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1、备战2021年中考物理电学典型专题各个击破专题3 探究电流、电压和电阻关系实验*【猜想与假设】电阻一定时，电压越高，电路中的电流越大；电压一定时，电阻越大，则电路中电流越小。【设计与进行实验】1.实验器材：电源、不同阻值的定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线； 2.实验步骤：（1）闭合开关，保持电路中电阻10不变，分别调节滑动变阻器的滑片，使电阻两端的电压成倍数增加，观察电流表示数，将数据填入表格。（2）闭合开关，分别将阻值不同的电阻接入电路，并且通过调节滑动变阻器的滑片，使阻值不同的定值电阻R两端的电压保持3V不变，观察电流表示数，将实验数据记录表中。根据上述表中的数据绘制的图像
2、和图像如图所示。 【分析和论证】观察到图像可知，在一定时，与成正比。观察到图像可知，在一定时，与成反比。【实验结论】在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；在电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比。【实验方法】控制变量法：探究电流与电压的关系时：控制定值电阻的阻值不变，移动滑片，改变定值电阻两端的电压，观察电流表的示数；探究电流与电阻的关系时：更换电阻，调节滑片位置，控制电压表示数不变，观察电流表的示数；【交流与讨论】（1）滑动变阻器的作用：探究电流与电压的关系：保护电路、改变定值电阻两端的电压；探究电流与电阻的关系：保护电路、保持定值电阻两端的电压不变；（2）连接电路前，开关应断
3、开，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑动到阻值最大处。（3）电流表、电压表的使用和读数。（4）实物电路图连接、纠错及画电路图。（5）多次测量的目的：使结论更具有普遍性。（6）在探究电流与电阻关系实验中，更换阻值不同的电阻后，移动滑片方向判断：换大调大。（7）电路故障分析。（8）表格错误数据的分析：探究电流与电压的关系：分析比较各组数据电压与电流的比值是否相同，不同的一组数据为错误数据。探究电流与电阻的关系：比较各组数据电阻与电流的乘积是否相同，不同的一组为错误数据。（8）欧姆定律的相关计算。（9）将定值电阻换为小灯泡的评估：小灯泡的电阻会随温度变化而变化，从而会影响实验结论，因此不能将定值换作小
4、灯泡进行实验。 1小明用图甲实物电路探究“导体中电流跟电阻的关系”，提供的器材有：电压恒为6V的电源、电流表、电压表、电阻箱、滑动变阻器（最大阻值模糊不清）、开关、导线若干。（1）连接电路时，应将开关 ，并将滑动变阻器的滑片移到 的位置。（2）图甲电路中有一根导线未连接，请用笔补画这根导线，使电路完整。（3）改正连线后进行如下操作：将电阻箱的阻值调为5，闭合开关，发现电流表示数为0.3A，可知滑动变阻器的最大阻值为 。移动滑片使电压表示数为U0时，记录电流表示数。当电阻箱的阻值分别为10、15时，闭合开关，重复步骤。当电阻箱的阻值为Rx时，闭合开关，滑动变阻器无论怎么调节，电压表示数始终大于U
5、0，记录滑动变阻器在最大阻值时的电流表示数为0.1A。利用测得的数据绘制如图乙的图像，由图乙可知，实验过程中，U0为 V，Rx的阻值为 ，仍使用原有器材，若使以上四个电阻值都能为实验所用，则控制不变的电压至少为 V。（4）实验过程中，同组的小华将电阻箱的阻值从15调为25后，没有调节滑动变阻器的滑片P就直接读出电流表的示数，则此时电流表的示数可能是 A。2小鹏在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时，电路如图甲所示，电源电压保持不变，R为定值电阻。（1）请用笔画线代替导线，将图乙中的电路按甲图连接完整（要求导线不交叉）。（2）连接电路时，开关应该处于断开状态，实验前滑动变阻器的滑片应位于
6、 （选填“A”或“B”）端。（3）电路连接正确后，闭合开关，发现电压表无示数，但电流表有示数，此时出现的故障可能是 （选填字母）。A.滑动变阻器短路 B.电流表开路 C.电阻R短路 D.电阻R开路（4）排除故障后，小鹏又取了两个定值电阻，想利用这些器材继续探究“电压不变时，电流与电阻的关系”。实验中所用电阻的阻值分别为5、10、20，电源电压为6V，分别接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，记录数据，得到了如图丙所示的图像。由图像可以得出结论： 。（5）上述实验中，小鹏用5的电阻做完实验后，断开开关，保持滑动变阻器滑片的位置不变，接着把R换为10的电阻接入电路中，经过检查无误后，闭合开关，此
7、时小鹏应该向 （选填“A”或“B”）端移动滑动变阻器的滑片，直至电压表示数为2V时，读出电流表的示数。3小明用如图甲所示电路探究电流与电阻的关系，电源电压为3V。电阻R有4个阻值（5、10、15、20）供选用，滑动变阻器R2的规格为“10 2A”。（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。（2）连好电路后，开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P移到最 （选填”左”或“右”）端；闭合开关后，小明发现电流表，电压表示数均为0，他将一根导线的一需接电源正极，另一端依次试触a、b、c、d各接线柱，当接触a、b、c接线柱时，电压表和电流表的示数均为0，当接触到d时，电压表有示数且为3V
8、，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，则电路中可确定的两处故障是 ； 。（3）排除故障后.依次将5、10、15、20的定值电阻作为R连入电路进行实验，每次更换定值电阻后都需要向 （选填“左”或“右”）移动滑动变阻器的滑片，使定值电阻两端的电压达到相同的值；这个值至少应为 V，才能使四个定值电阻都能用于实验。（4）小明根据实验中得到的数据作出了I图像，与作IR图像相比，小明这样做的好处是 。4小顺同学利用四个定值电阻（5、10、15、20）、规格为“15 1A”的滑动变阻器、电压恒为4.5V的电源、电压表、电流表、导线和开关等器材，进行了“探究电流与电压、电阻关系”的实验。（
9、1）小顺选择10的定值电阻，连接了如图甲所示电路，检查发现电路中有一根导线连接错误，请在图中连接错误的那根导线上打“”，并用笔画线代替导线将电路连接正确。（2）改正后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现电压表示数随着改变，电流表始终无示数，若电路只有一处故障，其故障是 。（3）排除故障后，闭合开关，调节滑片到适当位置，电流表示数如图乙，此时电压表示数为 V。然后小顺就得出“电阻一定时，电流与电压成正比”的结论，这一过程所存在的问题是 。（4）小顺利用以上器材继续“探究电流与电阻的关系”。他将控制电压设为2.5V，分析发现无法完成探究，于是他想在电路中再串联一个定值电阻来解决，为了能使5、10
10、、15、20四个电阻分别单独接入电路都能完成实验，串联的电阻阻值范围应为 。A.14 B.210 C.410 D.2205用图甲所示电路探究“电流跟电阻的关系”，电源电压保持3V不变，滑动变阻器的规格参数为“50 2A”。（1）请用笔代替导线将图中实物连接完整。（2）闭合开关前，应把滑片P移 （选填“A”或“B”）端；调节电阻箱阻值为5，闭合开关后发现电流表指针无偏转，电压表指针有明显偏转，原因可能是 ；解决故障后，移动滑片P，使电压表的示数如图乙所示，电压表的示数为 V。（3）再将电阻箱阻值调成10，电压表的示数将变 （选填“大”或“小”）；为保持电压表示数不变，滑片P应向 （选填“A”或“
11、B”）端移动。（4）为使电压始终为上述固定值，电阻箱的最大阻值不能超过 。6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，已知电源电压4.5V，可供选用的滑动变阻器有M（10 1A）和N（40 1A）。（1）请将图甲连接完整，要求滑动变阻器滑片向左移动时电阻变大。（2）实验中，我们需要将5、10、15的电阻接入电路，且电阻两端的电压要保持1.5V不变，为了完成实验，应该选用的滑动变阻器是 （选填“M”或“N”）。（3）实验时将5的电阻接入电路，调节滑片使其两端的电压为1.5V。当用10的电阻实验并读取数据时，与上一次相比滑片的位置更靠近 （选填“A”或“B”）端。（4）取下定值电阻
12、，换成标有“2.5V”字样的小灯泡，灯泡的“IU”图像如图乙所示，灯丝电阻的变化规律是： ；小灯泡的额定功率是 W，此时小灯泡与滑动变阻器的电功率之比是 。7为探究“电流与电阻的关系”，小叫找到了下列实验器材：三个分别是1.5V的干电池，三个定值电阻（5、10、15），两个最大阻值为20和50的滑动变阻器。（1）小明首先选用一个最大阻值为20的滑动变阻器和5的定值电阻，连接电路如图所示，请在图中用笔画线代替导线帮他将实验电路连接完整（要求滑片向A滑动时，电阻变小）。（2）正确连好电路后，闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，电流表几乎无示数，故障的原因可能是 。A.电流表处有断路B.电压表与定
13、值电阻相连接的导线接触不良C.定值电阻内部断路D.连接滑动变阻器的导线接触不良（3）排除故障后，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为1.5V读出电流表示数；将5电阻换成10电阻后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，当观察到电压表示数为 时，记录电流表示数。（4）小明将10电阻换成15后，发现即使将滑片P调到滑动变阻器的最大阻值处，电压表也不能降为1.5V。小明接下来的操作应该是 。（5）小明试图将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系，你认为他的实验方案可行吗？ （选填“可行”或“不可行”），你的理由是 。8小军用如图甲所示的电路探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”。（1）小军连接的电路
14、有一处错误，只改动一根导线，即可使电路连接正确，请在应改动的导线上打“”，用笔画线代替导线画出正确的接法。（2）小军改正错误后，在开关闭合前.斑将滑动变阻器的滑片移至最 （选填“左”或“右”）端，闭合开关后，发现电压表无示数，电流表有示数，电路中可能的故障是 。（3）图乙是小军排除故障后某次实验中电流表和电压表的示数，则小军选择的定值电阻是 的，要使电压表的示数变大，小军应将滑动变阻器的滑片向 （选填”左”或“右”）移动。（4）小军进行了多次实验后，绘制了定值电阻的电流随电压变化的图像（如图甲所示），正确的图像是 （选填“A”或“B”）。（5）小军又想探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”，他利用如图乙所示的电路，并选择了三个阻值分别为5、10、20的定值电阻和规格为“10 1A”的滑动变阻器进行实验，若他想在三次实验中控制电压表的示数为2V不变，则电源电压的选取范围是2V V。
