2025年中考物理熱點題型歸納與變式演練（全國）實驗15 探究電流與電壓、電阻的關(guān)系（原卷版）

實驗15探究電流與電壓、電阻的關(guān)系知識點一、探究電流與電壓的關(guān)系提出問題電阻一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓存在什么關(guān)系猜想與假設(shè)由電壓可知，電壓時產(chǎn)生的電流的原因，同一個小燈泡，在以一節(jié)干電池供電時，小燈泡發(fā)光較暗，用兩節(jié)干電池供電時，小燈泡發(fā)光較亮，所以有兩種猜想：①導(dǎo)體兩端電壓越大，導(dǎo)體中電流越大；②通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比。設(shè)計實驗運用控制變量法，控制導(dǎo)體（電阻）的阻值不變，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器改變電阻兩端電壓，觀察并記錄電流表的示數(shù)，分析電流隨電壓的變化規(guī)律。實驗電路如圖所示。實驗器材電壓表、電流表、滑動變阻器、10Ω的定值電阻、電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干進行實驗（1）按照電路圖連接實物電路。（2）閉合開關(guān)前檢查電路中各元件的連接是否正確，并將滑動變阻器的滑片移動定值最大處。（3）電路連接無誤后閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)分別為1V、2.0V、3.0V、4.0V、5.0V、6.0V，從電流表上讀出相應(yīng)的電流值，并記錄在表中。定值R/Ω10Ω電壓U/V1.02.03.04.05.06.0電流I/A0.10.20.30.40.50.6（4）在坐標(biāo)系中，根據(jù)各電流值與對應(yīng)的電壓值描點，并用平滑曲線連接各點，畫出I-U關(guān)系圖像，如圖所示。分析論證分析實驗數(shù)據(jù)和I-U圖像可以看出：定值一定時，通過電阻的電流與其兩端電壓有關(guān)，電流隨電壓的最大而增大；電壓變?yōu)樵瓉淼膸妆?，電流也變?yōu)樵瓉淼膸妆叮娏髋c電壓的比值為一定值。實驗結(jié)論在電壓一定的情況下，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比，即電阻R不變時，2.注意事項（1）連接電路時，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)；（2）為了使得出的結(jié)論更具有普遍性，可換用5Ω、15Ω的電阻重復(fù)上述實驗步驟；（3）實驗中可以通過改變串聯(lián)的干電池的個數(shù)或調(diào)節(jié)學(xué)生電源的電壓，但實驗時常采用移動滑動變阻器的滑片P來達到改變電壓的目的；（4）調(diào)節(jié)滑動變阻器時，要緩慢移動滑片，防止電壓表、電流表示數(shù)變化過快；（5）移動滑動變阻器滑片過程中，眼睛要緊盯電壓表，當(dāng)電壓表示數(shù)達到設(shè)定值時，停止移動滑片，記錄電流表的示數(shù)。知識點二、探究電流與電阻的關(guān)系提出問題電壓一定時，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻存在什么關(guān)系猜想與假設(shè)因為電阻表示導(dǎo)體對電流的阻礙作用的大小，所以電流與電阻的關(guān)系有兩種猜想：①導(dǎo)體電阻越大，通過的電流越??；②通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。設(shè)計實驗（1）要研究電流與電阻的關(guān)系，需要改變接入電路的電阻的大小，在實驗時更換不同阻值的電阻接入電路即可；（2）在該實驗中，更換電阻后要控制電阻兩端電壓不變，我們可以在電路中串聯(lián)一個滑動變阻器，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器使不同的電阻兩端電壓相等；（3）實驗電路圖如圖所示。實驗器材電壓表、電流表、滑動變阻器、電源、開關(guān)各一個，阻值為5Ω、10Ω、15Ω的定值電阻各一個，導(dǎo)線若干進行實驗與收集證據(jù)（1）按實驗電路圖連接實物電路，將5Ω電阻接入電路中；（2）閉合開關(guān)前，檢查電路中各元件的連接是否正確，并將滑動變阻器短片移到阻值最大處；（3）確定電路連接無誤后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，是一點半示數(shù)為3V，再讀出電流表的示數(shù)并填入表中；（4）斷開開關(guān)，將阻值為5Ω的定值電阻更換為10Ω、15Ω的定值電阻，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，是電壓表示數(shù)保持在3V不變，分別讀出對應(yīng)電流表的讀數(shù)并填入表中；電壓U/V3V電阻R/Ω51015電流I/A0.60.30.2（5）在坐標(biāo)系中，根據(jù)各電流值和對應(yīng)的電阻值描點，并用平滑的曲線連接各點，畫出I-R關(guān)系圖像，如圖所示。分析論證分析數(shù)據(jù)和I-R關(guān)系圖像可以看出：電壓一定時，通過電阻的電流與其阻值有關(guān)，電阻變?yōu)樵瓉淼膎倍，電流就變?yōu)樵瓉淼?/n，電流與電阻的乘積為一定值。實驗結(jié)論在電壓一定的情況下，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比，即U不變時，I1R1=I2R2。1．（2023?寧夏）在“探究電流與電壓的關(guān)系”實驗中，實驗小組用電壓表測得電源電壓為2.8V，并連接了如圖甲所示的部分電路：（1）觀察圖甲，請指出電路連接過程中的不妥之處：。（2）改正后，請用筆畫線代替導(dǎo)線，在圖甲上完成剩余電路的連接（要求：向右移動滑動變阻器的滑片P，其阻值增大）。（3）閉合開關(guān)后，觀察到電壓表示數(shù)接近電源電壓，電流表無示數(shù)，出現(xiàn)該故障的原因是。（4）排除故障后，開始測量并將實驗數(shù)據(jù)記錄在表中，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.0V時，電流表示數(shù)如圖乙所示，為A。電壓U/V1.01.52.02.5電流I/A0.100.150.25（5）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)，得出的實驗結(jié)論是：。（6）若要繼續(xù)完成“探究電流與電阻的關(guān)系”的實驗，除了現(xiàn)有的實驗器材之外，還需增加。2．（2023?涼山州）小李利用以下器材探究“電流與電阻的關(guān)系”：學(xué)生電源、電流表（0～0.6A）、電壓表（0～3V）、定值電阻（5Ω、10Ω、20Ω各一個）、開關(guān)、滑動變阻器和導(dǎo)線若干。（1）請根據(jù)圖甲所示的電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙所示的實物連接成完整電路（連線不得交叉）；（2）連接電路時，開關(guān)應(yīng)（選填“斷開”或“閉合”），且應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到最（選填“左”或“右”）端；（3）小李把學(xué)生電源調(diào)至6V，將定值電阻依次接入電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，保持電壓表示數(shù)不變，記下電流表的示數(shù)，得到圖丙所示的電流I隨電阻R變化的圖像，由圖像可以得出結(jié)論：電壓一定時，電流與電阻成（選填“正比”或“反比”）；（4）正確連接電路后，實驗中小李發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)突然變大，電流表示數(shù)幾乎為零，則可能是定值電阻出現(xiàn)故障；（5）在圖丙中，定值電阻的阻值為5Ω和20Ω時，滑動變阻器的電功率分別為P1和P2，則P1：P2＝。3．（2022?吉林）圖甲是“探究電流和電壓的關(guān)系”的實驗裝置，電源電壓為3V：（1）閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)處于最端；（2）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，移動滑動變阻器的滑片時，兩塊電表示數(shù)均沒有變化，則電路故障可能是定值電阻；（3）排除故障后，正確連接電路。閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，將測得的數(shù)據(jù)繪制成U﹣I圖象，如圖乙所示。分析圖象可以得出：當(dāng)電阻一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成；滑動變阻器的最大阻值至少為Ω。4．（2022?晉中）在“探究電流與電壓的關(guān)系”實驗中：（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線把圖甲電路連接完整（導(dǎo)線不得交叉）。（2）正確連接電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表的示數(shù)接近電源電壓，其原因可能是。（3）排除故障后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)為0.5V時，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則電流表示數(shù)為A。（4）繼續(xù)實驗，記錄實驗數(shù)據(jù)如下表，請你根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖丙中描點作出圖象。分析圖象可以得到的結(jié)論是。電壓U/V0.51.01.52.02.535．（2022?六盤水）在探究“電流與電阻的關(guān)系”實驗中，小明設(shè)計了如圖甲所示電路圖，選用器材如下：2節(jié)新干電池、阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻、滑動變阻器（20Ω1A）、電壓表、電流表、開關(guān)及導(dǎo)線若干。請回答下列問題：（1）連接電路時，開關(guān)應(yīng)處于狀態(tài)。（2）實驗過程中小明發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)接近3V，電流表幾乎無示數(shù)，造成此故障的原因可能是。（3）排除故障后，小明更換定值電阻，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，將實驗數(shù)據(jù)填入表中。當(dāng)更換20Ω的定值電阻進行實驗時，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則通過定值電阻的電流為A，由此可知，小明控制定值電阻兩端的電壓為V。電阻R/Ω51020電流I/A0.40.2（4）分析實驗數(shù)據(jù)可知，在實驗過程中，滑動變阻器接入電路的最大阻值為Ω。6．（2023?門頭溝區(qū)二模）小明想要利用如圖所示的電路探究“電流與電壓的關(guān)系”，下列說法正確的是（）A．實驗過程中應(yīng)該保持電阻R阻值不變 B．實驗過程中滑動變阻器的作用只是保護電路 C．實驗過程中應(yīng)該調(diào)滑動變阻器使電流表示數(shù)不變 D．實驗過程中應(yīng)該調(diào)滑動變阻器保持電壓表示數(shù)不變7．（2023?南寧一模）某同學(xué)在探究“電流跟電壓、電阻的關(guān)系”時，根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)畫出了如圖所示的一個圖象。下列結(jié)論與圖象相符的是（）A．電壓一定時，電流隨著電阻的增大而減小 B．電阻一定時，電壓隨著電流的增大而增大 C．電阻一定時，電流隨著電壓的增大而增大 D．電壓一定時，電阻隨著電流的增大而減小8．（2023?新洲區(qū)模擬）如圖所示，是某同學(xué)“探究電流與電阻的關(guān)系”的實驗電路，所用的電源電壓恒為6V，電流表選用0～0.6A量程，滑動變阻器規(guī)格為“60Ω，1A”，下表是該同學(xué)進行實驗時記錄的數(shù)據(jù)。下列說法錯誤的是（）實驗次數(shù)1234R/Ω5101520I/A0.400.200.130.10A．圖中a是電壓表，b是電流表 B．如果閉合開關(guān)后兩表都沒有示數(shù)，故障可能是電流表斷路 C．為使所有電阻都能完成實驗，定值電阻兩端電壓的控制范圍為1.5～3V D．分析表中數(shù)據(jù)，可初步得出結(jié)論：電壓一定時，電阻與電流成反比9．（2023?洪山區(qū)校級模擬）在探究電阻一定時電流與電壓關(guān)系的實驗中，某同學(xué)連接的電路如圖所示。已知電源電壓為3V，滑動變阻器上標(biāo)有“30Ω1A”字樣。閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，實驗中得到的實驗數(shù)據(jù)如表所示，下列說法不正確的是（）序號12345U/V0.51.01.52.02.5I/A0.100.190.420.390.49①第1次實驗的數(shù)據(jù)不是他實驗中實際測得的②第4次實驗時滑動變阻器接入電路電阻與定值電阻的阻值之比為2：1③多次實驗的目的是為了減小誤差④該實驗得出的結(jié)論是：通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓與成正比A．③④ B．①③ C．②③④ D．①②③④10．（2023?乾安縣一模）一位同學(xué)用如圖所示的電路探究“電流與電阻的關(guān)系”。電源電壓不變，下表是實驗數(shù)據(jù)，若第四次實驗時將定值電阻的阻值由30Ω調(diào)為40Ω后就直接讀出電流表的示數(shù)，這個示數(shù)應(yīng)該是（）R/Ω1020304050I/A0.60.30.20.12A．0.2 B．0.17 C．0.15 D．0.1311．（2023?天元區(qū)一模）小明在“探究電流與電阻關(guān)系”的實驗中，所用電源是兩節(jié)新的干電池，定值電阻的阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。（1）小明將5Ω的定值電阻接入如圖甲所示的電路中。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電路中有一根導(dǎo)線連接錯誤，請你在錯誤的導(dǎo)線上畫“×”，并用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確。（2）改正電路后，實驗過程中小明發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)接近3V，電流表幾乎無示數(shù)，造成此故障的原因可能是。（3）改正電路，查明故障后，閉合開關(guān)，向右移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數(shù)。（選填“變大”、“變小”或“不變”）（4）將5Ω定值電阻接入電路，當(dāng)電壓表的示數(shù)為V時，電流表示數(shù)如圖乙。接著小明用10Ω電阻替換5Ω電阻，并移動滑動變阻器的滑片，使滑動變阻器接入電路中的電阻（選填“變大”“變小”或“不變”），才能保持定值電阻兩端的電壓不變。（5）換接電阻多次實驗，是為了。通過實驗探究，小明得出的結(jié)論是：當(dāng)電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻。12．（2023?甘州區(qū)校級模擬）在“探究電流與電阻的關(guān)系”實驗中：（1）如圖甲所示，請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖中電路連接完整（請勿更改原有導(dǎo)線，導(dǎo)線不得交叉），要求：當(dāng)滑動變阻器的滑片P向左移動時，電路中的電流變大。（2）閉合開關(guān)S后，移動滑片P時發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)且不斷變化，則電路故障可能是定值電阻R發(fā)生了（填“斷路”或“短路”）。（3）實驗過程中，將5Ω的電阻接入電路中，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P至適當(dāng)位置，此時電流表示數(shù)如圖乙所示，則電流表示數(shù)為A。將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻，閉合開關(guān)，應(yīng)將滑動變阻器的滑片P向（填“左”或“右”）端移動，使電壓表示數(shù)為V。13．（2023?潮陽區(qū)校級三模）在“探究導(dǎo)體的電流跟電阻的關(guān)系”實驗中，器材有：電源（電壓恒為4.5V），電流表、電壓表和開關(guān)各一個，六個定值電阻（10Ω、15Ω、20Ω、30Ω、45Ω、50Ω），滑動變阻器（規(guī)格是“20Ω2A”），導(dǎo)線若干。（1）如圖甲是小明連接的實物電路，圖中有一根導(dǎo)線連接錯誤，請你在連接錯誤的導(dǎo)線上打“×”并補畫出正確的連線。（2）將錯誤連接改正后，閉合開關(guān)，兩電表均無示數(shù)。現(xiàn)將電壓表接在變阻器兩端時有示數(shù)，接在開關(guān)兩端時無示數(shù)，則電路故障是（填字母）。A.電阻斷路B.電流表斷路C.滑動變阻器斷路D.開關(guān)短路（3）排除故障后進行實驗，通過實驗得到如圖乙所示的電流I隨電阻R變化的圖象，由圖象可知：保持電阻兩端電壓U＝V不變。（4）當(dāng)小明把45Ω的電阻接入電路中時，發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片都不能使電阻兩端電壓達到控制電壓U。為保證六個電阻單獨接入電路中完成實驗，調(diào)節(jié)電源電壓，最大值為V，或?qū)⒒瑒幼冏杵鲹Q成最大阻值為Ω的變阻器，兩種方法都行。14．（2023?福州模擬）某物理學(xué)習(xí)小組在“探究通電導(dǎo)體中電流與電阻的關(guān)系”的實驗中，連接了如圖甲所示電路（電源電壓保持4.5V不變）。（1）用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲實物電路連接完整。（要求：滑動變阻器滑片P向左移動，電路中電流變小