17、1实验4探究电流与电压的关系

命题点

 [设计与进行实验]

1.连接电路时注意事项(a.开关要断开;b.滑动变阻器滑片移至阻值最大处) 

2.滑动变阻器的作用:(a.保护电路;b.改变定值电阻两端的电压)

3.电流表和电压表量程的选择

4.电表指针异常偏转的原因

5.电路故障判断及分析

6.控制变量法的应用(控制定值电阻的阻值不变，移动滑动变阻器的滑片，改变定值电阻两端的电压)

7.设计实验数据记录表格[记录多次电流(I/A)、电压 (U/V)值]

8.滑动变阻器的选择[R滑=（U源一UR）/Imin  注:UR为电路中最小电流Imin对应的定值电阻两端电压] 

9.电阻的计算(R=U/I)

 [交流与反思] 

10.实验中不能用小灯泡代替定值电阳进行探究的原因(灯丝电阻随温度的升高而增大)

11.实验得出“电阻一定时，电流随电压增大而减小”这一结论的原因(将电压表并联在了滑动变阻器两端) 实验结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比.

针对训练

考点 1.探究电流与电压的关系

1.为了探究电流与电压的关系，小禹设计了如图1甲所示的实验电路图。选取了如下材料：3.6 V锂电池一枚，10 Ω定值电阻一个，电压表一只，电流表一只，最大阻值为20 Ω的滑动变阻器一个，开关一个，导线若干。

               图1                                图2

(1)请根据电路图用笔画线代替导线，将图乙中的元件连接起来。要求：滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表的示数变大。

(2)①刚连完最后一根导线，发现两电表指针立即发生偏转，其原因可能是________(只填序号)，

A．开关未断开B．滑动变阻器短路C．电阻R断路

②而邻组小玟闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数但没超出量程，则产生故障的原因可能是定值电阻     (选填“断路”或“短路")；

(3)小禹实验时向     移动滑动变阻器滑片（选填“左”或“右”），得到了如下表所示的实验数据。此实验中滑动变阻器的作用是________________________________、保护电路。获得第3组实验数据后，要想得到第4组数据，应将滑片P向________(选填“左”或“右”)端移动。请你在如图2所示坐标系中画出I－U的关系图象；通过分析图象得出结论：___________________________________________________。

(5)小刚同学用小灯泡和定值电阻进行了多次实验后，根据实验数据绘制了通过小灯泡的电流随电压变化的图像(如图3所示)， 正确的图像是__     (选填“A" 或“B")，小灯泡中的电流与两端的电压    正比（填“成”或“不成”）， 并说出你的理由：__________________________________________，小刚所用定值电阻的阻值是        Ω。

图3

应用：

1.如果一段导体中通过的电流是2 A时，它两端的电压为20 V；若要使通过该导体的电流变为1 A，导体两端所加的电压应为________；如果该导体两端所加的电压为0，该导体的电阻为________。

2.某导体两端的电压为4 V时，通过它的电流为0.5 A，若该导体两端的电压变为原来的2倍，则导体的电阻和导体中的电流分别为(　　)

A．16 Ω　0.5 A      B．16 Ω　1 A     C．18 Ω　0.5 A     D．8 Ω　1 A

3.如图4甲所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关后，滑片P由b端滑到a端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则可判断电源电压是_______V，定值电阻R0的阻值是_______Ω。

图4                                      图5

4.如图5甲所示，电源电压保持不变，R1＝10 Ω。当闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a端移到b端，两电表示数变化关系用图乙中线段AB表示，求：

(1)电源电压。

(2)滑动变阻器的最大阻值。

5.如图6所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S后，调节滑动变阻器，两电压表的示数随电流变化的图象如图所示，根据图象可知：     （选填“甲”或“乙”）是电压表V2示数变化的图象，电源电压为

       V，电阻R1的阻值为     Ω。

图6                             图7

6．在如图7所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表A的示数将________，电压表V1的示数将__________，电压表V,2的示数将         。(均选填“变小”“不变”或“变大”)

7.为了研究小灯泡电流与电压的关系，小明选择额定电压为2.5V的小灯泡、电压为4V的电源以及其它相关器材按图甲连接电路，进行实验。

(1)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当观察到________时，可以判断此时小灯泡正常发光。   

(2)在实验过程中，小明将滑动变阻器的滑片从A端开始移动，直到灯泡正常发光，在此过程中测得小灯泡电流和电压的几组数据，并正确画出曲线a，如图乙所示。该实验中小明选择的滑动变阻器可能是        。

A、滑动变阻器R1（20Ω，3A）B、滑动变阻器R2（50Ω，2A）C、滑动变阻器R3（2000Ω，0.25A）

(3)小明在图乙中还画出了本实验中滑动变阻器的电流随电压变化的曲线b，老师据图指出该曲线是错误的，其理由是________。   

图8                                        图9

8．如图9是热敏电阻Rt(电阻随温度升高而减小)、灯泡L和定值电阻R0的电流随电压变化的图像．

热敏电阻Rt的图像       ，灯泡L的图像是       ，定值电阻R0的图像是         。

中考链接

1．（2019年浙江省温州市9分）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　 　                                               。

2.（2019四川德阳）用如图所示的电路研究通过导体的电流与电压、电阻的关系。

（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所示；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__________。

3. (2018·临沂)在“探究电流与电压的关系”实验中：

(1)请用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整，要求滑片P向B端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大(连线时导线不允许交叉)．

(2)正确连接好电路后，闭合开关发现电压表示数为2.8 V，电流表无示数，移动滑片P两电表示数均无变化，则故障原因是________________________________________．

(3)小明排除故障后，移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示，此时通过电阻的电流为________A．若要增大电阻R两端的电压，应将滑片P向________(填“A”或“B”)端移动．

(4)实验中测得多组数据，绘制出电阻R的I－U图象如图丙所示：由图象可得电流与电压的关系是__________________________________________________________________；本实验所用电阻的阻值为________Ω.

(5)小明想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？请说出理由．

答：________(填“可行”或“不可行”)；理由：____________________________．

(6)在不改变电路和器材的前提下，该实验装置可以用来做________________实验．