实验20 探究电流与电阻的关系实验原卷版.docx
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实验20探究电流与电阻的关系实验原卷版
实验剖析
实验二十、探究电流与电阻的关系
【提出问题】电流和电阻之间有什么样的关系？
【猜想假设】电流与电阻成反比。
【设计实验】使用控制变量法，即保持定值电阻两端的电压不变，研究电压不变时，电流与电阻的关系。
【电路设计】
【实验步骤】
①按图接好电路。
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，实物图如下所示。
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。
U=3V
次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5Ω
0.6
2
10Ω
0.3
3
15Ω
0.2
根据数据画出I-R图像。
【得出结论】电阻两端的电压一定时，电流与电阻成反比。
【考点方向】
1、滑动变阻器的作用：
①；②。
2、在闭合开关前滑动变阻器应将滑片置于端。
3、该实验中利用多个不同阻值电阻测出多组不同的数据，其目的是。
4、更换大电阻后如何滑动滑动变阻器的阻值：
。
5、连接好电路，闭合开关，发现电压表示数接近于电源电压，电流表几乎无示数，则故障为定值电阻R发生了。
6、为了避免来回更换电阻，带来的麻烦，我们可以使用来替换定值电阻。
7、电阻箱阻值改变后，发现无论怎样调节滑动变阻器都不能达到实验要求，若电路无故障，则引起这种情况的原因可能是。
8、电路中滑动变阻器阻最大值Rx的确定方法：
。
9、实验方法：
法：
。
10、结论：
在电压一定时，。
经典母题
某班同学做“探究电流与电阻的关系”的实验，某小组连接了如图甲所示的实物电路。
乙丙
（1）请在方框内画出对应的电路图（电阻箱符号为
）
（2）连接电路时，开关应 ，其目的是。
（3）连好电路后，将电阻箱调至某一阻值，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为一个适当的值U0，记录电流表的示数和 。
（4）改变电阻箱的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使 ，并记录相应数据。
（5）再次改变电阻箱阻值，发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片都不能达到（4）中的要求，引起这种情况的直接原因是 。
（6）重复步骤（4）多次实验，其目的是。
根据所得数据画出电流随电阻变化的图象如图乙所示。
你认为该小组实验时的U0= V。
（7）进一步研究发现由图线上的任一点和坐标轴围成的矩形“面积”大小都相等，由此可以得出的实验结论是 。
（8）以上实验过程中，所涉及到的实验探究方法是法，请再举出其他应用该探究方法的例子。
（9）实验结束后，小组间交流时，发现邻组在相同的坐标系中画出的图象如图丙所示，你认为图象不同的原因是 。
（5）
练习1：
（2020·齐齐哈尔）在“探究电流与电阻的关系”实验中，老师提供了两节新干电池、电流表、电压表、开关、两个滑动变阻器（规格为“10Ω1A”和“20Ω0.5A”），阻值为10Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个，一个标记模糊、阻值未知的定值电阻，以及导线若干。
（1）请根据图甲，用笔画线代替导线将实物图（图乙）连接完整。
（要求导线不交叉；当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大）
（2）将滑动变阻器阻值调到最大，闭合开关后，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，其原因可能是定值电阻 （选填“断路”或“短路”）。
（3）排除故障后，更换不同电阻进行实验，测得数据填入下面表格，第一次实验时，电流表的示数如图丙所示，为 A．当取下10Ω的定值电阻，换接上20Ω的定值电阻时，为控制定值电阻两端电压为
V不变，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）移动。
实验序号
1
2
3
电阻R/Ω
10
20
25
电流I/A
0.10
0.08
（4）由表中数据可知，导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 （选填“正比”或“反比”）。
（5）根据表格数据判断，实验中选用的滑动变阻器可能是 （选填“A”或“B”），
A．“10Ω1A”B．“20Ω0.5A”
（6）小亭同学在完成实验后，想知道标记模糊的定值电阻的阻值Rx（老师告知其阻值大于25Ω）。
此时电压表被另一组的同学借走，小亭经过思考，为减小测量误差，需要增大电源电压，于是找来一个能够使用的旧蓄电池组（其电压小于10V），巧妙的应用电流表和实验中选用的变阻器，以及其它现有的实验器材，设计了如图丁所示的电路，并计算出了该电阻的阻值。
具体操作如下：
①按电路图连接电路，电流表选择合适的量程，将滑动变阻器滑片P调至A端，闭合开关S，读出电流
表的示数为0.18A。
②将滑动变阻器滑片P调至B端，读出电流表的示数为0.30A。
③则Rx＝ Ω。
练习2：
（2020·遂宁）小红与小刚实验小组在探究“电流与电阻
关系”实验时，选择的实验器材有：
电源（电压恒定为3V）、电流表、电压表、开关、电阻箱、滑动变阻器（规格为“20Ω，2A”）和导线若干。
（1）图甲是他们设计的实验电路图，小刚根据电路图连接了如图乙的实验电路，小红检查时发现有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”，用笔划线代替导线正确连接_______（注意：
导线不能交叉）。
（2）改正错误后，他们将滑动变阻器阻值调到最大，电阻箱阻值调到5Ω，闭合开关，发现电压表有示数，电流表无示数，造成这一现象的原因可能是______（写出一条即可）；
（3）排除故障后进行实验，得到第一次实验数据如下表，接着他们将电阻箱阻值调到10Ω，闭合开关，调节滑片，直到电压表的示数为______V，此时电流表的示数如图丙所示，读数为______A；
（4）第三次实验，电阻箱接入电阻如图丁所示，读数
______
；
（5）分析表中数据得出
结论是：
电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成______；
（6）为了验证以上规律的可靠性，可以测量更多组数据，但电阻箱接入电路的阻值不得超过______
。
练习3：
（2020·天水）在“探究电流与电阻的关系”实验中：
（1）如图甲所示，请你用笔画线代替导线，将图中电路连接完整（请勿更改原有导线，导线不得交叉），
要求：
当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中的电流变大。
连接电路时，开关必须 。
（2）闭合开关后，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，其原因是。
（3）实验过程中，将5Ω的电阻接入电路中，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P至适当位置，此时电流表示数如图乙所示，则电流表示数为 A．将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片P向 （选填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为 V。
练习4.（2020·苏州）小明用如图甲所示电路探究电流与电阻的关系，电源电压3V，电阻R有4个阻值（5Ω、10Ω、15Ω、25Ω）供选用，滑动变阻器Rp规格为“10Ω2A”。
（1）开关闭合前，应将滑动变阻器滑片P移到最 （左/右）端；闭合开关后，小明发现电流表、电压表示数均为0，他将一根导线的一端接电源正极，另一端依次试触a、b、c、d各接线柱，当接触到d时，电压表开始有示数且为3V，电流表示数仍为0，经进一步检查，电流表及各接线处均完好，则电路中所有可确定的故障是 。
（2）排除故障并将问题元件进行同规格更换，此时R的阻值为5Ω．闭合开关，调节滑片P，使电压表示数到达某一数值，此时电流表示数如图乙所示，该示数为 A．接着将R阻值换成10Ω，向 （左/右）端移动滑动变阻器滑片，以保持电压表的示数不变。
（3）将R阻值换成15Ω重复上述操作。
三组数据如表所示，由此可得：
电压一定时，电流与电阻成 。
为提高结论的可靠性，换用阻值为25Ω的电阻继续上述实验，是否可行？
（可行/不可行）
（4）下列图象中，能大致反映本实验中各物理量之间关系的是 。
练习5.（2020·盐城）小明和小华一起探究电流与电阻的关系。
器材有新干电池两节，5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一只，“20Ω1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一只，导线若干。
（1）用笔画线代帯导线将甲图中电路补充完整，使滑动变阻器滑片向左移动时电阻减小（）；
（2）将滑动变阻器滑片移动到最______端。
闭合开关，小明发现电压表示数接近电源电压，可能是定值电阻R出现了______故障；
（3）排除故障后，移动滑动变阻器滑片，直至电压表示数
1V，此时电流表示数如图乙所示，大小为______A；
（4）小明逐一将10Ω和20Ω的电阻接入电路，继续进行实验。
当______Ω的电阻接入电路后，无法将电压表示数调节到1V。
于是，他改变定值电阻两端电压，重新依次进行实验。
调节后的电压值应该不低于______V；
（5）实验结束后，小华觉得可以通过调整顺序来避免实验中存在的问题。
合理的顺序是。
练习6.（2020·呼伦贝尔）某物理学习小组为了探究“电流与电阻的关系”，设计了如图甲所示的实验电路｡他们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5Ω､10Ω､15Ω､20Ω的定值电阻各一个，滑动变阻器“20Ω1A”一个，导线若干｡实验时连接的电路如图乙所示｡
（1）连接电路前，开关应______（选填“断开”或“闭合”）；
（2）实验中，改变滑动变阻器阻值的目的是使定值电阻两端的电压______；
（3）将5Ω､10Ω､15Ω､20Ω的定值电阻分别接入电路中，每一次都控制定值电阻两端的电压为2.5V；当拆下5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻接入电路时，如果保持滑动变阻器滑片的位置不变，会发现电压表的示数______（选填“大”或“小”）于2.5V，接下来应该移动滑片，使电压表示数回到2.5V，读出电流表的示数并记录数据……通过多次实验测得多组数据，并利用这些数据得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象，由数据和图象可以得到的结论是______；
（4）以上几次实验中记录电表示数时，当定值电阻消耗的电功率最小时，滑动变阻器接入电路的阻值为______Ω｡
练习7.（2020·黔西南州）小明用如下图所示的实验电路探究“电流与电阻的关系”。
（1）在方框内画出此实验电路图。
（2）连接电路时，开关应处于______状态，连接好电路后，闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于___端。
（3）闭合开关，移动滑动变阳器的滑片P发现：
电压表始终无示数，电流表有示数。
其原因可能是_____（填序号）．
A．滑动变阻器断路B．电阻R短路C．电阻R断路
（4）排除故障后，用5Ω的电阻替换R接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数为1.5V时，电流表指针位置如图乙所示，将电流表示数填入下表中。
（5）将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P到合适位置时，记录电流数据。
此操作中调节滑动变阻器的目的是_________________。
（6）再将电阻换成15Ω，重复上述操作。
（7）进行多次实验，其目的是为了得到_________________。
（8）分析表格中的数据可得出结论：
_________一定时，_____________。
练习8.（2020·青岛）探究电流与电阻的关系：
小明连接的实验电路如图甲所示。
实验次数
1
2
电阻R/Ω
5
10
电流I/A
0.40
0.20
（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于最______端。
（2）闭合开关后，发现电流表示数为零，电压表的示数如图乙所示，为______V；改变滑动变阻器滑片的位置，两电表指针的位置不变电路中有一处故障，可能是______（选填序号）。
①电流表短路②电压表短路③导线a断路④导线b断路
（3）排除电路故障后，小明先后用5Ω、10Ω的定值电阻进行实验。
实验中，通过______控制定值电阻两端的电压不变，得到的实验数据如表。
小明据此得出结论：
电流与电阻成反比。
请指出实验存在的问题或需要改进的地方______（写出一条即可）。
练习9.（2020·盘锦）创新小组用如图甲所示的电路来探究“电流与电阻的关系”，选用了阻值为5Ω、10Ω的定值电阻R1和R2，电压恒为6V的电源，“50Ω1A”的滑动变阻器R，多挡开关S0等器材。
（1）闭合开关S，S0接某挡位，使R1单独接入ab间，发现电流表指针几乎不动，电压表示数接近6V，原因可能是R1______（填“短路”或“断路”）。
排除故障后，调节滑动变阻器的滑片P，当电压表示数如图乙所示时，记录电流表的示数。
（2）保持滑片位置不动，改变S0接入2挡位，使R2单独接入ab间，向______（填“左”或“右”）调节滑片P，直至电压表示数为______V，记录电流表的示数。
（3）闭合开关S，S0接______挡时，使ab间接入阻值最大，重复前面的实验，记录数据。
通过实验数据得出：
电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
（4）该组同学选用上述部分器材设计了如图丙所示的电路，测量额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率，请将实验过程补充完整
①S0接2挡，调节R的滑片P，使电压表示数为______V，小灯泡正常发光；
②S0接3挡，保持滑片P位置不动，读出此时电压表示数为3V；
③小灯泡的额定功率P额=______W。
真题演练
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