专题13 探究电流与电压、电阻的关系（解析版）.docx

1、2023年中考物理三轮复习实验和计算压轴及创新题精准练的41个专题突破(全国通用)第一部分 新课标13类中考必考的重点实验专题13.探究电流与电压、电阻的关系（共10道题）1（2022四川德阳）小均同学为了探究“电流与导体两端电压的关系”，连接了如图甲所示的电路（电源电压为3V恒定）。（1）用笔画线将甲图中电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向左端滑动时，接入电路的电阻变小。（2）小均接好电路闭合开关后，电流表无示数，电压表示数为3V，发生该现象的原因是 。（选填“电阻R处短路”“电阻R处断路”或“电流表断路”）（3）排除故障后闭合开关，移动滑片P，小均同学进行多次实验，根据数据绘制了电阻R的

2、IU图象（乙图中的图线a），根据乙图中的图线a可得出结论是：；小均同学所用R的阻值为R。（4）小均同学又将实验中的电阻R拆下，其它条件都不变的情况下，换用一个额定电压为2.5V的小灯泡，继续多次实验得到小灯泡的IU图象如乙图中的图线b，可知小灯泡正常发光时的功率为 W。本次实验中如果滑片P滑至某点时电压表示数如图丙所示，电流表显示读数是0.22A，那么此时滑动变阻器连入电路的电阻为 （结果在小数点后保留两位）。【答案】（1）见解答；（2）电阻R处断路；（3）在电阻一定时，通过导体的电流与导体导体两端电压成正比；5；（4）0.625；5.45。【解析】（1）滑动变阻器的滑片P向左端移动时接入电路

3、的电阻变小，则应把滑动变阻器的下接线柱接入电路，实物电路图如图所示：（2）电流表无示数而电压表有示数，说明电路中有断路，而电压表与电源接通，则电路中的故障可能定值电阻R断路；（3）由图象a可知，电流与电压的图象为过原点的直线，是正比例函数图象，故得结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体导体两端电压成正比；由图象a可知，当U1.5V时，I0.3A，则R的阻值为：R5；（4）由图象b可知，当UL2.5V时，IL0.25A，则小灯泡正常发光时的功率为：PLULIL2.5V0.25A0.625W；由图丙知，电压表量程是03V，最小分度值是0.1V，电压表示数是1.8V，由串联电路电压规律可知，变阻器

4、两端的电压为：U滑UUV3V1.8V1.2V，由欧姆定律可知，滑动变阻器连入电路的电阻为：R滑5.45。2.（2022重庆B）小亮和同学们分组探究“电流与电压、电阻的关系”，提供的实验器材有：稳压电源(电压恒为4.5V)、开关、电流表2只、电压表2只、规格为“202A”的滑动变阻器、电阻箱(阻值可调节)、导线若干。(1)小亮他们用图甲的器材先探究“电流与电压的关系”，请你用笔画线代替导线，帮助小亮将图甲中的电路连接完整(要求：滑片P向左端移动时，电路中的电流变大，且导线不能交叉)。(2)在连接电路的过程中，开关应处于_状态。连接好电路后，小亮他们进行了五次实验测得了下表中的数据。其中第4次实验

5、时，电流表指针如图乙所示，其示数为_A。由表可知实验中电阻箱接入电路的阻值为_。实验次数12345电压U/V1.61.82.02.42.8电流I/A0.160.180.200.28完成第4次实验后，需要移动滑片P，使滑动变阻器接入电路的电阻值适当_(选填“增大”或“减小”)才能得到第5次实验数据。根据实验数据分析，可初步得出结论：当电阻一定的情况下，通过导体的电流与这段导体两端的电压成_比。(3)小亮他们继续用该电路探究“电流与电阻的关系”。他们多次改变电阻箱接入电路的电阻值，移动变阻器的滑片P，保持电压表示数为2.5V，记录下每次电流表的示数。为完成该实验，电阻箱接入电路的阻值不能超过_。(

6、4)另一组的同学也按图甲连好完整的电路后，闭合开关，发现电流表、电压表均无示数。请你写出一种用所给器材检测故障位置的方法：_。【答案】（1）看解析（2）断开 0.24 10 减小 正 （3）25 （4）取一只电压表，先将电压表并联在电源两端，以判断电源是否损坏，然后将电压表的正接线柱接到电源的正极，用负接线柱依次试触各接线柱，当电压表示数接近电源电压时，则故障在电压表的正负接线柱之间，然后再将电压表的负接线柱接到电源负极，用正接线柱依次试触各接线柱，当电压表示数接近电源电压时，则故障在电压表的正负接线柱之间，从而具体确定故障所在的位置【解析】(1)滑片向左滑动时，电流表示数变大，说明滑动变阻器

7、连入电路的电阻变小，故滑动变阻器左下接线柱连入电路中，如图所示：；(2)为了保护电路，连接电路时开关应断开；由图乙可知，电流表的量程为00.6A，分度值为0.02A，示数为0.24A；由表中数据根据欧姆定律可知，电阻箱接入电路的阻值：R=UI=1.6V0.16A=2.8V0.28A=10A；由表中数据可知，由第4次实验到第5次实验增加了电阻箱两端的电压，因为电源电压不变，由串联电路的电压特点可知，此时需要减小滑动变阻器两端的电压，由串联电路的分压原理可知，应减小滑动变阻器接入电路的电阻；根据表中数据可知：电压与电流的比值：1.6V0.16A=2.8V0.28A=10A，为一定值，故得出的结论：

8、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)探究“电流与电阻的关系”。他们多次改变电阻箱接入电路的电阻值，移动变阻器的滑片P，保持电压表示数为2.5V，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-2.5V=2V，电压表示数为变阻器分得的电压的2.5V2V=1.25倍，根据分压原理，当滑动变阻器接入电路的电阻最大为20时，电阻箱连入电路中的电阻为：R箱=1.2520=25，即为完成该实验，电阻箱接入电路的阻值不能超过25；(4)电流表无示数，说明电路中存在断路，可以另取一根导线，用导线一端接在电源的正极，另一端依次试触各接线柱，当电流表有示数时，则故障在电源

9、正极到电流表有示数时的接线柱之间，然后再将导线一端接到电源的负极，另一端依次试触各接线柱，当电流表有示数时，则故障在电源负极到电流表有示数时的接线柱之间，从而具体确定故障所在的位置。或者另取一只电压表，先将电压表并联在电源两端，以判断电源是否损坏，然后将电压表的正接线柱接到电源的正极，用负接线柱依次试触各接线柱，当电压表示数接近电源电压时，则故障在电压表的正负接线柱之间，然后再将电压表的负接线柱接到电源负极，用正接线柱依次试触各接线柱，当电压表示数接近电源电压时，则故障在电压表的正负接线柱之间，从而具体确定故障所在的位置。3. （2022四川广安）当做“探究电流与电压、电阻关系”实验时，需准备

10、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（5、10、15、20）、开关、导线若干。（1）根据电路图甲连接实物图乙，在闭合开关S之前，应将滑动变阻器的滑片移到_选填“最左端”或“最右端”）；（2）如图乙所示的实物图，导线连接有误，请你找出这根连错的导线，在这根导线上打“”，并用笔重新画一根正确连接的导线_；（3）问题解决后，接入10的电阻进行实验，得到下表数据，进行分析后得出的实验结论是：_；电压U/V11.5225电流I/A0.10.150.20.25（4）接下来分别接人其他电阻，再次对“电流与电阻关系”的实验进行探究，并作出了如图丙所示图像。请你通过图像中所给信息，计算

11、出实验过程中滑动变阻器R两端的电压UR=_V。【答案】 （1）最左端 （2） （3）电阻一定时，电流与电压成正比 （4）1【解析】（1）为了保护电路，滑动变阻器滑片需要位于阻值最大处，故滑片需要位于最左端。（2）定值电阻与滑动变阻器串联，故开关到定值电阻的那根导线连接错误，且电压表应该并联在定值电阻两端，电流从电池的正极出发，经过开关、滑动变阻器后需要经过定值电阻再经过电流表回到负极，故如图所示：（3）如表格所示，电压与电流之比的比值是一个定值，故结论是电阻一定时，电流与电压成正比。（4）如图丙，图像是一个曲线，电阻与电流乘积是一个定值，即为控制的电压，从图丙可知，当电阻为20时，电流为0.1

12、A，故控制的电压为从图可以看出，电源电压由两节干电池组成，故电源电压为3V，那么滑动变阻器的电压为4. （2022天津）小明利用图甲所示电路研究“电流与电压关系”时，闭合开关S，滑动变阻器的滑片从右端移动到左端的整个过程中，定值电阻的U-I关系图像如图所示。其中U0、Um、I0均为已知量，电源电压不变。请解答如下问题：（1）写出电源电压值；（2）在图乙所示的坐标系中，画出滑片整个移动过程中滑动变阻器的U-I关系图像，并标出端点的坐标；（3）滑片移动过程中，当电压表V1示数由U1变为U2时，电流表示数增加了I，请你推导出定值电阻的电功率变化量P的数学表达式（用U1、U2和I表示）。【答案】（1）

13、Um；（2） ；（3）【解析】（1）由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电流表测电路中电流，电压表V1测定值电阻两端电压，电压表V2测滑动变阻器两端电压，滑动变阻器接入电路中的阻值越小，电路中电流越大，定值电阻两端电压越大，由图乙可知，电路中电流最大时，此时定值电阻两端电压最大为Um，因此时滑动变阻器接入电路中的阻值为零，故此时电源电压等于定值电阻两端电压，即电源电压为Um。（2）因定值电阻与滑动变阻器两端电压之和等于电源电压不变，故当电路中电流最小时，由串联电路的电压规律可知，此时滑动变阻器两端的电压最大为U滑大=Um-U0当滑动变阻器接入电路中的阻值最小为零时，此时滑动变阻器两端电压为

14、零，由欧姆定律可得，此时电路中的最大电流为故滑片整个移动过程中滑动变阻器的U-I关系图像如下图所示（3）设定值电阻的阻值为R，则由可得，定值电阻的电功率变化量为5. （2022浙江金华）研究小组同学设计实验探究“电流与电阻的关系”。【实验器材】两节新干电池，滑动变阻器（10，1A），电流表（00.6A、03A），电压表（03V、015V），定值电阻（2、4、6、8），开关，导线若干（所有器材均完好）。【实验探究】小组同学连接的电路如图甲所示，检查后发现有一根导线连接错误。（1）图甲电路开关闭合后，电流表、电压表会出现的现象是_；（2）找出图甲中连接错误的导线并画“”，再补充一根导线，使电路连接

15、正确；_（3）正确连接电路，依次接入电阻进行实验，实验中出现如图乙所示情况，为了此次读数更精确，在不更换电路元件的前提下，需要做的调整是_；【问题讨论】（4）为确保电路安全，并能使所有定值电阻接入电路都能完成实验，定值电阻两端电压最大不能超过_V。【答案】（1）电流表几乎没有示数，电压表示数接近3V（2）（或定值电阻右端接电源正极） （3）把电流表改接小量程（4）2【解析】（1）根据图示可知，此时电压表串联到电路中，由于电压表的电阻很大，在电路中相当于开路，电路中的电流几乎为零，所以电流表几乎没有示数，电压表此时相当于测量电源电压，所以电压表示数接近3V。（2）原电路中，电流表与电阻并联，电压

16、表串联在电路中是错误的，电流表应与电阻串联，电压表与电阻并联，电流通过开关回到电源负极，如图所示。（3）由图乙指针的偏转情况可知，电流表所接的量程太大，所以要换用00.6A的小量程进行实验。（4）根据题意可知，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，为确保电路安全，电路中的最大电流为I大=1A当使用2的定值电阻进行实验时，根据欧姆定律可知，定值电阻两端的电压U大=I大R=1A2=2V当定值电阻两端的电压大于2V时，2的定值就不能用来实验，所以定值电阻两端电压最大不能超过2V。6. （2022江西省）探究电流与电压的关系【提出问题】电流与电压有怎样关系呢？【猜想与假设】依据电压是形成电流的原因，猜想

17、：通过导体的电流随着导体两端的电压增大而_；【设计实验】如图所示，是该实验的电路图。请判断虚线框内的电表，它们的符号分别是：甲_，乙_；【进行实验】按电路图连接电路，闭合开关，电流表针位置如图所示，此时电流表的示数为_A。保持电阻R5不变，移动滑片，测得的几组数据如下表所示；实验序号12345电压U/V0.51.01.52.02.5电流I/A0.10.20.30.40.5【分析与论证】请在下图的坐标轴上制定标度：把上表中的实验数据在坐标系中描点，并绘出图像_；【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_。【答案】 【猜想与假设】增大 【设计实验】 【进行实验】0.06A 【分

18、析与论证】【结论】正比【解析】由于电压是形成电流的原因，可以猜想：通过导体的电流随着导体两端的电压增大而增大。由图可知，甲串联在电路中，是电流表，符号是；乙与电阻R并联，是电压表，符号是。如图所示，电流表量程是00.6A，分度值是0.02A，此时电流表的示数为0.06A。如图，将横坐标电压每格标度为0.25V，纵坐标电流每格标度为0.05A，然后根据表格中数据找出对应的坐标点，并把这些点连接起来，就得到I-U图像。分析表格中数据及图像可知，在电阻一定的情况下，电压变为原来的几倍，电流就变为原理的几倍，图像为一条过原点的直线，所以可得出结论为：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

19、正比。7. （2022辽宁营口）在“探究电流与电阻关系”的实验中，可供使用的实验器材有：电源（电压恒为3V）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个，三个阻值不同的定值电阻（5、10、20）和导线若干。（1）用笔画线表示导线，把图甲实物图连接完整（要求：向左移动滑片电流表示数变大）_；（2）连接电路前，开关应处于_状态；（3）正确连接电路后，闭合开关，发现电压表和电流表均无示数，用一根导线分别与定值电阻和电流表并联，两表仍无示数，当导线与滑动变阻器并联时，发现两表指针有明显偏转，故障原因是_；（4）排除故障后，闭合开关，电压表的示数为0.6V，电流表的示数如图乙所示，则电流为_A，使用的定值电

20、阻阻值为_；（5）图丙是根据测量的数据绘制的电流与电阻关系的图像，分析图像可得出结论：导体两端电压一定时，_；（6）小明利用电源（电压恒定）、电流表、阻值为R0的定值电阻、铭牌磨损的滑动变阻器、开关和单刀双掷开关各一个，设计了下图所示的电路，测量未知电阻Rx的阻值，请将实验步骤补充完整：开关S闭合，开关S1接a时，移动变阻器的滑片到某一位置，此时电流表的示数为I1；开关S闭合，开关S1接b时，变阻器的滑片_（选填“移到最左端”、“移到最右端”或“保持不动”），此时电流表的示数为I2；电阻Rx=_（用I1、I2和R0表示）。【答案】 （1） （2）断开 （3）滑动变阻器断路 （4）0.12 5

21、（5）通过导体中的电流与导体的电阻成反比 （6）保持不动 【解析】（1）滑动变阻器应该按“一上一下”的原则接入电路中，图中已经将滑动变阻器的右上接线柱接入电路中，为了使滑片向左移动时电流表示数变大，即向左移动时滑动变阻器接入电路中的阻值变小，所以应将左下接线柱与电源负极相连，如图所示：（2）为了保护电路，连接电路前，开关应处于断开状态。（3）电压表和电流表均无示数可能是电路发生断路；用一根导线分别与定值电阻和电流表并联，两表仍无示数，说明可能是除定值电阻和电流表以外的电路出现断路；当导线与滑动变阻器并联时，发现两表指针有明显偏转，说明故障原因是与该导线并联的滑动变阻器断路。（4）从图甲可知电流

22、表选用的量程是00.6A，分度值为0.02A，图乙中电流表的示数为0.12A。定值电阻阻值（5）由图丙，可以发现所以可得出结论：导体两端电压一定时，通过导体中的电流与导体的电阻成反比。（6）在中，开关S闭合，开关S1接a时，R0、Rx并联，电流表测通过Rx的电流，移动变阻器的滑片到某一位置，此时电流表的示数为I1，即通过Rx的电流为I1；在中，开关S闭合，开关S1接b时，R0、Rx依旧并联，电流表测通过干路中的电流，为了保持通过Rx的电流不变，所以变阻器的滑片应保持不动，根据并联电路电流特点，便可得通过R0的电流为根据并联电路各支路两端电压相等，可得Rx两端电压为所以电阻Rx为8. （2022

23、江苏连云港）某同学在“探究通过导体的电流与电阻的关系”时，他用图甲所示的电路进行实验，实验中电阻两端的电压始终保持不变，电路中仪表均完好无损。（1）某同学将最后一根导线接入滑动变阻器的A接线柱后就完成电路的连接，该同学连接过程中存在的问题是_；（2）连接好电路后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数，电流表无示数，则电路故障的原因可能是_；（3）排除故障后，某同学将不同阻值的电阻接入电路进行实验，某次实验时电流表的示数如图乙所示，此时电阻的阻值为_；（4）在实验过程中，当把电阻由更换为时，滑动变阻器接入电路中的电阻应_（选填“变大”“变小”或“不变”）。【答案】 （1）开关没有断开 （2

24、）断路 （3）5 （4）变大【解析】（1）为了保护电路，连接电路时应断开开关。由图得，某同学连接电路时开关没有断开。（2）由图甲得，电阻R与滑动变阻器串联，电压表测量电阻R的电压，电流表测量电路电流，连接好电路后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数，电流表无示数，说明电路电路，且电压表与电源相连接，故故障是与电压表并联的电阻R断路。（3）由图乙得，电流表的量程为00.6A，分度值为0.02A，示数为0.5A，由欧姆定律得，此时电阻的阻值为（ 4）串联电路中，电阻越大，分到的电压越大。在实验过程中，当把电阻由更换为时，电阻的电压变大，应使滑动变阻器接入电路中的电阻变大，增大滑动变阻器分到

25、的电压，使电阻的电压减小为2.5V。9. （2022吉林省）图甲是“探究电流和电压的关系”的实验装置，电源电压为。（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处于最_端；（2）闭合开关，发现电压表有示数，电流表无示数，移动滑动变阻器的滑片时，两块电表示数均没有变化，则电路故障可能是定值电阻_；（3）排除故障后，正确连接电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，将测得的数据绘制成图象，如图乙所示，分析图象可以得出：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成_；滑动变阻器的最大阻值至少为_。【答案】 （1）右 （2）断路 （3）正比 20【解析】（1）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片应处于阻值最大

26、处，即最右端。（2）闭合开关，电流表无示数，可能电路存在断路，电压表有示数，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外电路不存在断路，则与电压表并联的电阻断路。（3）根据图乙可知，图像为一条过原点的直线，可以得到在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。由图乙可知，变阻器连入电路的电阻最大时，电路的总电阻最大，由可知通过电路的电流最小，最小电流是0.1A，电压表的示数是1V，由串联电路电流的规律和欧姆定律可知变阻器连入电路的最大阻值至少为10. （2022湖南株洲）用图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”，电源为两节干电池，实验室提供了阻值分别为30、15、10、7.5的电阻各一个

27、。实验次数1234电阻R/3015107.5电流I/A0.080.160.24（1）用笔划线代替导线，在图甲中请将实验电路连接完整。（要求滑片向右移，电流表示数变大） _（2）实验时，从大到小依次更换不同的定值电阻，调节滑动变阻器，保证电阻两端电压不变，分别记录每次电阻R和电流表示数I，数据如上表，其中第4次实验的电流表示数如图乙所示，读数为_A；电压表示数应为_V。（3）在现有实验器材不变的条件下，某同学通过实验还获得一组“5，0.48A”的数据，请写出他所使用的方法_。【答案】 （1） （2）0.32 2.4 （3）滑片向右端移动，使电压表的示数为2.4V【解析】(1)电源为两节干电池，电

28、压为3V，故电压表应选用小量程并联在电阻两端；变阻器滑片向右移，电流表示数变大，说明电路中电阻阻值变小，变阻器应选用右下接线柱与开关串联接入电路中，如下图所示（2）其中第4次实验的电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.32A。由表中数据可知，第4次实验时，电阻阻值为，则电压表示数为（3）根据串联分压原理可知，将定值电阻由改接成的电阻，电阻减小，其分得的电压减小。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减小滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为2.4V。