九年级物理下册欧姆定律单元培优测试卷

九年级物理下册欧姆定律单元培优测试卷

一、初三物理欧姆定律易错压轴题（难）

1．某小组同学准备探究“通过导体的电流与电压、电阻的关系”实验器材有：干电池2节，滑动变阻器（20Ω，1A）、电流表、电压表、开关各一个，不同阻值的定值电阻及导线若干，图甲是他们连接的实验电路。

（1）闭合开关前，将滑动变阻器的滑片P移到B端这样操作的目的是为了_____

（2）闭合开关后，他们移动滑动变阻器的滑片至某一位置，电压表示数为0.7V，电流表示数如图乙所示，接着继续探究，把所测数据填在了下表中

实验次数12345

电压U/V0.71 1.1 1.5 1.7

电流I/A0.180.200.260.30

①图乙中电流的示数为_____A。

②图丙是以电流I为纵坐标、电压U为横坐标建立的平面直角坐标系，请根据他们所测数据、在坐标系中描点，画出I﹣U图象，并标标记为a。

（________）

（3）图丙中b、c、d三条I﹣U图象，是其他组同学选择5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻，按图甲电路测量数据所画。

①单独分析图丙中每条I﹣U图象，可以得到的结论是_____。

②该小组同学发现，分析图丙中的I﹣U图象，还能得到：“当导体两端电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比”这一规律。请写出分析方法：_____。

③验证②中的规律，该小组的同学选择了5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻，准备分别接入图甲电路，测量电流进行探究，有同学提议：既然探究时需要保持电阻两端电压不变，图甲中可以不用连接滑动变阻器和电压表。他们按照提议分别将三只电阻由小到大接入电路，闭合开关后，读出电流表示数分别为0.42A，0.24A，0.13A，发现无法验证②中的规律。于是他们计划仍按图甲进行探究，分析测量数据后，选定准备加在电阻两端的电压值U．为确保完成验证，则这个电压值U的范围为_____。

A．1.5V＜U≤3V B．1.3V＜U＜2.1V C．1.3V＜U≤2.6V D．2.1V＜U＜2.6V

【答案】保护电路；0.12电阻一定时，电流与电压

成正比见解析B

【解析】

【详解】

(1)[1]为保护电路，闭合开关前，滑片必须处于最大阻值处，即应将滑动变阻器的滑片P移到B端；

(2)①[2]图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流表的示数为0.12A；

②[3]图丙是以电流I为纵坐标、电压U为横坐标建立的平面直角坐标系，根据他们所测数据、在坐标系中描点，画出I?U图象，并标记为a，如下所示：

(3)①[4]单独分析图丙中每条I?U图象，因为过原点的直线，故可以得到的结论是电阻一定时，电流与电压成正比；

②[5]由上图知，当电压为0.8V时，对应的电流大小约为0.032A、0.066A、0.13A，结合电阻大小分别为20Ω、10Ω、5Ω，考虑到误差因素，电流与对应的电阻之积为一定值，故还能得到：当导体两端电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比”这一规律；分析方法采用了控制变量法；

③[6]根据欧姆定律I=U

R

有U=IR，3次实验中电阻的电压分别为2.1V、2.4V、2.6V，都小

于电源电压3V，是因为电源有内阻的原因；设电源本身的电压为E，对外（R与R'串联）提供的电压为U，根据电阻的串联和欧姆定律可得，电路中的电流：

I=

E

R R r +'+

，

由欧姆定律，R与R'获得的电压为：

U=I(R+R′)=

E

R R r

+'+

×(R+R′)，

故有:

1 U =()

R R r

E R R

+'

+

?+'=()

R R

E R R

+

?+

'

'+()

r

E R R

?+'=

1

E

+

r

E

×

1

R R

+'

，

由数学知识得，对外提供的电压U的倒数与串联电阻（电源内阻r之外的电阻）的倒数为一次函数的关系，即为：

1 U =k

1

R R

+'

+b，

根据该小组的同学选择了5Ω、10Ω的定值电阻，电源内阻r之外的电阻获得的电压分别为2.1V、2.4V，将已知量代入上式：

1 2.1V =k×

1

5Ω

+b，

1 2.4V =k×

1

10Ω

+b，

解方程组得：k=

10Ω

2.47V

?

，b=

12

2.1V 2.47V

-

?

，故这个一次函数关系式为：1

U

=

10Ω

2.47V

?

×

1

R R

+'

+

12

2.1V 2.47V

-

?

，

他们计划仍按图甲进行探究，因要控制当电阻的电压值U为一定值，根据串联电路电压的规律，变阻器分的电压也为一定值，由分压原理，定值电阻和变阻器分得的电压之比为一定值，故当电阻为20Ω时，变阻器连入电路中的电阻最大为20Ω，此时的总电阻为40Ω，代入这个关系式：

1 U =

10Ω

2.47V

?

×

1

40Ω

+

12

2.1V 2.47V

-

?

，

解得：U=2.6V。变阻器与电阻的电阻相等，根据分压原理，故电压表示数为1.3V；

当电阻最小为5Ω时，电路中的电流最大，变阻器连入电路中的电阻最小，此时电压表有最大值，当变阻器电阻连入电路中的电阻为0时，将5Ω代入这个关系式：

1 U =

10Ω

2.47V

?

×

1

5Ω

+

12

2.1V 2.47V

-

?

，

故：U=2.1V。

综上，他们计划仍按图甲进行探究，分析测量数据后，选定准备加在电阻两端的电压值U，为确保完成验证，则这个电压值U的范围为：

1.3V

2.1V．

故选B。

2．如图（a）是学校实验室型号相同的电子温度计，有几个已经损坏．小明想探究是否是“测温头”（“测温头”就是一个热敏电阻）损坏．

（一）他将损坏电子温度计的“测温头”拆下，用如图（b）所示的电路进行测量．

（1）请根据图（b）的电路图，将图（c）的实物电路连接完整．

（______）

（2）小明将一个“测温头”接入电路，闭合开关，发现电流表和电压表的示数如图（d）所示，此测温头内部可能___________（断路/短路）．

（3）将其余“测温头”接入电路时，电流表、电压表的示数均如图（e）所示．小明猜想：

①这些“测温头”内部__________（断路/短路）；

②这些“测温头”的阻值都很__________（大/小）．小明将一个好的电子温度的“测温头”拆下，接入图（b）的电路中进行测量．结果电流表、电压表的示数仍如图（e）所示．由此验证了猜想②也是正确的．

（二）小明调整了实验方案，利用微安表重新实验．

（1）如图（f）所示是小明重新设计的实验装置，他记录了各“测温头”的多组“温度—电流”数据．在加热过程中，电压表的示数始终为1.5V不变，某温度时微安表的示数如图（g）所示，此时电流大小为__________μA，热敏电阻的阻值为__________Ω．

（2）图（h）是小明根据实验数据绘制的三个“测温头”的“温度—电流”图像．由图像可知，灵敏度最高“测温头”是__________，其阻值随温度的升高而__________（增大减小）．

【答案】 短路 断路 大 150 10000 A 减小

【解析】

【详解】

（一）（1）根据电路图连接实物图，电流从电源正极出发，依次流经开关、滑动变阻器、电流表、测温头回到电源负极，同时注意滑动变阻器应接在B 处以满足滑片P 向右滑时接入电路阻值变小，同时电流表选择0~0.6A 、电压表选择0~3V 的量程（并联在测温头两端），注意正极流入负极流出，具体连接情况如下：

（2）从图（d ）中可以看出，电流表有示数，即代表电路中有电流经过，电路是通路，并且电压表示数为0，说明测温头没有断路而是处于短路状态；

（3）将其余“测温头”接入电路时，电流表、电压表的示数均如图（e ）所示，电流表示数为0，说明电路中无电流通过，且电压表示数为3V ，有两种可能：①可能这些“测温头”内部处于断路，所以电路中无电流通过，且此时电压表测量电源电压；②可能这些“测温头”的阻值很大，电路中电流非常微弱，所以电流表示数几乎为0，“测温头”由于阻值过大，分压增多，其两端几乎等于电源电压3V 。

（二）（1）观察微安表（g ）可知，其量程为400uA ，分度值为10uA ，表中示数为150uA ，根据欧姆定律可知热敏电阻的阻值为：

-41.5V 1.5V ===10000150uA 1.510A

U R I =Ω?热热热； （2）观察图像（h ）可知，A 、B 、C 三个“测温头”，大的趋势均是随温度升高电流增大，且A“测温头”随温度升高电流增大最为明显（C 次之，B 几乎无变化），所以灵敏度最高的“测温头”是A 。

3．为了节能，正明中学为教室安装了光控照明系统，有效避免了“长明灯”的现象．光控系统用光敏电阻控制，光敏电阻是阻值随着光的照度改变而发生变化的元件（光越强，照度越大，照度的单位为1x ）．某光敏电阻R P 在不同照度下的阻值如下表：

（1）根据表中数据，请在如图坐标纸中描绘出光敏电阻随照度变化的图线_____．其阻值随照度变化的规律是______；

（2）如图所示，当1、2间电压上升至4V时，控制电路自动启动照明电路．请利用所给器材在如图虚线框内设计一个电路______，给1、2两端提供电压，并要求当天色渐暗照度降至1.0（lx）时，照明电路启动．（控制电路对你所设计电路无影响）

器材：电源（电压为6V），开关S及导线若干，其他器材如下表．

在你所设计的电路中，电阻箱的阻值应调至______kΩ；

（3）某同学在对所设计的电路进行调试时，发现照明电路过早启动．请你提出一个可行的解决办法：______．

【答案】光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小

10 增大电阻箱R的阻值

【解析】(1)根据表格中的数据在图1中先描点，再用平滑的曲线连线，如图1所示：

从图1可知，光敏电阻的阻值随照度变化的规律是：光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。

(2)电路如图2所示。

控制开关自动启动照明系统，给1、2两端提供电压,要求当天色渐暗照度降低至 1.0(1x)时启动照明系统，即此时光敏电阻阻值为20kΩ，其两端电压为4V，而电源电压为6V，所以应串联一个电阻分担一部分电压，则电阻箱两端的电压为6V?4V=2V，根据串联分压可

知：

2042

21

U R V

U R R V

====

光光

箱箱箱

，所以电阻箱的阻值为10kΩ。(3)照明电路过早启动，必

须想办法让光敏电阻的阻值降低，则光敏电阻分担的电压减小，而电源电压不变，所以电阻箱分担的电压增大，则电阻箱的阻值应该增大。

点睛：照明电路过早启动，必须想办法让光敏电阻的阻值降低，而电源电压不变，根据串联分压的关系判断出电阻箱阻值的变化即可。

4．小明同学用如图器材探究探究通过导体的电流与电阻的关系。电源电压恒为6V，实验用到的定值电阻分别为10Ω、15Ω、20Ω、30Ω各一个。

(1)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整（导线不允许交叉）；

（______）

(2)取10Ω的定值电阻接入电路，实验中正确连接电路，刚闭合开关时，电压表、电流表的

示数分别为2V、0.2A，则实验选用的滑动变阻器的最大阻值为_____Ω；

(3)按选定规格的滑动变阻器依次实验记录数据如表：

实验次数1234

电阻R/Ω10152030

电流I/A0.30.20.150.1

分析可知表中4次实验，有一组数据是人为编造的，这次实验是第_____次（填序号），就现有器材，要完成全部4次实验，可将定值电阻两端控制不变的电压调至不少于_____V，在此电压下，完成全部4次实验定值电阻消耗功率最大为_____W，并调整部分电表量程即可。

【答案】204 3.60.9

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]根据电路图，将变阻器左下接线柱连入电路中，电阻与变阻器串联，电压表与电阻并联，如下所示：

(2)[2]取其中一个电阻接入电路，实验中正确连接电路，即变阻器的最大电阻连入电路中，刚闭合开关时，电压表、电流表的示数分别为2V 、0.2A ，由串联电路电压的规律，则实验选用的滑动变阻器的最大阻值为

6V-2V 200.2A

V U U R I -===Ω滑大 (3)[3]当定值电阻为30Ω时，由电阻的串联规律，电路的最大电阻为

30Ω+20Ω＝50Ω 由欧姆定律，电路的最小电流为

6V =0.12A 50Ω

0.10A U I R '==＞ 故第4次实验数据是人为编造的；

[4]根据串联电路电压的规律及分压原理有

V V R U U U R -=滑定

方程左边为一定值，故右边也为一定值，当变阻器最大电阻连入电路中时，对应的定值电阻最大，电压表示数最小，即

V V 6V 2030U U -Ω=Ω

解得U V ＝3.6 V ，故要完成全部4次实验，可将定值电阻两端控制不变的电压调至不少于

3.6 V ，并调整部分电表量程即可。

[5]定值电阻消耗功率最大功率 ()222max 24U U R P I R R R R R R R R ???= ?+-+??

滑滑滑＝＝ 当滑动变阻器的阻值等于定值电阻时，定值电阻电功率最大，由并调整部分电表量程可

知，R 滑＝10Ω，故完成全部4次实验定值电阻消耗最大功率

()2

2

max 6V ==0.9W 4410U P R =?Ω滑

5．小桃在做“探究电流与电阻的关系”实验时，连接实物电路如图，电源电压为3V 。

数据序号

1 2 3 4 5 6 电流I /A

0.40 0.19 0.13 0.14 0.08 0.07 电阻R /Ω 5 10 15 20 25 30

(1)连接实物电路前，开关应_________；电路接通前，滑动变阻器的滑片P 应置于滑动变阻器的______端(填“A ”或“B ”)；电路中滑动变阻器起到了保护电路元件安全和_______的作用；

(2)闭合开关后无论怎样移动滑动受用器的滑片P ，发现电流表示数几乎为零，电压表示数约为3V ，小桃猜想这可能是由电路中的元件________(填元件的字母代号)发生________故障引起的；

(3)故障排除后，小桃得到的实验数据如表所示，这些数据中有一组是明显错误的，跟其他数据的规律完全不同，可能是读取这组数据时粗心所引起的。分析时需要把它别除。错误数据是第_______组；(填数据序号)

(4)剔除错误数据后，小桃得到的结论是：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成________比；

(5)小桃和其他组的小田交流时发现，两细同学收集数据的方案不同：

小桃的方案：收集电压为3V 时，电流与电阻的关系的几组数据，比较电流与电阻的关系了；

小田的方案：收集电压分别为1V 、2V 、3V 的三个小组电流与电阻的关系的多组数据，比较电流与电阻的关系；

你认为_____________的方案更合理。

【答案】断开 A 改变电路电流和电压 R 2 断路 4 反 小田

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]为了保证电路安全，连接实物电路前，开关必须断开。

[2]电路接通前，滑动变阻器的滑片P应远离下接线柱，置于滑动变阻器的最大阻值处，即图中的A端。

[3]滑动变阻器因为可以通过改变电阻丝的接入长度来改变接入阻值，所以可以起到保护电路元件安全和改变电路中电流和电路两端电压的作用。

(2)[4][5]电流表示数几乎为零，说明电路故障为断路，电压表示数接近3V，说明电压表与电源在电路中，则故障为R2断路。

(3)[6]在“探究电流与电阻的关系”实验时，需要保持定值电阻R2两端电压一定，更换定值电阻，分析表中数据发现，第4次实验定值电阻的阻值大于前面三次，但是通过的电流大

于第三次通过的电流，根据

U

I

R

可知，当电阻两端电压一定时，导体的电阻越大，通过

的电流应该越小才对，所以第4次实验的数据是错误的。

(4)[7]剔除错误数据后，分析表中数据发现，随着电阻的增大，通过的电流越小，可得到结论：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。

(5)[8]分别收集不同定值电阻两端的电压分别为1V、2V、3V的三个小组电流与电阻的关系的多组数据，比较电流与电阻的关系，这样得出的结论更具有普遍性，所以小田的方案更合理。

6．某实验小组在“探究电流与电阻的关系”实验中，按如图甲所示的电路图正确连接电路，逐次将不同阻值的电阻R接在a、b间，每次闭合开关前，滑动变阻器的滑片均移到阻值最大端。

(1)当接入的电阻R为5Ω时，闭合开关，电流表无示数，电压表示数如图乙所示，移动滑片，两表指针保持不动。若电路中只有一处故障，则故障是______；电源两端的电压为______V；

(2)排除故障后进行如下操作：

①闭合开关，记录电流表示数；

②移动滑片使电压表示数为U0时，记录电流表示数；

③当接入的电阻R分别为10Ω、15Ω时，闭合开关，重复步骤2；

④当接入的电阻R为R x时，闭合开关，电压表示数大于U0，记录电流表示数；

⑤利用测得的数据绘制出如图丙所示的图像；

(3)实验中，滑动变阻器消耗的最大功率为______W；

(4)仍使用原有器材，若使以上四个电阻都能为实验所用，应控制a 、b 之间的电压至少为______V 。

【答案】R 断路 6 1.8 4.5

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]闭合开关，电流表无示数，电压表有示数，移动滑片，两表指针保持不动，说明电路发生断路，且在电压表连接的两个接线柱之内，即电阻R 断路。

[2]由图乙可知，电压表量程的选则是0~15V ，分度值为0.5V ，电压表的示数为6V 。

(3)[3]由题意知，当刚闭合开关时，滑动变阻器滑片处于最大阻值处，根据图乙可知此时电路中的电流为0.3A ，可得到滑动变阻器的最大阻值为

6V-0.3A 5Ω==15Ω0.3A

ab U U R I -?=滑 当接入的电阻R 为R x 时，闭合开关，此时滑动变阻器的阻值最大，电压表示数大于U 0，由图知，电流表的示数为0.1A ；此时电路的总电阻为

16V ==60Ω0.1A

U R I =总 R x =R 总-R 滑=60Ω-15Ω=45Ω

由图知，电阻两端的控制电压为

U R =I 1R 1=0.6A×5Ω=3V

根据传亮电路电压的规律可知

U 滑=U -U R =6V-3V=3V

由图知，电路中的最大电流为0.6A ，所以滑动变阻器的最大功率为

P 滑=U 滑I 大=3V×0.6A=1.8W

(4)[4]由题意知，定值电阻的阻值不同，但两端的电压相同，当阻值为45Ω的定值电阻与整个滑动变阻器串联时，电路中的电流为

x 6V ==0.1A 45Ω+15Ω

U I R R =

+滑 定值电阻两端的电压为 U R =IR =0.1A×45Ω=4.5V

所以，为保证在滑动变阻器范围内完成本实验，定值电阻两端电压不能低于4.5V 。

7．小华做测量电阻的实验，电源电压为6V ，滑动变阻器标有“20Ω 1A ”字样。

(1)在图甲中用笔画线代替导线将实验电路连接完整。_______

(2)闭合开关前应将滑动变用器的滑片移动到_______端。

(3)闭合开关后，电压表示数如图乙所示，为准确测量这一电压，接下来小华应进行的操作是________。

(4)实验中，滑片置于某位置时，电压表示数突然变为0，而电流表示数不变。产生这一现象的原因是_________。

(5)下表五组数据中有一组数据不是本实验中测得的，它是第_______（填写表格中表示序号的数字）组，你判断的依据是_________。

序号12345

U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

I/A0.100.190.300.400.51

【答案】最左换接电压表的小量程

电压表断路 1 定值电阻两端的电压最小为2V

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]将电压表并联在定值电阻两端，将滑动变阻连入电路，如图所示

(2)[2]闭合开关前，滑动变阻器右边电阻丝连入电路，应将滑动变阻的滑片移动最左端。

(3)[3]由图乙知，电压表大量程分度值为0.5V ，示数为2V ＜3V ，为提高测量的准确程度，选用电压表的小量程。

(4)[4]实验中，滑片置于某位置时，电流表示数不变，说明电路是通路，电路中的总电阻不变，电压表示数突然变为0，说明电压表所在的支路断路。

(5)[5][6]由表中数据，根据欧姆定律，定值电阻

3.0V 10Ω0.30A

U R I ≈== 根据分压原理，当滑动变阻器的最大电阻连入电路中时，电压表示数最小，定值电阻两端的最小电压

10Ω6V 2V 1V 10Ω20Ω

R U U R R =?=?=>++最小滑 所以第1组数据不是本实验中测得的。

8．小明用图甲所示的电路，做伏安法测定值电阻实验。

(1)按图甲连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片后，电流表示数为0.3A ，此时电压表的示数如图乙所示，则定值电阻x R 的阻值为_________Ω；

(2)为了使测量结果更准确，小明进行了多次测量，记录了每次测量中电压表和电流表的数值，计算出每次测量所对应的x R 的阻值，再求x R 的________；

(3)小明又设计了另一种测量电阻x R 的方案，电路图如图丙所示，电路中定值电阻0R 的阻值已知，电源电压未知。请你完善下列相关操作步骤，并写出电阻x R 的表达式； ①断开1S ，闭合S 、2S ，用电压表测______两端电压， 读出电压表示数为1U ；

②_____________（填各开关的状态），用电压表测x R 两端电压，读出电压表示数为2U ； ③电阻x R 的阻值表达式为x R =________（用1U 、2U 、0R 表示）。

(4)小明在完成实验后，利用图丁所示的电路，测出了额定电流为I 额的小灯泡L 的额定功率。电路中定值电阻0R 的阻值已知，电源电压和滑动变阻器的最大阻值未知。请你完善下列相关操作步骤，并写出小灯泡L 的额定功率的表达式。

①断开2S ，闭合S 、1S ，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为_______，小灯泡L 正常发光；

②断开1S ，闭合S 、2S ，_______，读出电流表示数为1I ；

③断开1S ，闭合S 、2S ，调节滑片至最左端，读出电流表示数为2I ；

④小灯泡的额定功率的表达式为P =额

________（用I 额、1I 、2I 、0R 表示）。 【答案】15 平均值 电源 断开2S ，闭合S 、1S 2012

U R U U - I 额 保持滑动变阻器的滑片的位置不变 ()122101

I I I I I I R I ??--??额额 【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]由图乙知，电压表的量程为0～15V ，分度值为0.5V ，示数为4.5V ，则x R 的阻值为

x

x 4.5V 15Ω0.3A

R U R I === (2)[2]为了使测量结果更准确，小明进行了多次测量，记录了每次测量中电压表和电流表的数值，计算出每次测量所对应的x R 的阻值，再求x R 的平均值，这样可以减小误差。

(3)①[3]断开1S ，闭合S 、2S ，用电压表测电源两端电压， 读出电压表示数为1U 。 ②[4]断开2S ，闭合S 、1S ，用电压表测x R 两端电压，读出电压表示数为2U 。

③[5]由欧姆定律可得，电阻x R

x

0222x 0R 121200

R U U U U R R U U U I U U R R ====--

(4)①[6]断开2S ，闭合S 、1S ，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I 额。

②[7]断开1S ，闭合S 、2S ，保持滑动变阻器的滑片的位置不变，读出电流表示数为1I 。 ③[8]断开1S ，闭合S 、2S ，调节滑片至最左端时，电路中只有0R 接入电路，电源电压为

20U I R =

断开1S ，闭合S 、2S ，保持滑动变阻器的滑片的位置不变时，此时变阻器与0R 串联，根据串联电路分压特点，则有

000R

2010R 210R R 101

U U I R I R U I I R R U U I R I ---==== 则此时滑动变阻器接入电路的阻值为

2101

I I R R I -= 断开2S ，闭合S 、1S 时，此时小灯泡与变阻器串联，滑动变阻器两的电压为

()21R 01I I I U I R R I -'==

额额

此时小灯泡的额定电压为 ()21R 200L 1I I I U U U I R R I -'=-=-

额额

则灯的额定功率为 ()()1221021200L 11I I I I I I R I I I P U I I R R I I I ??---????==-=????

额额额额额额额

9．小明在探究“电流与电阻的关系”实验时，选取了如下器材：电源（电压恒为6V ）、定值电阻（5Ω、10Ω、 15Ω、20Ω的各一个 ）、滑动变阻器标有“30Ω 2A"、 电流表、电压表、开关、导线若干。

(1)要探究“电流与电阻的关系”，必须改变接入电路的定值电阻阻值大小，通过调节滑动变阻器接入电路的阻值来控制定值电阻两端的_____不变，测量并记录不同电阻所对应的电流。

(2)按电路图正确连接电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到____（ 选填“阻值最小”或“阻值最大”）端；闭合开关后，发现电压表有示数，电流表无示数。经检查，电流表、电压表连接无误，则电路存在故障可能是_____（ 选填“开关断路”、“定值电阻断路”或“滑动变阻器断路”）。

(3)排除故障后，小明首先将5Ω的定值电阻接入电路，调节滑动变阻器的滑片，使定值电阻两端的电压控制值为2V ，再将定值电阻由5Ω换成10Ω后，接下来应将滑动变阻器的滑片向____（ 选填“靠近”或“远离”）滑动变阻器接入电路的下接线柱方向移动，使电压表示数仍为2V ；当把15Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻进行第四次实验时，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电压表示数都超过2V 。若仍想成功完成第四次实验，在不更换现有电源和滑动变阻器的前提下，应重新设置定值电阻两端的控制电压的最小值为

_______V 。

(4)小明完成实验，分析记录的实验数据后，得出的结论是_________。

【答案】电压 阻值最大 定值电阻断路 远离 2.4 当电压一定时，通过导体中的电流与电阻成反比

【解析】

【分析】

(1)探究电流与电阻关系时，需控制电阻两端电压不变；

(2)为保护电路，闭合开关前滑片要置于阻值最大处；常见电路故障有断路与短路两种，根据电路故障现象分析电路故障原因；

(3)根据串联电路的分压特点，换接电阻后，应保持电压表的示数不变，根据串联分压的知识判断滑片的移动方向；根据滑动变阻器分压和串联电路电流相等特点分析解答；

(4)电流与电阻的关系：电压一定，电流与电阻成反比。

【详解】

(1)[1]要探究“电流与电阻的关系”时，需要通过调节滑动变阻器接入电路的阻值来控制定值电阻两端的电压不变。

(2)[2]为保护电路安全，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端。

[3]闭合开关，电流表无示数，说明电路存在断路，电压表有示数，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外电路不存在断路，则与电压表并联的定值电阻断路。

(3)[4]将5Ω电阻换成10Ω后，电压表的示数会变大，所以应该增大滑动变阻器的阻值，即应将滑动变阻器的滑片P 向远离滑动变阻器接入电路的下接线柱方向移动，使电压表仍为原来的示数不变。

[5]当把15Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻，滑动变阻器的滑片移到最大阻值30Ω时，根据串联分压原理可知，此时电压表的示数

4V 420Ω6V 2.4V 30Ω20Ω

R U U R R ==?='++ 则应重新设置定值电阻两端的控制电压的最小值为2.4V 。

(4)[6]分析记录的实验数据后，得出的结论是当电压一定时，通过导体中的电流与电阻成反比。

10．小明在“探究电流与电阻关系”的实验中，准备了如下实验器材：干电池，标有“15Ω 1A”字样的滑动变阻器，阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻．

（1）小明连接了下面的电路，其中有一条导线连接有误，请将连接错误的导线打“×”并画出正确连线．

（___）

（2）排除故障后，小明将5Ω定值电阻连入电路，将滑动变阻器的滑片移动到_____（选填a”或“b”）端，再闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为某一定值，此时电流表的示数如图乙，示数为_____A．

（3）接下来断开开关，取下5Ω的定值电阻，分别把它换成10Ω、20Ω的定值电阻，闭合开关，调节滑动变阻器，控制_____（选填“电流表”或“电压表”）示数不变，分别读取相应的电流表示数，记录在表中：

实验次数123

电阻R/Ω51020

电流I/A0.20.1

（4）由数据可知：当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成_____．（5）小明想用一块电流表和一个定值电阻R0测未知电阻R x的阻值，于是他和同组同学设计了如图丙所示的电路图，并进行如下实验操作：

①闭合S、S1，此时电流表的示数为I；

②闭合S、断开S1，此时电流表的示数为I1；

③求未知电阻R x的表达式为：R x＝_____．（用R0、I、I1表示）

【答案】（1）（2）b；0.4；（3）电压表；

（4）反比；（5）③()

11

1

I I R

I

-

【解析】

【分析】

（1）电压表与定值电阻并联且正进负出；

（2）为保护电路，变阻器连入电路中电阻最大；根据电流表小量程计读数；

（3）研究电流与电阻的关系时，要控制电压表示数不变，由欧姆定律的变形公式，求出电压表示数；

连接电路过程中，应该断开开关，并且将滑动变阻器阻值调到最大；

（4）由表中数据得出结论；

（5）在没有电压表时，使定值电阻与待测电阻并联，根据电流表和定值电阻的示数计算出电压，然后根据公式

U

R

I

=计算出其电阻．

【详解】

(1)如图的电路中，电压表与滑动变阻器并联了，是错误的，将电压表与定值电阻并联，即电压表的中间接线柱应连接到定值电阻的左端，如图：

(2)排除故障后,小明将5Ω定值电阻连入电路,根据保户电路的原则，应将滑动变阻器的滑片移动到b端，即阻值最大端,再闭合开关；

调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为某一定值,此时电流表的示数如图乙，由电路图知电流表使用小量程，分度值为0.02A,指针在第二大格处，所以示数为0.4A．

(3)接下来断开开关,取下5Ω的定值电阻,分别把它换成10Ω、20Ω的定值电阻，闭合开关；因为研究电流与电阻的关系时，应控制电阻两端的电压不变，所以调节滑动变阻器,控制电压表的示数不变．

(4)由数据可知，每一次的电流与电阻的乘积都相等，即

0.4A5Ω0.2A10Ω0.1A20Ω

?=?=?；

所以可得结论：当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比．

(5)①闭合S、S1，此时电流表的示数为I，由图知，此电流为干路电流，即干路电流为I；

②闭合S、断开S1,此时电流表的示数为I1，即未知电阻的电流为I1；

根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和知，R0的电流为：1

I I

-；

则电源电压为：()

0010

U I R I I R

==-；

③根据

U

R

I

=得未知电阻的表达式为：

()

10

1

X

X

I I R

U

R

I I

-

==

【点睛】

研究欧姆定律的实验中注意控制变量法的应用，即分别控制电阻不变和电压不变，据此分析滑动变阻器滑片的调整方向；在没有电压表测量未知电阻时，关键得出未知电阻两端的电压，所以要根据并联电路电压相等的特点设计并联电路．