【初三物理】欧姆定律——电流与电压、电阻之间的关系实验典型题型
——子木老师
一．实验探究题（共10小题）
1．在做“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中，实验器材有：学生电源（3V不变），电流表、电压表、定值电阻四只（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω各一只），滑动变阻器M（10Ω1A），滑动变阻器N（20Ω1A），开关、导线若干。
（1）请你用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整，要求滑片P向B端移动时电路中电流变大。
（2）实验过程中，使用不同定值电阻进行探究时，调节滑动变阻器的阻值，使电阻R两端电压保持不变，这种方法是 （填字母编号）；
A．转换法 B．控制变量法 C．等效替代法
（3）某次实验中，连接好电路，闭合开关时，发现电流表示数几乎为零，电压表示数约3V，调节滑动变阻器的阻值，两电表示数均无明显变化，电路故障原因可能是 ；
（4）排除故障后，更换不同定值电阻进行了实验，记录实验数据如表：
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实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
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电阻/Ω |
5 |
10 |
20 |
25 |
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电流/A |
0.40 |
0.20 |
0.10 |
0.08 |
分析表中数据可得到的结论是： ；
（5）实验中选择的滑动变阻器应是 （选填“M”或“N”）。
2．小明同学在做“探究电流与电压的关系”实验时，准备了以下器材：干电池（1.5V）两节，电流表（0～0.6A 0～3A）、电压表（0～3V 0～15V）、滑动变阻器（20Ω、2A）、定值电阻（5Ω）、开关各一只、导线若干。根据图甲所示的电路图进行实验。
（1）用笔画线代替导线，按照图甲所示电路，将乙图中的实物图连接完整。
（2）连接电路。闭合开关前，滑动变阻器滑片P应处于 （选填“A”或“B”）端。
（3）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 。
（4）实验过程中，要使电压表示数逐渐变大，滑动变阻器滑片P应向 （选填“左”或“右”）移动。
（5）实验过程中，电流表的示数如图丙所示，此时电路中的电流为 A。
（6）试验中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值如表所示。老师看后说其中一次是错误的。帮小明分析出错的是第 次，原因是 。
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实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
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电压U/V |
0.5 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
3.0 |
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电流I/A |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
3．小华同学为了探究“电流与电阻的关系”，设计了如图甲的实验电路，她在学校实验室找来了如下一些实验器材：电压恒为3V的电源，电流表、电压表各一只，一个开关，阻值分别为10Ω，20Ω，50Ω的定值电阻各一个，滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样，导线若干。
（1）请你用笔画线代替导线，将图乙中的实物连接完整。
（2）在连接实验电路时，小华应将开关处于 状态。闭合开关前，应将滑动变阻器滑片滑到最 端（选填“左”或“右”）。
（3）小华连接好电路，闭合开关后，移动滑变阻器滑片时，发现电流表指针正常偏转，电压表示数为零，则发生这种故障的原因可能是 。
（4）故障排除后，小华先把10Ω的电阻接入电路，移动滑变阻器滑片，使电压表示数为2V，读出电流表示数后，断开开关，她直接拆下10Ω的电阻，改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验，闭合开关，电压表示数如图丙所示，其示数是 V，要完成这次实验，接下来她应将变阻器滑片向 端（选填“左”或“右”）移动，使电压表的示数为 V。
（5）当小华改用50Ω的电阻继续实验时，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，都无法使电压表示数达到实验要求的值，你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是（ ）
A．滑动变阻器的阻值太大 B．电压表量程选小了
C．滑动变阻器的阻值太小 D．滑动变阻器烧坏了
（6）小华解决了上述问题后，完成了实验。利用收集到的多组数据。作出了如图丁所示的电流I随电阻R变化的关系图象。分析图象得出了电流与电阻的关系是 。
4．物理兴趣小组的同学们在探究“电流与电阻的关系”的实验中，设计了如图所示的电路。已知电源电压为4.5V保持不变，所给的定值电阻的阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω，不同的定值电阻两端的控制电压恒为2.5V。
（1）在连接电路的过程中，开关应处于 状态。
（2）他们在电路连接好后，闭合开关，发现电压表无示数，电流表有明显示数，且电路中只有一处故障，则故障原因可能是 。
（3）实验中，他们将10Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻后，同时应将滑动变阻器R2的滑片P向 端移动到适当位置。（选填“A”或“B”）
（4）为了使所给的四个定值电阻都能进行实验，滑动变阻器R2的最大阻值至少应为 Ω。
5．.小明同学在做“探究电流与电压的关系”实验时，准备了以下器材：干电池（1.5V）两节，电流表（0～0.6A0～3A）、电压表（0～3V0～15V）、滑动变阻器（20Ω、2A）、定值电阻（5Ω）、开关各一只、导线若干。根据图甲所示的电路图进行实验。
（1）用笔画线代替导线，按照图甲所示电路，将乙图中的实物图连接完整。
（2）连接电路。闭合开关前，滑动变阻器滑片P应处于 （选填“A”或“B”）端。
（3）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 。
（4）实验过程中，要使电压表示数逐渐变大，滑动变阻器滑片P应向 （选填“左”或“右”）移动。
（5）实验过程中，电流表的示数如图丙所示，此时电路中的电流为 A。
（6）试验中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值如表所示。老师看后说其中一次是错误的。帮小明分析出错的是第 次，原因是 。
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实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
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电压U/V |
0.5 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
3.0 |
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电流I/A |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
6．小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
（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）实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象。
①由图象可以得出结论：电压一定时， 。
②上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，接下来的操作是 ，然后将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为 V时，读出电流表的示数。
（3）为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器。
7．小谢利用图甲所示的电路做“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。
（1）图乙是未连接好的电路，请在图上用笔画线代替导线连接好电路。
（2）探究电流与电压的关系，应控制不变的量是 。同时 ，使电压表的示数增大，并记下电流表的示数。
（3）研究电流和电阻的关系时，要移动变阻器R′的滑片，其目的是 。
（4）探究电流与电阻的关系的实验过程中，当A、B两点间的电阻R由5Ω更换为10Ω后，为了探究上述问题，他应该采取的正确操作是
A．保持滑动变阻器的滑片不动
B．将滑动变阻器的滑片适当向左移动
C．将滑动变阻器的滑片适当向右移动
D．适当增加电池的节数
8．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，应将滑动变阻器的滑片P移到 （选填“A”或“B”）端
（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
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实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
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电压U/V |
0.7 |
1 |
1.1 |
1.5 |
1.7 |
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电流I/A |
0.18 |
0.20 |
0.26 |
0.30 |
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
9．为了研究通过导体的电流与导体两端的电压的关系，小晨设计了如图甲所示的电路。电路电压恒为6V，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器。
（1）闭合开关后，移动滑片P，发现两电表示数始终如图乙所示，原因是将滑动变阻器的 （填字母）两个接线柱接入了电路。
（2）改正错误后，小晨继续实验，将有关实验数据标记在图丙上。分析图丙可知，他所选择的滑动变阻器的规格是 （选填字母）。
A.10Ω 2A B.25Ω 2A C.50Ω 0.5A
（3）图丙中，阴影部分的面积大小表示 。
10．某实验小组用图甲所示电路进行“探究电流与电阻的关系”实验。
（1）请将图甲连接完整，要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大。
（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片P应该位于 端（选填“A”或“B”）。
（3）闭合开关后，同学们发现，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电流表始终没有示数，电压表示数接近电源电压，原因可能是 。
（4）排除故障后，先将5Ω定值电阻接入电路，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所示，为 A。
（5）接下来断开开关，取下5Ω的定值电阻，换成10Ω的定值电阻，闭合开关，应向 （选填“A”或“B”）端移动滑片，直至电压表示数为 V时，读出电流表的示数。再更换20Ω定值电阻继续实验，实验数据记录在表格中。由实验数据可知：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 。
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实验次数 |
1 |
2 |
3 |
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R/Ω |
5 |
10 |
20 |
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I/A |
0.2 |
0.1 |
（6）该小组想用一块电流表和一个定值电阻R0，测未知电阻Rx的阻值。于是他们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和S1，此时电流表的示数为I1。
②闭合S断开S1，此时电流表的示数为I2。
③请用已知量R0和测出量I1、I2表示出未知电阻Rx的表达式，则Rx＝ 。
参考答案
一．实验探究题（共10小题）
1．在做“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中，实验器材有：学生电源（3V不变），电流表、电压表、定值电阻四只（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω各一只），滑动变阻器M（10Ω1A），滑动变阻器N（20Ω1A），开关、导线若干。
（1）请你用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整，要求滑片P向B端移动时电路中电流变大。
（2）实验过程中，使用不同定值电阻进行探究时，调节滑动变阻器的阻值，使电阻R两端电压保持不变，这种方法是 B （填字母编号）；
A．转换法 B．控制变量法 C．等效替代法
（3）某次实验中，连接好电路，闭合开关时，发现电流表示数几乎为零，电压表示数约3V，调节滑动变阻器的阻值，两电表示数均无明显变化，电路故障原因可能是 R断路 ；
（4）排除故障后，更换不同定值电阻进行了实验，记录实验数据如表：
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实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
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电阻/Ω |
5 |
10 |
20 |
25 |
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电流/A |
0.40 |
0.20 |
0.10 |
0.08 |
分析表中数据可得到的结论是： 在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比 ；
（5）实验中选择的滑动变阻器应是 N （选填“M”或“N”）。
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【答案】见试题解答内容
【分析】（1）使滑动变阻器与定值电阻串联，滑片P向B端移动时电路中电流变大，说明滑动变阻器接入电路的阻值减小，故将B接线柱接入电路；
（2）要探究电流与电阻的关系，运用控制变量法；
（3）无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数为零，说明电路出现断路，并且断路在电压表两接线柱之间；
由表格数据可知电流表使用的量程，由电流表量程和分度值读出其示数；
（4）研究电流跟电阻关系时，控制电压不变，分析电流和电阻的变化关系得出结论；
（5）根据表格中数据，用公式U＝IR计算出导体两端的电压；
根据串分压的知识，当定值电阻的阻值最大时，所需的滑动变阻器的阻值也最大，结合欧姆定律的知识计算得出。
【解答】解：（1）将滑动变阻器的B接线柱与定值电阻的右接线柱相连，如下图所示：
（2）导体中电流跟电阻和电阻两端电压有关，所以实验中要使用控制变量法，故B正确，AC错误；
（3）闭合开关，无论怎样移动滑片，且电压表始终为3V，电流表示数为零，说明电压表串联在了电路中，电流太小电流表显示不出来，则故障的原因可能是R断路；
（4）研究电流跟电阻之间的关系，电流的变化倍数与电阻变化倍数的倒数相等，故可得结论：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
（5）电压表的示数保持不变，由表格中数据知，UR＝I1R1＝5Ω×0.4A＝2V；
根据串分压的知识，当定值电阻的阻值最大为25Ω时，所需滑动变阻器的阻值最大，此时电路中电流为0.08A，
所以R滑＝
＝
＝12.5Ω，因此选择滑动变阻器N。
故答案为：（1）见上图；（2）B；（3）R断路；（4）在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（5）N。
【点评】本题是探究“导体中电流跟电阻的关系”的实验，考查了电路连接、实验方法、电表读数、数据分析等，考查全面，难度不大，这个实验是常考题，能灵活运用控制变量是关键。
2．小明同学在做“探究电流与电压的关系”实验时，准备了以下器材：干电池（1.5V）两节，电流表（0～0.6A 0～3A）、电压表（0～3V 0～15V）、滑动变阻器（20Ω、2A）、定值电阻（5Ω）、开关各一只、导线若干。根据图甲所示的电路图进行实验。
（1）用笔画线代替导线，按照图甲所示电路，将乙图中的实物图连接完整。
（2）连接电路。闭合开关前，滑动变阻器滑片P应处于 B （选填“A”或“B”）端。
（3）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 定值电阻断路 。
（4）实验过程中，要使电压表示数逐渐变大，滑动变阻器滑片P应向 左 （选填“左”或“右”）移动。
（5）实验过程中，电流表的示数如图丙所示，此时电路中的电流为 0.3 A。
（6）试验中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值如表所示。老师看后说其中一次是错误的。帮小明分析出错的是第 1 次，原因是 电压最小应是0.6V，电流为0.12A 。
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实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
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电压U/V |
0.5 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
3.0 |
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电流I/A |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
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【答案】见试题解答内容
【分析】（1）根据电路图连接实物电路图。
（2）为保护电路，连接电路时，要断开开关，闭合开关前，滑片要移到阻值最大处。
（3）常见的电路故障有断路与短路，根据电路故障现象分析电路故障原因。
（4）根据串联电路中，串联电压的特点分析。
（5）电流表读数时要看清选择的量程和对应的分度值，根据指针的位置读数。
（6）根据串联分压的特点分析。
【解答】解：（1）已知电流表选择0～0.6A，因此将电流表0.6A接线柱与定值电阻左端接线柱相连，把滑动变阻器B端接线柱与定值电阻右端接线柱接入电路，实物电路图如图所示。
（2）在连接电路的各元件时，开关应处于断开状态；闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于B端，这样可以起到 保护电路的作用。
（3）闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，电流表无示数，说明电路存在断路；电压表的指针有明显的偏转，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，则与电压表并联的电阻断路。
（4）已知定值电阻与滑动变阻器串联，根据串联分压的特点可知，实验过程中，要使电压表示数逐渐变大，应减小滑动变阻器两端电压，则滑动变阻器滑片P应向左移动；
（5）图中电流表选择的是0～0.6A量程，对应的分度值都是0.02A；则这时的电流为0.3A。
（6）已知滑动变阻器（20Ω、2A）、定值电阻（5Ω）、干电池（1.5V）两节，即电源电压为3V，
由图可知，滑动变阻器与定值电阻串联，在第一次实验时，滑动变阻器调到阻值最大处，即20Ω，因为定值电阻为5Ω，其电阻之比为4：1，根据串联分压的特点可知，定值电阻两端电压为
×3V＝0.6V，即出错的是第1次，原因是定值电阻两端电压最小为0.6V，电流为0.12A。
故答案为：（1）见上图；（2）B；（3）定值电阻断路；（4）左；（5）0.3；（6）1；电压最小应是0.6V，电流为0.12A。
【点评】本题考查了连接实物电路图、实验注意事项、电路故障分析、电表读数、实验数据分析等，是实验的常考问题，一定要掌握；对电表进行读数时要先确定其量程与分度值，然后再读数，读数时视线要与电表刻度线垂直。
3．小华同学为了探究“电流与电阻的关系”，设计了如图甲的实验电路，她在学校实验室找来了如下一些实验器材：电压恒为3V的电源，电流表、电压表各一只，一个开关，阻值分别为10Ω，20Ω，50Ω的定值电阻各一个，滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样，导线若干。
（1）请你用笔画线代替导线，将图乙中的实物连接完整。
（2）在连接实验电路时，小华应将开关处于 断开 状态。闭合开关前，应将滑动变阻器滑片滑到最 右 端（选填“左”或“右”）。
（3）小华连接好电路，闭合开关后，移动滑变阻器滑片时，发现电流表指针正常偏转，电压表示数为零，则发生这种故障的原因可能是 R处发生短路 。
（4）故障排除后，小华先把10Ω的电阻接入电路，移动滑变阻器滑片，使电压表示数为2V，读出电流表示数后，断开开关，她直接拆下10Ω的电阻，改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验，闭合开关，电压表示数如图丙所示，其示数是 2.4 V，要完成这次实验，接下来她应将变阻器滑片向 右 端（选填“左”或“右”）移动，使电压表的示数为 2 V。
（5）当小华改用50Ω的电阻继续实验时，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，都无法使电压表示数达到实验要求的值，你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是（ C ）
A．滑动变阻器的阻值太大 B．电压表量程选小了
C．滑动变阻器的阻值太小 D．滑动变阻器烧坏了
（6）小华解决了上述问题后，完成了实验。利用收集到的多组数据。作出了如图丁所示的电流I随电阻R变化的关系图象。分析图象得出了电流与电阻的关系是 电压一定时，导体中的电流与电阻成反比 。
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【答案】见试题解答内容
【分析】（1）分析图甲所示电路结构，明确各电路元件的连接方式，然后连接实物电路图。
（2）连接电路时，开关需处于断开状态；闭合开关前将滑动变阻器的滑片达到最大阻值处，是为了让电路中有较大的电阻，防止电路中电流过大而烧坏用电器。
（3）电流表指针发生明显偏转说明电路是通路，电压表无示数说明电压表被短路，据此进行解答；
（4）根据串分压的知识，定值电阻的阻值变大，两端电压变大，要保持其两端电压不变，应增大变阻器的阻值；
（5）根据滑动变阻器的最大阻值与定值电阻阻值间的关系，由串联电路的分压原理分析电压表不能达到要求的原因。
（6）分析图丙中图象，曲线上每一点对应的电流和电阻的乘积相等，说明电压一定时，导体中的电流与电阻成反比。
【解答】解：（1）由图甲所示电路图可知，定值电阻R与滑动变阻器串联，电压表与定值电阻并联，电流表串联在电路中，根据电路图连接实物电路图，如图所示。
（2）在连接电路时开关应处于断开状态，这是为了防止电路中有短路的地方而导致损坏用电器；
通常在使用前应将电阻值调至最大阻值处的右端；
（3）如果R发生短路，电路是通路，电流表有示数，电压表指针不偏转，故发生这种故障的原因可能是R处发生短路；
（4）由图可知，电压表所选量程为0～3V，根据指针位置可知，其示数是2.4V，
拆下阻值为10Ω的电阻改换成阻值为2OΩ的电阻。闭合开关，电压表的示数会变大，应增大滑动变阻器的阻值，则应将变阻器滑片向右移动，使电压表的示数不变为2V；
（5）当改用50Ω的电阻时，电路中的电流I＝
＝
＝0.04A
滑动变阻器的阻值为：R滑＝
＝
＝25Ω
无法使电压表的示数达到实验要求的值，可能由于滑动变阻器的最大阻值太小，把滑动变阻器阻值全部接入电路时，滑动变阻器分得的电压还是较小，不能使电阻两端达到要求的值，故选C；
（6）分析图丁图象，曲线上每点对应的电流和电阻的乘积都等于2.0V，说明电压一直保持在2.0V，此时导体中的电流与电阻成反比。
故答案为：（1）见上图；（2）断开；右；（3）R处发生短路；（4）2.4；右；2；（5）C；（6）电压一定时，导体中的电流与电阻成反比。
【点评】本题考查了连接实物电路图、实验数据处理、实验操作分析、实验操作改进等问题，实验操作分析及实验改进措施是本题的难点，要根据串联电路的分压原理认真分析，然后提出改进措施。
4．物理兴趣小组的同学们在探究“电流与电阻的关系”的实验中，设计了如图所示的电路。已知电源电压为4.5V保持不变，所给的定值电阻的阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω，不同的定值电阻两端的控制电压恒为2.5V。
（1）在连接电路的过程中，开关应处于 断开 状态。
（2）他们在电路连接好后，闭合开关，发现电压表无示数，电流表有明显示数，且电路中只有一处故障，则故障原因可能是 R1短路 。
（3）实验中，他们将10Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻后，同时应将滑动变阻器R2的滑片P向 B 端移动到适当位置。（选填“A”或“B”）
（4）为了使所给的四个定值电阻都能进行实验，滑动变阻器R2的最大阻值至少应为 32 Ω。
【考点】探究电流与电压、电阻的关系实验．菁优网版权所有
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）连接电路时，为了安全起见，开关必须断开；
（2）电流表有示数，说明电路为通路；电压表无示数，说明电压表被短路，据此判断故障的位置；
（3）根据串分压的知识，若电阻变大，两端分得的电压将变大，电压表的示数变大，为保持电压表的示数不变，应增大滑动变阻器的阻值；
（4）根据串联电路分压规律和欧姆定律可知，当改用40Ω的电阻时，滑动变阻器的最大阻值最大，据此求出滑动变阻器R2的最大阻值至少是多大。
【解答】解：（1）连接电路时，为了安全起见，开关必须断开；
（2）电流表有示数，说明电路为通路；电压表无示数，说明电压表被短路，因此与电压表并联的R1发生了短路；
（3）将10Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻后，两端的电压将变大，所以电压表的示数大于2.5V；
要减小电阻两端的电压，应增大滑动变阻器的阻值，使滑动变阻器两端电压变大，故将滑片向B端滑动；
（4）探究电流和电阻的关系，需保持导体两端的电压不变，根据串分压的知识，当导体电阻为40Ω时，所需滑动变阻器的阻值最大；
由欧姆定律可知，电路中的电流：I＝
＝
＝0.0625A；
滑动变阻器接入电路的最大阻值：R最大＝
＝
＝32Ω。
故答案为：（1）断开；（2）R1短路；（3）B；（4）32。
【点评】此题是探究“电流跟电阻的关系”，考查了滑动变阻器的连接及控制变量的方法的应用，关键是能根据根据串联电路分压规律确定滑动变阻器最大阻值的计算。
5．.小明同学在做“探究电流与电压的关系”实验时，准备了以下器材：干电池（1.5V）两节，电流表（0～0.6A0～3A）、电压表（0～3V0～15V）、滑动变阻器（20Ω、2A）、定值电阻（5Ω）、开关各一只、导线若干。根据图甲所示的电路图进行实验。
（1）用笔画线代替导线，按照图甲所示电路，将乙图中的实物图连接完整。
（2）连接电路。闭合开关前，滑动变阻器滑片P应处于 B （选填“A”或“B”）端。
（3）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 定值电阻断路 。
（4）实验过程中，要使电压表示数逐渐变大，滑动变阻器滑片P应向 左 （选填“左”或“右”）移动。
（5）实验过程中，电流表的示数如图丙所示，此时电路中的电流为 0.3 A。
（6）试验中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值如表所示。老师看后说其中一次是错误的。帮小明分析出错的是第 1 次，原因是 电压最小应是0.6V，电流为0.12A 。
|
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
电压U/V |
0.5 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
3.0 |
|
电流I/A |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
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【答案】见试题解答内容
【分析】（1）根据定值电阻正常发光时的电流确定电流表量程，把电流表、滑动变阻器串联接入电路；
（2）连接电路时要断开开关，闭合开关前，滑动变阻器滑片要置于最大阻值处；
（3）电压表有示数说明电压表两接线柱与电源之间是通路，电流表无示数、灯泡不亮说明电路断路，即电压表并联部分断路，据此进行解答；
（4）要使电压表示数变大，滑动变阻器接入电路的电阻需减小；
（5）根据电流表的量程和分度值读出图丙电流表的示数；
（6）根据串联分压的特点分析。
【解答】解：（1）由图可知，电压表所选量程为0～3V，
定值电阻的最大电流约为I＝
＝
＝0.6A，电流表应选0～0.6A量程，把电流表、滑动变阻器串联接入电路，实物电路图如图所示。
（2）连接电路过程中，开关应断开，接通电路前还应把滑动变阻器滑片调节到B端，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大。
（3）电压表有示数则电压表两接线柱与电源之间是通路，电流表无示数则电路断路，即电压表并联部分断路，定值电阻断路；
（4）要使电压表示数变大，滑动变阻器接入电路的电阻需减小，故滑片P应向左端移动；
（5）图丙电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A；
（6）已知滑动变阻器（20Ω、2A）、定值电阻（5Ω）、干电池（1.5V）两节，即电源电压为3V，
由图可知，滑动变阻器与定值电阻串联，在第一次实验时，滑动变阻器调到阻值最大处，即20Ω，因为定值电阻为5Ω，其电阻之比为4：1，根据串联分压的特点可知，定值电阻两端电压为
×3V＝0.6V，即出错的是第1次，原因是定值电阻两端电压最小为0.6V，电流为I＝
＝
＝0.12A。
故答案为：（1）见上图；（2）B；（3）定值电阻断路；（4）左；（5）0.3；（6）1；电压最小应是0.6V，电流为0.12A。
【点评】本题考查了连接实物电路图、实验注意事项、电路故障分析、电表读数、实验数据分析等，是实验的常考问题，一定要掌握；对电表进行读数时要先确定其量程与分度值，然后再读数，读数时视线要与电表刻度线垂直。
6．小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
（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）实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象。
①由图象可以得出结论：电压一定时， 导体中的电流与电阻成反比 。
②上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，接下来的操作是 断开开关 ，然后将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为 2.5 V时，读出电流表的示数。
（3）为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于 35 Ω的滑动变阻器。
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【答案】见试题解答内容
【分析】（1）图乙中还未连入的元件有电压表和滑动变阻器，电压表应并联到定值电阻两端，滑动变阻器按照“一上一下”连入电路。
（2）①分析图丙中图象，曲线上每一点对应的电流和电阻的乘积相等，说明电压一定时，导体中的电流与电阻成反比。
②每次实验后，必须断开开关，把滑片拨到最大阻值处，然后再更换电阻；闭合开关后，还要调节滑片，使定值电阻两端的电压保持不变。
（3）根据电源电压以及每次定值电阻两端的电压，利用串联分压可求出滑动变阻器的最小阻值。
【解答】解：（1）电压表的“3”接线柱已接入电路，需要把“﹣”接线柱接到定值电阻的右边接线柱，使电压表并联在定值电阻两端；滑动变阻器下面的接线柱已连入电路，只要把上面任意一个接线柱与定值电阻右边的接线柱相连即。要注意导线不要交叉。连好的实物图如下图所示。
（2）①分析图丙图象，曲线上每点对应的电流和电阻的乘积都等于2.5V，说明电压一直保持在2.5V，此时导体中的电流与电阻成反比。
②更换电阻时，必须先断开开关；换好定值电阻后，闭合开关，并移动滑片，使电压表的示数为2.5V。
（3）当定值电阻R＝25Ω时，由图丙可知，此时电路中的电流I＝0.1A，
则电路中的总电阻为：R总＝
＝
＝60Ω，
所以滑动变阻器的最大阻值不能小于：R滑＝R总﹣R＝60Ω﹣25Ω＝35Ω。
故答案是：（1）实物电路连接如图所示：
（2）①导体中的电流与电阻成反比；
②断开开关；2.5；
（3）35。
【点评】该题通过实验探究考查了电学元件的使用、分析图象获取信息的能力，难度不大，但需认真、细心分析。
7．小谢利用图甲所示的电路做“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。
（1）图乙是未连接好的电路，请在图上用笔画线代替导线连接好电路。
（2）探究电流与电压的关系，应控制不变的量是 电阻 。同时 移动滑动变阻器滑片 ，使电压表的示数增大，并记下电流表的示数。
（3）研究电流和电阻的关系时，要移动变阻器R′的滑片，其目的是 控制电阻两端电压相同 。
（4）探究电流与电阻的关系的实验过程中，当A、B两点间的电阻R由5Ω更换为10Ω后，为了探究上述问题，他应该采取的正确操作是 C
A．保持滑动变阻器的滑片不动
B．将滑动变阻器的滑片适当向左移动
C．将滑动变阻器的滑片适当向右移动
D．适当增加电池的节数
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【答案】见试题解答内容
【分析】（1）变阻器按一上一下接入电路中与电阻串联，根据电源电压为3V确定电压表选用小量程与电阻并联；
（2）（3）（4）电流与电阻和电压有关，研究电流与其中一个因素的关系时，要控制另外的因素不变；
根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向。
【解答】解：（1）变阻器按一上一下接入电路中与电阻串联，电源电压为3V，故电压表选用小量程与电阻并联，如下所示：
（2）探究电流与电压的关系，应控制不变的量是电阻，同时移动变阻器的滑片，使电压表的示数增大，并记下电流表的示数；
（3）研究电流和电阻的关系时，要控制电阻的电压相同，要移动变阻器R′的滑片，其目的是控制电阻两端电压相同；
（4）根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，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，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数不变。选C。
故答案为：（1）如上图；（2）电阻；移动滑动变阻器滑片；（3）控制电阻两端电压相同；（4）C。
【点评】探究通过导体的电流与导体两端的电压、导体电阻的关系，考查电路连接、控制变量法的运用和操作过程，为中考的热点题型。
8．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，应将滑动变阻器的滑片P移到 B （选填“A”或“B”）端
（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 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
电压U/V |
0.7 |
1 |
1.1 |
1.5 |
1.7 |
|
电流I/A |
0.18 |
0.20 |
0.26 |
0.30 |
①图乙中电流的示数为 0.12 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 电阻一定时，电流与电压成正比 。
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： 控制变量法 。
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 B 。
A.1.5V＜U≤3V
B.1.3V＜U＜2.1V
C.1.3V＜U≤2.6V
D.2.1V＜U＜2.6V
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【答案】（1）B；（2）①0.12；②如上图所示；（3）①电阻一定时，电流与电压成正比：②控制变量法；③B。
【分析】（1）闭合开关前，滑片必须处于最大阻值处；
（2）①根据图乙中电流表选用小量程确定分度值读数；
②在坐标系中描点，画出I﹣U图象；
（3）①单独分析图丙中每条I﹣U图象为过原点的直线，据此得出结论；
②由上图知，当电压为0.8V时，找出对应的电流大小，结合电阻大小，考虑到误差因素，得出结论；
③根据欧姆定律可知3次实验中电阻的电压都小于电源电压3V，是因为电源有内阻，设电源本身的电压为E，对外提供的电压为U，根据串联电路的规律及欧姆定律可得电路的电流：
从而得出R与R′的电压表达式，进而得出
的代数式，
根据选择了5Ω和10Ω的定值电阻时，电源内阻之外的电阻获得的电压分别为2.1V和 2.4V，将已知量代入上式确定k他b，从而确定一次函数为表达式，
根据串联电路电压的规律和分压原理，当电阻20Ω时，变阻器连入电路的电阻最大为20Ω，这时的总电阻为40Ω，代入上式得出U；
变阻器与电阻的电阻相等，由分压原理得出电压表示数；
当电阻最小为5Ω时，电路的电流最大，变阻器连入电路的电阻最小，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代入这个关系式得出U的大小，从而得出为确保完成验证，则这个电压值U的范围。
【解答】解：（1）据题意可知，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、0.16A，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根据欧姆定律I＝
有U＝IR，3次实验中电阻的电压分别为2.1V、2.4V和2.6V，都小于电源电压3V，是因为电源有内阻，设电源本身的电压为E，对外（R与R′串联）提供的电压为U，根据串联电路的规律及欧姆定律可得：
电路的电流：
I＝
，
R与R′的电压为：
U＝
（R+R′）
则
＝
+
×
，
对外提供的电压U的倒数与串联电阻的倒数为一次函数的关系，即
＝k×
+b，
根据选择了5Ω和10Ω的定值电阻时，电源内阻之外的电阻获得的电压分别为2.1V和 2.4V，将已知量代入上式有：
＝k×
+b；
＝k×
+b；
解方程组得：
k＝
，b＝
﹣
，故这个一次函数为：
＝
×
+
﹣
，
按图甲实验，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，变阻器的电压也为一定值，由分压原理，定值电阻和变阻器的电压之比为一定值，故当电阻20Ω时，变阻器连入电路的电阻最大为20Ω，这时的总电阻为40Ω，代入上式得：
＝
×
+
﹣
，
U＝2.6V，变阻器与电阻的电阻相等，由分压原理，电压表示数为1.3V；
当电阻最小为5Ω时，电路的电流最大，变阻器连入电路的电阻最小，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代入这个关系式有：
＝
×
+
﹣
，U＝2.1V，
故为确保完成验证，则这个电压值U的范围为1.3V＜U＜2.1V。
选B。
故答案为：（1）B；（2）①0.12；②如上图所示；（3）①电阻一定时，电流与电压成正比：②控制变量法；③B。
【点评】本题通过导体的电流与电压、电阻的关系，考查注意事项、电流表读数、描点法作图、数据分析、控制变量法及欧姆定律的运用，最后一问难度大，体现了与高中知识的衔接，为压轴题。
9．为了研究通过导体的电流与导体两端的电压的关系，小晨设计了如图甲所示的电路。电路电压恒为6V，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器。
（1）闭合开关后，移动滑片P，发现两电表示数始终如图乙所示，原因是将滑动变阻器的 CD （填字母）两个接线柱接入了电路。
（2）改正错误后，小晨继续实验，将有关实验数据标记在图丙上。分析图丙可知，他所选择的滑动变阻器的规格是 B （选填字母）。
A.10Ω 2A B.25Ω 2A C.50Ω 0.5A
（3）图丙中，阴影部分的面积大小表示 R1的电功率为0.2W 。
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【答案】见试题解答内容
【分析】（1）移动滑片，电流表示数不变，说明滑动变阻器接入电路的阻值为零或为定值电阻；根据电压表的示数确定滑动变阻器接入电路的接线柱；
（2）根据图丙可知，当电路中电流最小时，滑动变阻器接入电路的阻值最大；根据串联电路电压规律和欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值；
（3）根据阴影部分可知，阴影面积等于电压和电流的乘积，据此判断阴影部分面积表示的含义。
【解答】解：（1）移动滑片，电流表示数不变，说明滑动变阻器接入电路的阻值为零或为定值电阻；
根据图乙可知，电压表的量程0～15V，分度值为0.5V，示数为6V，等于电源电压，因此滑动变阻器接入电路的阻值为零，即滑动变阻器的接线柱CD接入了电路；
（2）根据图丙可知，电路中的最小电流为0.2A，定值电阻两端电压为1V；
由串联电路电压规律和欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的最大阻值：R＝
＝
＝25Ω；故选B；
（3）根据图丙可知，阴影部分面积等于电流与电压的乘积，因此阴影部分的面积大小表示R1的电功率为0.2W。
故答案为：（1）CD；（2）B；（3）R1的电功率为0.2W。
【点评】本题考查滑动变阻器的正确使用、电压表的读数、欧姆定律和功率计算公式的应用，关键是能从图中读出有用信息。
10．某实验小组用图甲所示电路进行“探究电流与电阻的关系”实验。
（1）请将图甲连接完整，要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大。
（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片P应该位于 B 端（选填“A”或“B”）。
（3）闭合开关后，同学们发现，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电流表始终没有示数，电压表示数接近电源电压，原因可能是 定值电阻断路 。
（4）排除故障后，先将5Ω定值电阻接入电路，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所示，为 0.4 A。
（5）接下来断开开关，取下5Ω的定值电阻，换成10Ω的定值电阻，闭合开关，应向 B （选填“A”或“B”）端移动滑片，直至电压表示数为 2 V时，读出电流表的示数。再更换20Ω定值电阻继续实验，实验数据记录在表格中。由实验数据可知：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 反比 。
|
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
|
R/Ω |
5 |
10 |
20 |
|
I/A |
0.2 |
0.1 |
（6）该小组想用一块电流表和一个定值电阻R0，测未知电阻Rx的阻值。于是他们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和S1，此时电流表的示数为I1。
②闭合S断开S1，此时电流表的示数为I2。
③请用已知量R0和测出量I1、I2表示出未知电阻Rx的表达式，则Rx＝
。
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【答案】见试题解答内容
【分析】（1）将滑动变阻器与用电器串联，根据滑片向右移动时，连入电路的电阻变大确定其接线柱；
（2）为保护电路，变阻器连入电路中电阻最大；
（3）电流表无示数，可能是电流表断路或电流表之外的电路断路；再根据电压表有示数分析可知电路故障；
（4）根据电流表小量程计读数；
（5）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；
根据串联电路的分压作用判断出滑动变阻器的移动方向；
由表中数据得出结论；
（6）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R＝
计算出其电阻。
【解答】解：（1）滑动变阻器与电阻串联，要求滑片向右移动时，连入电路的电阻变大，所以应将滑动变阻器的A接线柱与开关的右接线柱相连，如下图所示：
（2）为保护电路，变阻器连入电路中电阻最大即B端；
（3）闭合开关，移动变阻器滑片P，发现电流表无示数，电路可有断路发生，而电压表有示数，说明电压表到电源两极间是通路，所以故障原因可能是定值电阻断路；
（4）同学们首先将5Ω定值电阻接入电路，将滑片P滑到b端，再闭合开关，调节滑片P，使电压表示数到达某一数值，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数0.4A；
（5）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，电压表示数U＝IR＝0.4A×5Ω＝2V；
根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
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B端移动，使电压表的示数为2V，读出电流表的示数；
由表格中数据发现：电阻为原来的几倍，通过的电流为原来的几分之一，故在电压一定时，电流与电阻成反比。
（6）①闭合S、S1，此时两电阻并联，电流表测量干路电流，示数为I1，
②闭合S、断开S1，此时为只有Rx工作的电路，电流表测量Rx的电流，示数为I2，可测出电源电压U＝I2Rx，
根据并联电路电流的规律知，R0的电流：I0＝I1﹣I2，则电源电压为U＝（I1﹣I2）R0
根据电源电压相等知：U＝U＝I2Rx＝（I1﹣I2）R0
未知电阻Rx的表达式为：Rx＝
。
故答案为：（1）如上所示；（2）B；（3）定值电阻断路；（4）0.4；（5）B；2；反比；（6）③
。
【点评】探究电流与电阻的关系，考查电路的连接、操作过程、注意事项、控制变量法的运用的及欧姆定律的应用等知识，其中（6）用一种电表测量电阻有一定的难度。
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