18 歐姆定理九-電流 電壓 電阻之間的關(guān)系（原卷版）

十八、歐姆定理九--電流、電壓、電阻三者間的關(guān)系知識(shí)導(dǎo)航知識(shí)導(dǎo)航知識(shí)點(diǎn)1探究實(shí)驗(yàn)?？键c(diǎn)開(kāi)關(guān)：A、連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)處于斷開(kāi)狀態(tài)B、閉合開(kāi)關(guān)前，電表指針?lè)聪蚱D(zhuǎn)，原因：未調(diào)零C、閉合開(kāi)關(guān)后，電表指針?lè)聪蚱D(zhuǎn)，原因：正負(fù)接線(xiàn)柱接反D、連接完最后一根導(dǎo)線(xiàn)，燈泡突然很亮，一會(huì)兒熄滅，原因：開(kāi)關(guān)未斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器未調(diào)到最大值2．滑動(dòng)變阻器器的作用：保護(hù)電路，串聯(lián)分壓3．畫(huà)電路圖電路圖、連接實(shí)物圖4．常見(jiàn)電路故障：A、電流表有示數(shù)，電壓表無(wú)示數(shù)，定值電阻短路B、電流表無(wú)示數(shù)，電壓表有示數(shù)，定值電阻開(kāi)路5．讀數(shù)、計(jì)算探究實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)1．曉東用如圖所示的電路，探究“通過(guò)導(dǎo)體的電流與電壓、電阻的關(guān)系”，電源電壓不變。（1）曉東設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路圖，請(qǐng)用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)將實(shí)物電路圖乙連接完整。要求：滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)時(shí)，電路中的電流變大。（2）在探究“電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，選定某一定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，多次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的目的是。（3）在探究“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中。①每次改變電阻R的阻值后，要進(jìn)行的操作是，并記下對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)。②在做第4次實(shí)驗(yàn)時(shí)，將電阻R的阻值從15Ω調(diào)為20Ω后，就直接記錄電流表示數(shù)，這個(gè)示數(shù)可能是（選填A(yù)、B、C、D選項(xiàng)）。實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345R/Ω510152025I/A0.60.30.20.12A．0.2AB．0.18AC．0.15AD．0.13A③曉東同學(xué)及時(shí)更正錯(cuò)誤，完成實(shí)驗(yàn)后，通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，初步得出的結(jié)論是。2．小明做“探究電流與電阻關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)器材有：電源（電壓恒為6V）、定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各一只）、滑動(dòng)變阻器（規(guī)格為“30Ω0.5A”）、電壓表（0～3V）、電流表（0～0.6A）、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干。（1）小明連接好如圖所示的電路，閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片移到最（選填“左”或“右”）端。閉合開(kāi)關(guān)，小明發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)接近電源電壓，可能是定值電阻R出現(xiàn)了（選填“短路”或“斷路”）故障。（2）排除故障后，多次改變R的阻值，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，使電壓表示數(shù)保持不變，記下電流表示數(shù)，得到如圖乙所示的電流I隨電阻R的變化圖象。①由圖象可得：導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成。②該實(shí)驗(yàn)采用的研究方法是。（3）為了順利完成本次實(shí)驗(yàn)，則定值電阻兩端的電壓可調(diào)范圍為V。（4）在使用10Ω和20Ω電阻實(shí)驗(yàn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率之比為。3．現(xiàn)有下列器材：恒定電源（15V）、定值電阻（10Ω、20Ω、25Ω和30Ω各一個(gè)）、電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器（100Ω1A）和導(dǎo)線(xiàn)若干。小王設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖探究“電流與電阻的關(guān)系”。實(shí)驗(yàn)序號(hào)123電阻R/Ω102025電流I/A0.30.150.12（1）請(qǐng)用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)將如圖乙所示的電路連接完整（要求：滑片向左移動(dòng)時(shí)滑動(dòng)變阻器阻值變大）。（2）小王連上最后一根導(dǎo)線(xiàn)后，立即看到電流表、電壓表指針有明顯的偏轉(zhuǎn)，你認(rèn)為他實(shí)驗(yàn)操作的錯(cuò)誤之處是：。（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，他先將10Ω的定值電阻接入電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使電壓表示數(shù)為3V，測(cè)得電流表示數(shù)為0.3A，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，保持滑片位置不動(dòng)，直接用20Ω的電阻替換10Ω的電阻，閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)（選填“大于”或“小于”）0.15A，為了繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)，他應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向（選填“左”或“右”）移。此實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用是保護(hù)電路和。（4）他將10Ω、20Ω、25Ω三個(gè)定值電阻分別接入電路中，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，讀出電流表的示數(shù)，數(shù)據(jù)如上表所示，由此得出結(jié)論：當(dāng)電壓相同時(shí)，電流與電阻成關(guān)系。（5）接著他又將30Ω的定值電阻接入電路中，閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，電壓表示數(shù)都不能為3V。為順利完成以上所有探究，他設(shè)計(jì)了如下四個(gè)調(diào)整方案，你認(rèn)為不可行的是。A．如果只調(diào)整電壓表的示數(shù)，則應(yīng)控制電壓表示數(shù)范圍為4V～10VB．如果只更換定值電阻，則更換的電阻阻值范圍是5Ω～25ΩC．如果只更換滑動(dòng)變阻器，則更換的滑動(dòng)變阻器最大阻值不小于120ΩD．如果只更換電源，則更換的電源電壓范圍是3V～13V4．如圖甲所示是小明“探究電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)電路圖。選用的實(shí)驗(yàn)器材是：學(xué)生電源（為4.5V）、電流表（0～0.6A）、電壓表（0～3V）、滑動(dòng)變阻器（20Ω，1A），實(shí)驗(yàn)用到的定值電阻分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω。開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干。（1）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)該（選填“斷開(kāi)”或“閉合”）；（2）該實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用除了保護(hù)電路外，還有的作用；（3）試觸時(shí)，小明同學(xué)發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù)、電壓表指針超過(guò)量程，則電路的故障可能是定值電阻（選填“短路”或“斷路”）。（4）實(shí)驗(yàn)中依次接入前五個(gè)定值電阻，正確操作后，記下電流表的示數(shù)，得到如圖乙所示的電流I隨電阻R變化的圖象。由圖象可以得出結(jié)論：。（5）上述實(shí)驗(yàn)中，小明用5Ω的電阻做完實(shí)驗(yàn)后，接著把R換成10Ω的電阻接入電路，閉合開(kāi)關(guān)，向（選填“左”或“右”）移動(dòng)滑片，使電壓表示數(shù)為時(shí)，讀出對(duì)應(yīng)電流表的示數(shù)：在前后兩次實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器的功率之比為；（6）當(dāng)小明改用30Ω的電阻繼續(xù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，都無(wú)法使電壓表的示數(shù)達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求的值。為了完成該次實(shí)驗(yàn)，他應(yīng)控制定值電阻兩端的電壓范圍為V；此時(shí)，聰明的小楊同學(xué)說(shuō)到：“我可以利用現(xiàn)有的定值電阻在不改變電壓表示數(shù)的前提下完成該次實(shí)驗(yàn)（該電路仍為串聯(lián)電路）!”關(guān)于小楊同學(xué)的說(shuō)法，總共有幾種可能的方案.A.3種B.4種C.5種D.6種5．小明利用如圖甲的電路探究“電流與電阻的關(guān)系”。已知電源電壓為4.5V保持不變，實(shí)驗(yàn)用到的定值電阻阻值分別為25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“0﹣50Ω”。（1）如圖乙的實(shí)物電路中存在連線(xiàn)錯(cuò)誤，而且只要改接一根導(dǎo)線(xiàn)就可以了。請(qǐng)你把接錯(cuò)的那根導(dǎo)線(xiàn)打上“×”，再畫(huà)線(xiàn)把它改到正確位置上（導(dǎo)線(xiàn)不允許交叉）。（2）閉合開(kāi)關(guān)后，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器的作用是。（3）連接好電路后，如果將電流表和電壓表在電路中位置交換，則閉合開(kāi)關(guān)后，會(huì)發(fā)現(xiàn)兩表中只有表有示數(shù)（選填“電流”或“電壓”）。（4）為了用上所有的定值電阻正確完成五次實(shí)驗(yàn)，應(yīng)利用滑動(dòng)變阻器控制定值電阻兩端的電壓至少保持V不變。（5）實(shí)驗(yàn)中將5Ω的定值電阻更換為10Ω的定值電阻后，閉合開(kāi)關(guān)，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片向（選填“左”或“右”）適當(dāng)滑動(dòng)，使電壓表示數(shù)恢復(fù)到原來(lái)的值。（6）小明同學(xué)每次隨機(jī)選取一個(gè)定值電阻，進(jìn)行了五次實(shí)驗(yàn)，根據(jù)所得數(shù)據(jù)畫(huà)出電流與電阻關(guān)系的圖象如圖丙，且實(shí)驗(yàn)中各電路元件完好，讀數(shù)、記錄均正確。但老師發(fā)現(xiàn)五次實(shí)驗(yàn)中有一次未移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片控制電壓表示數(shù)一定，根據(jù)圖丙中的數(shù)據(jù)分析，阻值為Ω的定值電阻連入電路時(shí)未移動(dòng)滑片，這次實(shí)驗(yàn)之前的那一次實(shí)驗(yàn)，小明選取的是阻值為Ω的定值電阻。6．小南在“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，選用的實(shí)驗(yàn)器材是：電壓可調(diào)的學(xué)生電源、電流表、電壓表，定值電阻R1＝5Ω、R2＝10Ω、R3＝20Ω，滑動(dòng)變阻器（40Ω2A）、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干。（1）用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)將圖甲實(shí)物電路連接完整（要求：滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)時(shí)，電路中電流變大）；（2）為了防止損壞電流表，在不能事先估計(jì)電流大小的情況下，可用的方法選擇合適的量程；（3）小南認(rèn)為，要探究電流與電壓的關(guān)系，應(yīng)控制電阻不變，這里“控制電阻不變”是指（填選項(xiàng)前的字母）；A.控制定值電阻的阻值不變B.控制滑動(dòng)變阻的阻值不變（4）在“探究電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表，其中①的電流表示數(shù)如圖乙所示為A，分析表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得結(jié)論：當(dāng)導(dǎo)體的電阻一定時(shí)，。電壓U/V1.01.42.02.43.0電流I/V0.10.140.20.24①（5）在“探究電流與電阻的關(guān)系“實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器的作用除了保護(hù)電路，還有；小南首先用5Ω定值電阻完成實(shí)驗(yàn)，此時(shí)電壓表示數(shù)為2V，不改變滑片位置，換10Ω定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，閉合開(kāi)關(guān)后，應(yīng)將滑片P向（選填“左”或“右”）端移動(dòng)，使電壓表示數(shù)仍為2V，當(dāng)接20Ω定值電阻時(shí)，小南發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片P，電壓表的示數(shù)都無(wú)法達(dá)到2V，為完成實(shí)驗(yàn)，電源電壓的取值范圍應(yīng)該是。7．小宇利用如圖甲所示電路圖來(lái)探究電流與電壓的關(guān)系，電源由兩節(jié)用過(guò)的干電池組成，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“2A20Ω”字樣，定值電阻阻值為5Ω。（1）請(qǐng)按照?qǐng)D甲所示的電路圖，用筆畫(huà)線(xiàn)表示導(dǎo)線(xiàn)，在圖乙中完成實(shí)物連接。要求：閉合開(kāi)關(guān)后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向左移動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)增大；（2）小宇在連接電路時(shí)，當(dāng)他接上最后一根導(dǎo)線(xiàn)時(shí)，電流表和電壓表就有較大的偏轉(zhuǎn)，請(qǐng)指出他在連接電路時(shí)的錯(cuò)誤之處：。（3）改正錯(cuò)誤后，小宇利用滑動(dòng)變阻器改變定值電阻兩端電壓，將收集到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表格中。實(shí)驗(yàn)序號(hào)123456電壓U/V0.511.522.53電流I/A0.10.20.30.40.5小宇在做第6次實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電壓表的示數(shù)都調(diào)不到3V，他于是按照前面數(shù)據(jù)的規(guī)律編寫(xiě)了一個(gè)數(shù)據(jù)填入表中，你認(rèn)為小明的做法是（選填“正確”或“錯(cuò)誤”）的。理由是：。（4）為了完成第6次實(shí)驗(yàn)，下列改進(jìn)方案你認(rèn)為可行的是。A.換用最大阻值更大的滑動(dòng)變阻器B.增加電池節(jié)數(shù)，提高電源電壓C.換用阻值更大的定值電阻（5）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，另一組的小睿同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，電壓表和電流表的指針均有明顯偏轉(zhuǎn)，但無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片，兩個(gè)表的示數(shù)都不發(fā)生變化，請(qǐng)你幫她分析造成這種現(xiàn)象可能的原因是：。（6）實(shí)驗(yàn)完成后，小明換用2節(jié)新干電池作為電源繼續(xù)用圖乙所示電路探究“電流與電阻的關(guān)系”。實(shí)驗(yàn)中，他利用滑動(dòng)變阻器保持定值電阻兩端電壓在2V不變。他第一次用5Ω的定值電阻完成實(shí)驗(yàn)后，緊接著換用10Ω的電阻繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，為了保持電壓不變，他應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向（選填“左”或“右”）移動(dòng)。在不更換滑動(dòng)變阻器的前提下，他所更換的定值電阻阻值最大不超過(guò)Ω.8．小欣同學(xué)在做“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，準(zhǔn)備以下器材：電源電壓為4.5V且保持不變，電流表（0～0.6A）、電壓表（0～3V）、滑動(dòng)變阻器（20Ω1A）、五個(gè)定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干。根據(jù)如圖的電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（1）導(dǎo)線(xiàn)連接之前，開(kāi)關(guān)S應(yīng)該（選填“斷開(kāi)”、“閉合”）；（2）將電路連接正確后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù)，電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn)，原因可能是。（3）探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，小欣通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P，測(cè)出通過(guò)定值電阻R的不同電流和對(duì)應(yīng)的電壓如下表所示。實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345電壓U/V0.511.011.512.012.51電流I/A0.10.20.30.40.5梁老師看到小欣的數(shù)據(jù)后說(shuō)小欣的實(shí)驗(yàn)操作中存在問(wèn)題，并且其中有一組數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的。小欣在實(shí)驗(yàn)操作中存在的問(wèn)題是。請(qǐng)你幫他分析出錯(cuò)的是第次，原因是。去掉出錯(cuò)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析可得到的結(jié)論是：當(dāng)電阻一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成比。（4）接著小欣又探究電流與電阻的關(guān)系，他只更換定值電阻，其余連接均不變。其實(shí)驗(yàn)步驟如下：①在電路中接入阻值為5Ω的定值電阻，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使得電壓表示數(shù)為U0＝2V，記錄電流表示數(shù)；②斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，用10Ω的定值電阻替換5Ω的定值電阻再閉合開(kāi)關(guān)，他應(yīng)該將滑動(dòng)變阻器的阻值（選填“調(diào)大”或“調(diào)小”）直到電壓表示數(shù)為U0，再記錄電流表示數(shù)；③斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，用25Ω的定值電阻替換10Ω的定值電阻再閉合開(kāi)關(guān)，他調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)始終不能調(diào)為U0．為完成五次探究，小欣設(shè)計(jì)了如下三個(gè)調(diào)整方案，你認(rèn)為不可行的是。A．如果只調(diào)整電壓表的示數(shù)，則應(yīng)控制電壓表示數(shù)U0的范圍為2.5V～3VB．如果只更換滑動(dòng)變阻器，則更換的滑動(dòng)變阻器最大阻值不小于25Ω，最大電流不小于0.4AC．如果只更換電源，則更換的電源電壓范圍是2V～3.6V二．解答題（共1小題）9．小江同學(xué)用下列器材探究“電流與電壓和電阻的關(guān)系”：電壓15V保持不變的電源、規(guī)格是“50Ω1A”的滑動(dòng)變阻器、阻值為10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的電阻各一個(gè)、滿(mǎn)足測(cè)量需求的電流表、電壓表各一個(gè)。（1）圖甲是他連接的電路，請(qǐng)改動(dòng)一根導(dǎo)線(xiàn)，使電路連接正確，在應(yīng)改動(dòng)的導(dǎo)線(xiàn)上打“×”，并用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)畫(huà)出正確