中考物理必考实验 专题实验20探究电流与电压规律 21页

实验20探究电流与电压规律 探究课题：探究电流与电压规律 实验装置 实验方法 控制变量法、图像法 探究过程 ‎1.按图连好电路，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；‎ ‎2.闭合开关，调节滑动变阻器至适当位置，将电压表示数U，电流表示数I记录到表格中；‎ ‎3.分别调节滑动变阻器在不同位置，分别记录电压表示数U，电流表示数I；‎ 记录表格 描绘图像 实验结论 在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比。‎ 满分归纳——考点方向 器材作用 1. 滑动变阻器的作用：①保护电路；②改变电阻两端电压 21‎ 注意事项 ‎1.连接实验电路时，开关应断开；电压表应并联在被测电路中，电流表应串联在电路中，连接好电路后，要先用开关试触。‎ ‎2.如果发现电表的指针向左边偏转，说明电表的正负按线柱接反了。‎ ‎3.闭合开关前，发现其中一个电表指针没有指在零刻度上，出现这种现象的原因是没调零。‎ ‎4.闭合开关后，发现电表的指针偏转太大，或太小，那一定是电表的量程选择不合适。‎ ‎5.电表的量程选择得过小，会使指针偏转过大，损坏电表；选择得过大，会使指针偏转过小，测量不准确。一般来说，选择的量程，应使指针偏转到刻度盘的三分之一到三分之二之间。‎ ‎6.换不同规格的电阻多次测量的目的是：得出普遍规律，避免实验的偶然性 ‎7.在闭合开关前滑动变阻器应将滑片置于阻值最大处。‎ ‎8.在移动滑片时，发现电压表和电流表的示数始终没有任何变化，其原因是：在连接滑动变阻器时没有按照一上一下的原则连接。‎ ‎1．（2019•沈阳）在“探究电流与电压的关系”的实验中，小明设计了如图甲所示的电路图。‎ ‎（1）小明探究通过定值电阻的电流与其两端电压的关系。①在连接实验电路时，开关应　　；‎ ‎②实验过程中，小明调节滑动变阻器使电压表的示数为1V，记录此时电流表的示数；接着他向　　（选填“A”或“B”）端移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数增大为2V，记录此时电流表的示数；继续移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3V，记录此时电流表的示数。小明分析所测数据，得出结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比：‎ ‎③此实验中多次测量的目的与下面的　　（选填“A”或“B”）实验中多次测量的目的相同。‎ 21‎ A．探究串联电路的电压规律 B．测量定值电阻的阻值 ‎（2）如图乙所示，小明将定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡，探究通过小灯泡的电流与其两端电压的关系。‎ ‎①小明闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡发光，但是电压表的示数始终为0V．经检查后发现是电路中一根导线断路，则发生断路的导线是a、b、c、d中的　　（填字母）；‎ ‎②更换导线后，小明完成了三次实验测量，并把数据填写在表格中。其中第一次测量时，电流表的示数如图丙所示，此时的电流为　　A；‎ 次数 电压U/V 电流I/A ‎1‎ ‎1.5‎ ‎2‎ ‎2.0‎ ‎0.28‎ ‎3‎ ‎2.5‎ ‎0.30‎ ‎③又进行了几次实验后，小明根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的I﹣U图象应与图丁中图象　　（选填“a”或“b”）相似。‎ ‎【答案】（1）①断开；②B；③A；（2）①c；②0.24；③b ‎【解析】（1）①在连接电路时，开关必须断开；‎ ‎②实验过程中，小明调节滑动变阻器使电压表的示数为1V，记录此时电流表的示数，要使电压表的示数为2V，需要将滑动变阻器的电阻减小，滑动变阻器分压减少，他应向B端移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数增大为2V；‎ ‎③此题是探究电流与电压的关系，多次测量是为了找出普遍规律；‎ A、探究串联电路的电压规律，多次测量找普遍规律，故A符合题意；‎ B．测量定值电阻的阻值，多次测量是为了减小误差，故B不符合题意；‎ 故选：A。‎ ‎（2）①小明闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡发光，说明电路为通路，电压表的示数始终为0V．说明与灯泡并联的电压表出有断路，故可能是c导线断路了；‎ ‎②图丙中电流表的量程为0﹣0.6A，分度值为0.02A，示数为0.24A；‎ ‎③因为灯的电阻随温度的变化而变化，通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比，其图象不是直线，故b符合题意。‎ 21‎ ‎【分析】（1）①为了保护电路，连接电路时需要断开开关； ②根据串联电路的分压作用判断出滑动变阻器的移动方向； ③多次测量有的是求平均值，有的是找普遍规律； （2）①灯泡发光说明电路为通路，电压表说明电压表出有故障； ②根据电流表的量程和分度值得出电流表的示数； ③小灯泡的电阻随温度的升高而增大。‎ ‎2．（2019•桂林）小飞在做“探究电流与电压、电阻的关系”实验时，淮备了以下器材：两节新的干电池，电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻（5Ω，10Ω，15Ω，20Ω）、开关、导线若干。‎ ‎（1）在按电路图连接实物时，开关必须处于　　状态；在实物图中，滑动变阻器的滑片要移到　　（选填“最右端”或“最左端”）。‎ ‎（2）图1是小飞连接好的实验电路，闭合开关后，他发现移动滑片的过程中，电流表的示数　　，电压表的示数　　。（选填“变大”、“变小”或“不变”）‎ ‎（3）小冲在一旁观察后指出小飞没有按照电路图正确连接实物，请你在实物图上对连接错误的一根导线打“×”，并用笔补画一根线代替导线将电路连接正确。‎ ‎（4）问题解决后，他们接入10Ω的电阻进行实验，并得出下表中的数据，对数据进行分析后得出实验结论是：　　。‎ 电压U/V ‎1‎ ‎1.5‎ ‎2‎ ‎2.5‎ 21‎ 电流I/A ‎0.1‎ ‎0.15‎ ‎0.2‎ ‎0.25‎ ‎（5）接下来他们分别接入其它电阻再次对电流与电阻关系进行探究，并作出了如图2所示图象，请你通过图象中所给信息计算出实验过程中滑动变阻器两端的电压U＝　　V。‎ ‎【答案】（1）断开，最左端；（2）不变，不变；（3）如图；（4）当电阻一定时，电流与电压成正比；（5）1‎ ‎【解析】（1）在按电路图连接实物时，为了保护电路，开关必须处于断开状态；滑动变阻器的滑片要处于阻值最大处，即要移到最左端；‎ ‎（2）由图可知，滑动变阻器与电压表串联后再与电阻并联在一起，根据电压表的特点可知，通过滑动变阻器的电流为0，当移动滑动变阻器器时，电压表测量的是电阻两端的电压，也是电源电压，保持不变，电流也保持不变，故电流表、电压表示数都不变；‎ ‎（3）定值电阻与滑动变阻器应串联在电路中，电压表应测量定值电阻两端的电压，故电路的错误之处和改进方法如图：‎ ‎（4）接入10Ω的电阻进行实验，根据实验数据可知，在电阻一定时，电压越大，电流越大，电流与电压成正比；‎ ‎（5）由图可知，该图象为反比例函数，当电流为0.4A时，电阻为5Ω，则电压为：U＝IR＝0.4A×5Ω＝2V；‎ 滑动变阻器两端的电压应为：3V﹣2V＝1V。‎ ‎3．（2019•随州）利用如图所示的器材探究：流经小灯泡的电流I与小灯泡两端电压U之间对应关系规律（小灯泡的额定电压为2.5V，阻值在5Ω至10Ω之间）。‎ ‎（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整；‎ ‎（2）将该实物图对应的电路图画在虚线框内；‎ ‎（3）实验中记录了流过该小灯泡的电流与灯泡两端电压（包括略高于额定电压）对应数据（见下表）‎ 21‎ 实验次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ U/V ‎1.0‎ ‎1.6‎ ‎2.0‎ ‎2.4‎ ‎2.8‎ I/A ‎0.20‎ ‎0.25‎ ‎0.27‎ ‎0.28‎ ‎0.29‎ 请在给定的U﹣I坐标系中描画出该5组数据对应的坐标点并根据这些点的分布特点画出这个小灯泡的U﹣I图线。形成这种图线特征的原因是　　。‎ ‎【答案】（1）如图1左所示；（2）如图1右所示；（3）灯的电阻随温度的变化而变化 ‎【解析】（1）由表中数据，电流表选用小量程与灯串联，电压表选用小量程与灯并联，变阻器按一上一下接入电路中，如下图1左所示；‎ ‎（2）根据实物图画出电路图，如下图1右所示；‎ ‎（3）根据表中数据，在坐标系中找出对应的点，用平滑的曲线连接起来，如下图2所示：‎ 21‎ 灯的U﹣I图象为一曲线，原因是灯的电阻随温度的变化而变化。‎ ‎4．（2019•温州）小明利用图甲电路研究电流与电压的关系，其中滑动变阻器最大阻值为500欧，定值电阻R0阻值为10欧，闭合开关，当滑片从最右端慢慢向左移动，发现最初电压表指针几乎不动，直到接近左端时电压表指针才开始有所偏转，继续左移，指针偏转角度迅速变大，即该滑动变阻器引起电压表示数发生明显变化的调节区域很小。本实验中，要使滑片每移动一段距离，都能引起电压表示数较为明显的变化，应选择怎样的滑动变阻器？小明用不同的电阻丝代替滑动变阻器，利用图乙进行如下实验：‎ ‎①取3条长度都为100厘米的粗细均匀电阻丝A、B、C，阻值分别为1欧、20欧、400欧。‎ ‎②将电阻丝A接入图乙电路，闭合开关，滑片P从最右端移到最左端，记录电压表示数U随滑片移动长度x变化的相关数据，多次测量。‎ ‎③分别用电阻丝B、C代替A，重复步骤②。‎ ‎④处理相关数据，获得“电压表示数U随移动长度x变化的关系”如图丙。‎ ‎（1）图甲实验中，闭合开关，当滑动变阻器滑片处于最左端时，导线a与接线柱M处的连接意外断开，此时 示数为零的电表是　　。‎ ‎（2）分析图丙，实验过程中电压表示数变化范围与电阻丝阻值的关系是　　。‎ ‎（3）若利用图乙研究通过R0的电流与其两端电压的关系，在A、B、C三条电阻丝中，你认为选择哪一条电 阻丝最合适并说明理由。　　‎ ‎【答案】（1）电压表；（2）电阻丝阻值越大时电压表示数变化范围越大；‎ ‎（3）选择B电阻丝最合适；原因是电阻丝的滑片移动过程中，使用B电阻丝时，电压表示数始终能发生较明显的变化；且示数变化范围较大 ‎【解析】（1）图甲中：电阻R0与滑动变阻器串联，电压表测量R0的两端的电压，电流表测量电路中电流；‎ 21‎ 闭合开关，当滑动变阻器滑片处于最左端时，导线a与接线柱M处的连接意外断开，电路中只有R0与电流表串联在电源两端，则电流表有示数；电压表由于一个接线柱没有接通电路，所以没有示数；‎ ‎（2）图乙中，电阻R0与电阻丝A串联，电压表测量的两端的电压，由于串联电路中电阻的阻值越大，分得的电压越大；所以，当电阻丝阻值变大时，电阻丝两端的电压变大，电阻两端的电压变小，即电压表的示数变小；所以，电阻丝阻值越大时电压表示数变化范围越大。‎ ‎（3）由图丙可知：在A、B、C三条电阻丝中，电阻丝的滑片移动过程中，使用B电阻丝时，电压表示数始终能发生较明显的变化；且示数变化范围较大，故选择B电阻丝。‎ ‎5．（2019•德阳）用如图的电路研究通过导体的电流与电压、电阻的关系。‎ 表一 次数 U/V I/A ‎①‎ ‎1.0‎ ‎0.20‎ ‎②‎ ‎1.5‎ ‎0.30‎ ‎③‎ ‎2.0‎ ‎0.40‎ 表二 次数 R1/Ω I/A ‎①‎ ‎3.0‎ ‎0.50‎ ‎②‎ ‎6.0‎ ‎0.33‎ ‎③‎ ‎9.0‎ ‎0.25‎ ‎（1）保持电源电压和电阻箱R1的阻值不变，移动滑动变阻器R2的滑片P，测得电流、电压如表1；根据表1中的数据，你得出的结论是　　；这时R1的阻值为　　Ω。‎ ‎（2）在研究电流与电阻的关系时，先将R1的阻值调为5欧姆进行实验，使电压表的示数为1.5V，然后将R1的阻值调为10欧姆时，某同学没有改变滑动变阻器滑片的位置，合上开关后，电压表的示数将　　1.5V（选填“大于”、“小于或“等于”）。因此要向　　（选填“右”或“左”）调节滑片，使电压表的示数仍为1.5V。‎ ‎（3）李明同学用该电路测量电源电压时，将滑动变阻器的滑片到适当位置保持不变，仅改变电阻箱R1的阻值，测得相应的电流值，如表2所示，利用表2中的数据求得电源电压约为　　。‎ 21‎ ‎【答案】（1）在电阻不变时，通过导体的电流与它两端的电压成正比； 5；‎ ‎（2）大于；右；（3）3V ‎【解析】（1）由表1数据知，在电阻不变时，电压是原来的几倍，通过的电流是原来的几倍，即在电阻不变时，通过导体的电流与它两端的电压成正比；‎ 由欧姆定律，R1＝＝＝5Ω ‎（2）在研究电流与电阻的关系时，先将R1的阻值调为5欧姆进行实验，使电压表的示数为1.5V，然后将R1的阻值调为10欧姆时，某同学没有改变滑动变阻器滑片的位置，合上开关后，根据分压原理，电压表的示数将大于1.5V；‎ 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，使电压表的示数仍为1.5V；‎ ‎（3）利用表2中的1、3次实验的数据，根据电阻的串联和欧姆定律，由电源电压不变列方程得：‎ U＝I11（R11+R滑）＝I13（R13+R滑）；‎ 即0.5A×（3Ω+R滑）＝0.25A×（9Ω+R滑），R滑＝3Ω。‎ 电源电压约为：‎ U＝0.5A×（3Ω+3Ω）＝3V。‎ ‎6．（2019•连云港）某实验小组利用如图所示电路探究“导体中电流和电压的关系”，提供的实验器材有：电源（6V）、电流表、电压表定值电阻（10Ω）、滑动变阻器（40Ω 0.5A）、开关和导线若干。‎ ‎（1）请用笔画线代替导线，将图中实物电路连接完整；‎ ‎（2）闭合开关前，应该将滑片P置于　　端（选填“A”或“B）；‎ ‎（3）小明同学进行了正确的实验操作，某次电流表的示数为0.2A，此时定值电阻消耗的功率为　　W，变阻器接入电路的阻值为　　Ω。‎ ‎（4）同组的小红同学想要探究“导体中电流和电阻的关系”，她又找来了两个阻值分别为5Ω和20Ω的电阻，用图示电路，为完成三次实验，则定值电阻两端电压的最小预设值是　　V。‎ 21‎ ‎【答案】（1）如上所示；（2）A；（3）0.4；20；（4）2‎ ‎【解析】（1）电源电压为6V，定值电阻为10Ω，由欧姆定律，电路的最大电流为：‎ I＝＝＝0.6A，故电流表选用小量程与灯串联，如下所示：‎ ‎（2）闭合开关前，应该将滑片P置于阻值最大处的A端；‎ ‎（3）小明同学进行了正确的实验操作，某次电流表的示数为0.2A，此时定值电阻消耗的功率为：‎ P＝I12R1＝（0.2A）2×10Ω＝0.4W；‎ 根据串联电路的规律及欧姆定律，变阻器接入电路的阻值为：‎ R滑＝﹣R1＝﹣10Ω＝20Ω。‎ ‎（4）研究电流与电阻关系时，要控制电阻的电压不变，当用20Ω的最大电阻时，变阻器连入电路的电阻也最大（电压表示数最小），‎ 根据串联电路的规律和分原理有：‎ ‎＝，‎ 21‎ 即＝，‎ 则定值电阻两端电压的最小预设值是：‎ UV＝2V。‎ ‎7．（2020•东莞市一模）小明用如图甲所示的电路探究“电阻上的电流跟两端电压的关系，如图乙是小明未完成连接的实验电路。‎ ‎（1）请用笔画线代替导线，完成图乙中实验电路的连接，要求滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数增大。‎ ‎（2）小明按要求正确连接电路后，闭合开关，发现电压表指针偏转到满刻度的位置。其原因可能是　　。（写出一个）‎ ‎（3）小明在实验中通过调节滑动变阻器滑片，测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值，如表所示。‎ U（V）‎ ‎0.5‎ ‎1.0‎ ‎1.6‎ ‎1.9‎ ‎2.5‎ ‎3.0‎ I（A）‎ ‎0.1‎ ‎0.2‎ ‎0.3‎ ‎0.4‎ ‎0.5‎ ‎0.6‎ ‎①请根据表中数据在图丙中画出电阻R的U﹣I关系图象。‎ ‎②小明在实验中所用电阻R的阻值为　　Ω；当通过的电流为0.5A时，电阻R消耗的电功率为　　W。‎ ‎（4）小丽想利用上述电路探究“电流与电阻的关系”，她增加了四个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）。小丽认为要探究“电流与电阻的关系”，应控制定值电阻两端的电压不变，而当电路只有一个用电器时，其两端的电压等于电源电压保持不变，于是小丽在小明实验的电路上进行改进，她撤掉了滑动变阻器，她先将5Ω的电阻接入电路，检查无误后闭合开关，发现电压表的示数为2.5V并记下相应的电流值，然后把R的电阻由5Ω更换为10Ω时，此时电压表的示数　　‎ 21‎ ‎（填“大于”“小于”或“等于”）2.5V，原因是：　　。‎ ‎【答案】（1）如图1所示；（2）电阻断路（或变阻器短路）；（3）①如图2所示；②5；1.25；（4）大于；当把R的电阻由5Ω更换为10Ω时，电路的总电阻变大，电源电压一定，由欧姆定律可知，电路的电流变小，根据欧姆定律U＝IR可知，电池内阻分得的电压变小，而R两端电压变大，电压表的示数大于2.5V ‎【解析】（1）要求滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数增大，即电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中，电源电压为3V，故电压表如下图1所示：‎ ‎（2）小明按要求正确连接电路后，闭合开关，发现电压表指针偏转到满刻度的位置，即电压表示数为3V，其原因可能是电阻断路，导致电压表串联在电路中测电源电压（或变阻器短路）；‎ ‎（3）①由表数据，根据描点法作图，如下所示：‎ ‎②由欧姆定律，小明在实验中所用电阻R＝＝＝5Ω；‎ 当通过的电流为0.5A时，R的电压为2.5V，电阻R消耗的电功率为：‎ P＝U′I′＝2.5V×0.5A＝1.25W。‎ ‎（4）她撤掉了滑动变阻器，她先将5Ω的电阻接入电路，检查无误后闭合开关，发现电压表的示数为2.5V，电压表示数小于电源电压3V，是因为电源有内阻，其内阻两端有电压。‎ 21‎ 设电源的内阻为r，当把R的电阻由5Ω更换为10Ω时，电路的总电阻变大，电源电压一定，由欧姆定律可知，电路的电流变小，根据欧姆定律U＝IR可知，电池内阻分得的电压变小，而R两端电压变大，电压表的示数大于2.5V。‎ ‎8．（2020•西城区模拟）小阳为探究“通过小灯泡的电流与其两端的电压是否成正比”。连接了如图1所示的电路。‎ ‎（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应放置在　　端。（选填“左”或“右”）‎ ‎（2）小阳进行正确操作和记录后，利用所测数据，绘制出通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图象，如图2所示。‎ 根据图象可知，当小灯泡两端电压U＝2.5V时，通过小灯泡的电流I＝　　A，小灯泡的电阻值R＝　　Ω。‎ 由图象可看出通过小灯泡的电流与其两端的电压并不成正比，这是由于　　。‎ ‎（3）利用图1所示实验电路还可以进行的实验有：　　。（写出一个即可）‎ ‎【答案】（1）右；（2）0.25；10；灯丝电阻受温度的影响；（3）测量小灯泡的功率 ‎【解析】（1）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器阻值应调至最大，即滑片移到最右端；‎ ‎（2）由图可知，当小灯泡两端电压U＝2.5V时，通过小灯泡的电流I＝0.25A；‎ 根据I＝可知，小灯泡的电阻值R＝＝＝10Ω；‎ 从图象还可以发现通过小灯泡的电流与其两端电压不成正比，造成这种现象的原因是灯丝的电阻随温度升高而增大；‎ ‎（3）根据功率计算公式P＝UI可知，利用电流表和电压表可以测量小灯泡的功率。‎ ‎9．（2020•广东模拟）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，将图乙中的电路按图甲连接完整（要求导线不交叉）。‎ ‎（2）为了保护电路，实验前滑动变阻器的滑片应位于　　（选填“A”或“B”）端。‎ ‎（3）电路连接正确后，闭合开关，发现电压表有示数但电流表无示数，此时出现的故障可能是　　‎ 21‎ ‎（选填字母）。‎ A．滑动变阻器短路 B．电流表断路 C．电阻R短路 D．电阻R断路 ‎（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欧、10欧、20欧，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象。由图象可以得出结论：　　。‎ ‎（5）上述实验中，‎ ‎①小鹏用5Ω的电阻做完实验后，保持滑动变阻器滑片的位置不变。接着把R换为10Ω的电阻接入电路，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。‎ ‎②小鹏又把R换为20Ω的电阻接入电路，闭合开关，无论怎样移动滑片，电压表都不能达到所控制的电压值，是因为　　，为完成整个实验，应该选取滑动变阻器　　（选填字母）‎ A．“50Ω 1.0A B．“30Ω 1.0A”C．“20Ω 1.0A”‎ ‎【答案】（1）如上图；（2）A；（3）D；（4）当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（5）①A；2；②滑动变阻器的最大阻值过小；A ‎【解析】（1）将电压表并联在定值电阻两端，滑动变阻器要求一上一下连接，如图所示：‎ ‎（2）连接完电路后，为了保护电路，实验前需滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处即A端；‎ ‎（3）电压表有示数，说明电压表与滑动变阻器、电流表、电源是通路；‎ 电流表没有示数，说明电流表、定值电阻、滑动变阻器中有一处是断路的；‎ 综合分析可知：电流表、滑动变阻器位置是导通的，所以应为定值电阻断路；故选D；‎ 21‎ ‎（4）由图丙知，电阻两端的电压始终保持：UV＝IR＝0.1A×20Ω＝﹣﹣﹣﹣﹣＝0.4A×5Ω＝2V，为一定值，故由图象可以得出结论：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；‎ ‎（5）①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A端移动，使电压表的示数为2V；‎ ‎②小鹏又把R换为20Ω的电阻接入电路，闭合开关，无论怎样移动滑片，电压表都不能达到所控制的电压值，是因为滑动变阻器的最大阻值过小；‎ 电阻两端的电压始终保持2V不变，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝6V﹣2V＝4V，变阻器分得的电压为电压表示数的＝2倍，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝2×20Ω＝40Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少40Ω的滑动变阻器，即选A；‎ ‎10．（2020•河南模拟）小明用如图甲示的电路究“电中的电流端电压的关系”。如图乙是小明未完成的实验电路，用两节电池作电源。‎ ‎（1）若要求滑动变阻器向左移动时电流表示数增大，请用笔画线代替导线完成图乙中实验中实验电路的连接。‎ ‎（2）小明按要求正确连接电路后，闭合开关，现电压表指针偏到满刻度的位置，其原因可能是　　（写出一个）。‎ ‎（3）小明在实验中通过调节滑动变阻器滑片，测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值，如下表所示。‎ U（V）‎ ‎0.5‎ ‎1.0‎ ‎1.5‎ ‎2.0‎ ‎2.5‎ ‎3.0‎ I（A）‎ ‎0.1‎ ‎0.2‎ ‎0.3‎ ‎0.4‎ ‎0.5‎ ‎0.6‎ ‎①请根据表中数据在图丙中画出电阻R的U﹣I关系图象。‎ ‎②小明在实验中所用电阻R的阻值为　　Ω；当通过的电流为0.5A时，电阻R的电功率为　　‎ 21‎ W。‎ ‎（4）小明在测得第5组数据后，未做其他操作就直接将电阻R换成10Ω的定值电阻，准备探究“电路中电流与电阻的关系“，接通电路后电流表的示数可能是　　‎ A.0.5 A B.0.25 A C.0.28A D.0.15 A ‎（5 ）如果将实验电路中的电阻R更换成一个额定电压为3.8 V、阻值约为10Ω的小灯泡后，要进行“测量小灯泡的额定电功率”实验。则对实验电路还必须进行怎样的改动：　　、　　。‎ ‎【答案】（1）见上图；（2）电阻R处断路；（3）①见上图；②5；1.25；‎ ‎（4）C；（5）增加一节干电池（换一个电压高于3.8V的学生电源）；电压表换接0～15V的量程 ‎【解析】（1）电源是由两节干电池串联组成的，电压为3V，则电压表的量程为0～3V，且与R并联；‎ 滑动变阻器的A接线柱与电阻R串联时，滑片左移，电流表的示数增大，如下图所示：‎ ‎（2）电压表指针偏转到满刻度的位置说明电压表并联在电源的两端测电源的电压，可能是电压表并联的部分断路即电阻R断路，也可能是此时滑动变阻器接入电路的电阻为0；‎ ‎（3）①找出每组数据对应的点，然后用平滑的线把点连起来，如图所示；‎ ‎②由图知，当U＝0.5V时，I＝0.1A，‎ 由欧姆定律得，定值电阻的阻值：R＝＝＝5Ω；‎ 当通过的电流I′＝0.5A时，电阻R两端的电压U′＝2.5V，则电阻R消耗的电功率：P＝U′I′＝2.5V×0.5A＝1.25W；‎ ‎（4）将电阻R＝5Ω换成10Ω的定值电阻时，电路中的总电阻变大，‎ 21‎ 根据I＝可知，电路中的电流应小于0.5A；‎ 因串联电路中电阻越大分得的电压越大，即定值电阻两端的电压应大于2.5V，‎ 此时电路中的电流应大于I＝＝＝0.25A，‎ 所以，0.25A＜I＜0.5A，由选项可知，C符合题意。‎ ‎（5）测一个额定电压为3.8V、阻值约为10Ω的小灯泡的额定功率，小灯泡两端的电压必须能达到3.8V，‎ 因此电源必须增加一节干电池，此时电源电压为1.5V×3＝4.5V，电压表的量程也应选择0～15V。‎ ‎11．（2020•福建一模）【实验名称】探究电流与电压的关系 ‎【实验器材】电源（电压恒定）电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻、开关各一个，导线若干。‎ ‎（1）请用笔画线，将上图中的电路补充完整。‎ ‎（2）连接电路时，开关要断开，将滑动变阻器的滑片移到最　　端（选填左或右），电流表选择了0～3A的量程。连接好电路后，为了确定电流表的量程选择是否合适，应进行怎样的实验操作？　　。‎ ‎（3）小明在实验操作中，眼睛应盯着　　表，手移动滑动变阻器的滑片。‎ ‎（4）在该实验中，若滑动变阻器的接线柱接触不良，则闭合开关时，电流表和电压表的示数情况是　　（只有一个正确选项，将正确选项的字母填在横线上）。‎ A．只有电流表有示数 B．只有电压表有示数 C．电流表和电压表均有示数 D．电流表和电压表均没有示数 ‎（5）按设计好的电路进行实验，收集数据如表（R为定值电阻）：‎ 次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ 电流I/A ‎0.2‎ ‎0.4‎ ‎0.6‎ 电压U/V ‎1.0‎ ‎2.0‎ ‎3.0‎ ‎【实验结论】请根据表中数据，写出实验结论　　。‎ ‎【拓展延伸】（6）把上述实验器材中的定值电阻换成小灯泡，其他器材继续使用，还可以做测量小灯泡的　　实验。（填一项即可）‎ 21‎ ‎【答案】（1）见上图；‎ ‎（2）右；用开关进行“试触”观察电流表的指针偏转情况；‎ ‎（3）电压；‎ ‎（4）D；‎ ‎（5）在电阻不变时，通过导体的电流与导体的电压成正比；‎ ‎（6）电阻（或电功率）‎ ‎【解析】（1）将变阻器接线柱按一下一上接入电路中与电流表串联，如下所示：‎ ‎（2）连接电路时，开关要断开，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即最右端；‎ 连接好电路后，为了确定电流表的量程选择是否合适，应用开关进行“试触”，观察电流表的指针偏转情况，若示数小于0.6A，则电流表的量程选择不合适；若示数大于0.6A，量程选择合适；‎ ‎（3）在实验中，当手移动变阻器滑片时，眼睛应观察电压表示数，测出不同电压下的电流；‎ ‎（4）在该实验中，若滑动变阻器的接线柱接触不良，则整个电路断路，则闭合开关时，电流表和电压表的都没有示数，故选D；‎ ‎（5）横向分析表中数据，电压增大为原来的几倍，通过的电流也增大为原来的几倍，即在电阻不变时，通过导体的电流与导体的电压成正比；‎ ‎（6）把上述实验器材中的定值电阻换成小灯泡，其他器材继续使用，因电压表可测出灯的电压，电流表可测出灯的电流，根据欧姆定律变形公式R＝或P＝UI，还可以做测量小灯泡的电阻（或电功率）实验。‎ ‎12．（2020•株洲一模）小明探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时，使用的器材如图甲所示。电源电压不变，R为定值电阻。‎ 21‎ ‎（1）由于导体中的电流可能与导体两端的电压和导体的电阻都有关系，所以，在本次实验中应该保持　　不变；变阻器的作用除了保护电路外，还起到　　的作用。‎ ‎（2）开关闭合前，变阻器滑片P应该处于图中　　（选填“C”或“D”）端。‎ ‎（3）某次实验电压表示数如图乙所示，电压为　　V。‎ ‎（4）通过实验，他得到如图丙所示的I﹣U图象，根据此图象，他初步得到实验结论：导体的电阻一定时，导体中的电流与该导体两端的电压成　　。‎ ‎（5）某同学连接好电路后，闭合开关S，发现无论怎样滑动滑片P，电流表均无示数，电压表示数约为3V，则电路中出现的故障可能是　　。‎ ‎（6）若小兰在“探究电流与电压”关系时连接的电路如图所示，则用电压表、电流表测得多组数据绘出的电流随电压的变化图象是图中的　　。‎ ‎（7）小华利用小明的实验电路探究“导体的电流跟电阻的关系”，她自己额外增加了四个定值电阻（10Ω、15Ω、20Ω、30Ω），两个滑动变阻器（规格分别是“5Ω　2A”“20Ω　1A”），已知电源电压调为4.5V不变。‎ ‎①实验时，先在ab间接入10Ω电阻，移动变阻器滑片P，使电压表示数为3V，并记录相应的电流值；再改接15Ω的电阻，此时滑片P应向　　（选填“C”或“D”）端移动，这样移动滑片的目的是　　。‎ ‎②本实验需在ab间先后接入上述四个定值电阻，为完成整个实验，应该选取规格为 ‎　　的滑动变阻器。‎ 21‎ ‎③通过实验获取数据，得到如图己所示导体的电流I随电阻R变化的图象，由图象可得出结论：　　。‎ ‎【答案】（1）导体电阻；改变导体两端的电压和电流的作用；（2）断开；D；（3）2.6；（4）正比；（5）电阻R断路；（6）C；（7）①D；使定值电阻两端的电压保持3 V不变；②“20Ω　1 A”；③电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比 ‎【解析】（1）由于导体中的电流可能与导体两端的电压和导体的电阻都有关系，所以，研究通过导体的电流与导体两端电压的关系的实验中应该保持导体的电阻不变；‎ 为得出普遍性的规律，要多次量，故变阻器的作用除了保护电路外，还起到改变导体两端的电压和电的作用；‎ ‎（2）开关闭合前，变阻器滑片P应该处于阻值最大处，即图中D端；‎ ‎（3）某次实验电压表示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，电压为2.6V；‎ ‎（4）将他得到如图丙所示的I﹣U图象延长，可知I﹣U图象为过原点的直线，故得到实验结论：导体的电阻一定时，导体中的电流与该导体两端的电压成正比；‎ ‎（5）某同学连接好电路后，闭合开关S，发现无论怎样滑动滑片P，电流表均无示数，电路可能断路，电压表示数约为3V，则电压表与电源连通，故电路中出现的故障可能是R断路；‎ ‎（6）若小兰在“探究电流与电压”关系时连接的电路如图丁所示，电压表测变阻器的电压，电流表测电路的电流，由串联电路的规律及欧姆定律，电流表示数：‎ 21‎ I＝＝﹣，‎ 上式中，电源电压U总和R均为一定值，为一定值，故上式为I随U变化的一次减函数（U越大，I越小）则用电压表、电流表测得多组数据绘出的电流随电压的变化图象是图中的C；‎ ‎（7）①先在ab间接入10Ω电阻，移动变阻器滑片P，使电压表示数为3V，将定值电阻由10Ω改接成15Ω的电阻，电阻增大，根据串联分压原理可知其分得的电压增大；‎ 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D端移动，这样移动滑片的目的是使定值电阻两端的电压保持3V不变；‎ ‎②电源电压调为4.5V不变，电阻两端的电压始终保持UV＝3V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：‎ U滑＝U﹣UV＝4.5V﹣3V＝1.5V，‎ 变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍，根据分压原理，当接入30Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：‎ R滑＝0.5×30Ω＝15Ω，‎ 故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少15Ω的滑动变阻器。即该选取规格为“20Ω　1 A”的滑动变阻器；‎ ‎③由图已知，电流与电阻之积为：‎ U′＝IR＝0.2A×15Ω＝﹣﹣﹣﹣﹣＝0.15A×20Ω＝0.1×30Ω＝3V，为一定值，故得出的结论是：‎ 电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。‎ 21‎