电路补充完成，要求滑片向右移动时电流表示数变大；

（3）每次实验开始前，小侨应该将滑动变阻器的滑片移动到最端（选填“左”或“右”）；

（4）连接好电路后闭合开关，发现电流表无示数、电压表有示数且接近电源电压，电路可能发生的故障是

A．定值电阻断路B．滑动变阻器断路C．定值电阻短路D．滑动变阻器短路

（5）排除电路故障后，小侨首先探究“电流和电阻”的关系，当定值电阻为5Ω时，调节滑动变阻器，使电压表示数为3V，记录电流表示数，再换上10Ω的定值电阻，调节滑动变阻器，最终电流表示数应为A；再换上20Ω、30Ω的电阻重复实验，除保护电路外，滑动变阻器在这个实验中的作用是；

（6）探究“电流与电压”关系实验时，小侨将实验数据记录在下表中，第2次实验的电流如图

乙所示，为A；由实验数据可知，电阻一定时，电流与电压成比；

12345

U/V1 1.5234

I/A0.100.150.200.300.40（7）小侨多次实验得到了多组实验数据，这样做的目的是；

A．寻找普遍规律B．求平均值减小误差

（8）为了完成表中实验数据，小侨应该选择滑动变阻器（选填“A”“B”或“C”）。

2．某实验小组同学利用如图甲的电路做“探究电流大小与哪些因素有关”的实验。实验器材：电源（电压恒为6V），电流表（量程为0～0.6A）、电压表各一只，一个开关，四个定值电阻（分别为6Ω、10Ω、20Ω、30Ω），三种规格的滑动变阻器R1（20Ω，1A），R2（40Ω，1A），R3（10Ω，0.3A），导线若干。

（1）在“探究电流与电阻的关系”时，滑动变阻器除了保护电路外还有的作用；

①闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到端（选填“A”或“B”）。

表一电流和电阻的关系

实验序号1234 R/Ω6102030

I/A0.300.150.10

②德德将6Ω的电阻连入电路，移动滑片，电流表的示数如图乙，此时的电流值为A。

③断开开关，滑片位置不动，只将电路中Ω的电阻换成10Ω的电阻，闭合开关后，应该将滑动

变阻器的滑片向（选填“左”或“右”）移动，直至电压表的示数为V时，记录对应的电流。

④分别换上阻值为20Ω和30Ω的定值电阻进行探究，数据记录如表一所示，分析数据得到结论：

当导体两端电压一定时，通过导体的电流和这段导体的电阻成反比。

⑤上述实验中，德德选用的滑动变阻器应该为（选填“R1”、“R2”或“R3”）。

（2）小勇同学在“探究电流与电压的关系”时

①连接好电路，闭合开关，电流表有较小示数，移动滑动变阻器的滑片，发现两电表的示数都不

变，出现这种现象的原因可能是（选填“A”、“B”、“C”或“D”）。

A．电流表短路B．R同时接了两个下方接线柱

C．定值电阻R开路D．电压表开路

②小勇将实验所测得的数据，记录在表二，由此得出结论为：当导体的电阻一定时，通过导体的

电流与这段导体两端的电压成比。

③小勇在处理数据时发现：电压U与电流I的比值恰好等于电阻R的值。为进一步论证此发现，

他提出两种收集数据的方案。

表二电流和电压的关系

实验序号123

U/V0.6 1.2 1.8

I/A0.10.20.3方案一：收集电阻值为6Ω的几个小组的数据；

方案二：收集电阻值不同的几个小组的数据；

你认为方案更合理。

【变式练习】

1．小华同学利用如图甲所示的电路做“探究通过导体的电流与导体两端的电压、导体电阻的关系”

的实验。实验器材：电源（电压恒为3V），电流表、电压表各一只，一个开关，四个定值电阻（分

别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω），滑动变阻器一个，导线若干。

（1）用笔画线代替导线，将图乙中的电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表的示数变小（请用签字笔在答题卡上连线）。

（2）在“探究电流与电压的关系”时，滑动变阻器除了保护电路还有的作用，小华根据实验所测得的数据，描绘成的I﹣U图象如图丙所示，由图象可得出此实验的结论为：当导体的电阻一定时，通过导体的电流与这段导体两端的电压成比，该实验中接入电路的定值电阻的阻值为Ω。

（3）在“探究电流与电阻的关系”时，小华同学每次更换定值电阻R后，通过调节滑动变阻器的阻值，使（选填“电流表”或“电压表”）的示数保持不变，根据实验测得的数据如表所示。

实验序号123

R/Ω51020

I/A0.40.2

（4）若在做第3次实验时，同组的小明将10Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻后，没有移动滑片P，闭合开关，立即记录了电流表的示数，这个示数是

A.0.2A

B.0.14A

C.0.12A

D.0.1A

（5）当小华改接50Ω的定值电阻进行实验时，为保证本次实验成功，请问他使用的滑动变阻器的最大阻值至少为Ω。

2．小明同学用如图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”，电源电压15V保持不变，滑动变阻器的规格是“50Ω1A”，阻值为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的电阻各一个，满足测量需求的电流表、电压表各一个。

（1）根据图甲所示的电路图，将图乙所示的实物图连接完整，要求闭合S后，滑片P向左移动时电流表示数变大。

（2）小明先探究“电阻一定，电流与电压的关系”，他将10Ω的电阻接入电路，闭合开关S，通过调节滑动变阻器滑片P，测出电阻两端施加不同电压时对应电流值，并记录（如表1所示）。第1次实验时电流表的读数如图丙所示，则此时通过电阻的电流为的A．分析这些数据，可以得出结论：在电阻一定的情况下，过导体的电流和导体两端的电压成。

表1

实验次序1234

U/V 5.0 6.07.08.0

I/A0.610.70.79

（3）小明再探究“电压一定，电流与电阻的关系”

a．他将10Ω的电阻接入电路，闭合开关S，调节滑片P到适当位置，读出电流表示数记入表中：断开开关S，小明用20Ω的电阻替换10Ω的电阻，闭合开关S，移动滑片P使滑动变阻器接入电路阻值（选填“增大”或“减小”），他这样操作的目的是：

表2

实验次序1234

R/Ω10203040

I/A0.600.300.200.15

b．表2是小明提交的实验数据，老师指出有一组数据不符合实际，你认为这是实验次序的数据，若不更换实验器材，在实验过程中小明为了能够利用上述4个定值电阻，顺利得到4组I、R数据，实验所保持不变的电压U的取值范围应满足V≤U≤V。

3．有如下器材：学生电源（6V），电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）、定值电阻5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω各一个、开关、滑动变阻器R’（200Ω1A）和导线若干，进行实

验：

（1）按图甲连接好电路，闭合开关之前，滑动变阻器滑片P应移到（选填“A”或“B”）端。

（2）闭合开关后，移动滑动变阻器滑片P，发现电流表示数不变且读数较大，造成这种现象的原因可能是（写一条即可）。

（3）小颖同学利用提供的实验器材探究“电流与电压的关系”：闭合开关，调节滑动变阻器，读出电流表和电压表示数，并记录在表中。分析表中数据发现，电流与电压不成正比，你认为造成这种现象的原因可能是：。通过表中数据，可计算出她选用的定值电阻R的阻值是Ω。

U/V 5.55 4.54

I/A0.100.200.300.40

（4）正确连接好电路后，同组的超超同学继续探究电流和电阻的关系，每次接入定值电阻后，通过调节滑动变阻器滑片，保持电压表示数不变，记下电流表的示数。

①实验中，当他用10Ω替代5Ω定值电阻时，如图甲滑动变阻器滑片应该向（选填“A”

或“B”）端移动；

②实验中，当他接入5Ω和15Ω定值电阻时，两次滑动变阻器的电功率之比为；

③完成五次实验后，记录所得电流和电阻的关系图象如图乙，超超同学检查数据时发现有一组数

据是未移动滑片控制定值电阻两端电压测出的数据，根据乙图中的数据，阻值为Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片，这次实验前的那次实验，超超同学选择的是Ω的定值电阻。

4．如图是某实验小组探究“电流与电压、电阻关系”的电路图，他们所用的电源电压为4V，滑动变阻器的规格为“10Ω 1A”。

（1）本实验采用（填物理方法）。

（2）探究电流与电压的关系时，所测得的几组电流、电压值如表。他们所用的定值电阻阻值为Ω；实验结论：电阻一定时，电流与电压成。

电压/V2 2.53

电流/A0.40.50.6（3）探究电流与电阻的关系时，他们的实验步骤如下：

①在电路中介入阻值为5Ω的定值电阻，移动滑动变阻器的滑片，使得电压表示数为2.5V，记录

电流表示数。

②将5Ω定值电阻更换为10Ω定值电阻再闭合开关，他们应该将滑动变阻器的阻值调（选

填“调大”、“调小”）直到电压表示数为V，再记录电流表示数。

③将10Ω定值电阻更换为20Ω定值电阻再闭合开关，他们调节滑动变阻器的阻值，发现电压表

示数始终不能变为为2.5V，下列原因中不可能的一项是。

A、滑动变阻器最大阻值过小

B、所替换的定值电阻阻值过大

C、电源电压过低

D、控制不变的电压设定过低

为了解决③中的问题，小明提供的方案：将一定值电阻R0串联到电路中（非R所在位置），再在R所在位置换接20Ω或者30Ω的定值电阻完成实验。下列能满足小明方案要求的定值电阻为。

A、5Ω

B、10Ω

C、15Ω

D、20Ω

5．小明同学在“探究通过导体的电流与电阻的关系”时，他用如图所示的电路进行实验，可供选择的定值电阻分别为2.5Ω、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω，滑动变阻器的规格为“15Ω 1A”。

（1）连接电路时开关应该（选填“闭合”或“断开”）。正确连接完电路，如图1所示，闭合开关后，发现电流表几乎无示数，电压表示数明显，那么出现该状况的原因应该是（选填“A”、“B”、“C”或“D”）

A．电流表内部断路了

B．定值电阻开路

C．定值电阻短路

D．滑动变阻器的电阻线断了

（2）排除故障后，小明实验前预设电压表示数为2V不变。为了电路安全，小明不能选用的定值电阻为Ω．某次实验时，将10Ω电阻换成15Ω后，他下一步操作是：将滑动变阻器的滑片向（选填“A”或“B”）端移动，同时眼睛盯着（选填“电流表”或“电压表”）。

（3）根据收集的实验数据小明绘出了I与的图象，如图2，由图象可得：在电压不变时，通过导体的电流与导体电阻成。

（4）小明分析：若预设电压表示数越大，那么滑动变阻器移动范围越（选填“大”或“小”）。

若电源更换为可调电压电源，但仍预设电压表示数为2V不变，为了保证可用定值电阻均能正常进行实验，则该电源电压应该控制在V～V之间。

6．小峻和小薇两位同学在“探究欧姆定律”的实验中，所用器材有：学生电源、电流表、电压表、标有“20Ω 2A”的滑动变阻器R′、开关，导线和定值电阻R若干。

（1）请根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的实物电路连接完整。（要求：向右移动滑动变阻器滑片时，电路中的电流变小，且导线不能交叉）

（2）连接电路时，开关必须；连接完电路后，小薇发现电流表和电压表的位置互换了，如果闭合开关，则表（填“电压”或“电流”）的指针可能有明显偏转。

（3）排除故障后，他们先探究电流与电压的关系，闭合开关，移动滑片依次测得5组数据，其

中第5次实验中电压表的指针如图丙所示，其示数为V，他们记录的数据如表1所示，分析数据可以得到的结论是：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成比。

表1电流与电压关系

实验序号12345

电压/V 1.0 1.2 1.82﹣﹣

电流/A0.200.240.360.400.44

表2电流与电阻关系

实验序号1234

电阻/Ω10152025

电流/A0.300.200.150.12

（4）他们继续探究电流与电阻的关系，先将电源电压调为6V，分别换上多个定值电阻进行探究，数据记录如表2所示，老师指出其中一组数据是拼凑的，你认为是第组（填实验序号），理由是实验所用的滑动变阻器的最大阻值太（填“大”或“小”）。

7．小曦同学在做“探究电流与电压、电阻的关系”实验时，准备以下器材：电源电压为3V且保持不变，电流表（0～0.6A）、电压表（0～3V）、滑动变阻器（20Ω1A）、四个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、开关、导线若干。根据如图甲所示的电路图进行实验。

（1）请你用笔画线代替导线把图乙未连接完的实物电路连接成正确的完整电路（要求：导线不交叉且滑动变阻器滑片向右移电流表示数变小）。

（2）正确连接电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调到最右端，目的是（选填“保护电路”或“改变电流”）。

（3）将电路连接正确后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表指针有明显偏转，原因可能是A．电阻R短路B．电阻R断路

C．滑动变阻器短路D．滑动变阻器断路

（4）探究电流与电压的关系时，小曦通过调节滑动变阻器滑片P，测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压如下表所示。老师看后说其中一次是错误的。帮他分析出错的是第次，原因是。

实验次数12345

电压U/V0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

电流I/A0.10.20.30.40.5

（5）去掉出错的实验数据，分析可得到的结论是：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成比。

（6）接着小曦又探究电流与电阻的关系，他只更换定值电阻，其余连接均不变。其实验步骤如下：

①在电路中接入阻值为5Ω的定值电阻，移动滑动变阻器的滑片，使得电压表示数为U0＝V，如图丙所示，记录电流表示数；

②用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻再闭合开关，他应该将滑动变阻器的阻值（选填“调大”或“调小”）直到电压表示数为U0，再记录电流表示数；

③用15Ω的定值电阻替换10Ω的定值电阻再闭合开关，他调节滑动变阻器的阻值，发现电压表示数始终不能调为U0．为完成四次探究，小曦设计了如下四个调整方案，你认为不可行的是A．如果只调整电压表的示数，则应控制电压表示数U0的范围为1.5V～3V

B．如果只更换定值电阻，则更换的电阻阻值范围是1Ω～10Ω

C．如果只更换滑动变阻器，则更换的滑动变阻器最大阻值不小于40Ω，最大电流不小于0.2A D．如果只更换电源，则更换的电源电压范围是1V～2V