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实验 15 探究电流与电压、电阻的关系
知识点一、探究电流与电压的关系
提出问题 电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压存在什么关系
由电压可知，电压时产生的电流的原因，同一个小灯泡，在以一节干电池供电时，小灯泡发
猜想与假设 光较暗，用两节干电池供电时，小灯泡发光较亮，所以有两种猜想：①导体两端电压越大，
导体中电流越大；②通过导体的电流与导体两端电压成正比。
运用控制变量法，控制导体（电阻）的阻值不变，通过调节滑动变阻器
改变电阻两端电压，观察并记录电流表的示数，分析电流随电压的变化
设计实验
规律。实验电路如图所示。
实验器材 电压表、电流表、滑动变阻器、10Ω的定值电阻、电源、开关、导线若干
（1）按照电路图连接实物电路。
（2）闭合开关前检查电路中各元件的连接是否正确，并将滑动变阻
器的滑片移动定值最大处。
（3）电路连接无误后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表
示数分别为1V、2.0V、3.0V、4.0V、5.0V、6.0V，从电流表上读出
相应的电流值，并记录在表中。
进行实验
定值R/Ω 10Ω
电压U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
（4）在坐标系中，根据各电流值与对应的电压值描点，并用平滑曲线连接各点，画出I-U关
系图像，如图所示。
分析实验数据和I-U图像可以看出：定值一定时，通过电阻的电流与其两端电压有关，电流
分析论证 随电压的最大而增大；电压变为原来的几倍，电流也变为原来的几倍，电流与电压的比值为
一定值。
实验结论
在电压一定的情况下，通过导体的电流与导体两端电压成正比，即电阻R不变时，
2.注意事项
（1）连接电路时，开关应处于断开状态；
（2）为了使得出的结论更具有普遍性，可换用5Ω、15Ω的电阻重复上述实验步骤；
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（3）实验中可以通过改变串联的干电池的个数或调节学生电源的电压，但实验时常采用移动
滑动变阻器的滑片P来达到改变电压的目的；
（4）调节滑动变阻器时，要缓慢移动滑片，防止电压表、电流表示数变化过快；
（5）移动滑动变阻器滑片过程中，眼睛要紧盯电压表，当电压表示数达到设定值时，停止移
动滑片，记录电流表的示数。
知识点二、探究电流与电阻的关系
提出问题 电压一定时，导体中的电流与导体的电阻存在什么关系
因为电阻表示导体对电流的阻碍作用的大小，所以电流与电阻的关系有两种猜想：①导体
猜想与假设
电阻越大，通过的电流越小；②通过导体的电流与导体的电阻成反比。
（1）要研究电流与电阻的关系，需要改变接入电路的电阻的大小，在
实验时更换不同阻值的电阻接入电路即可；
（2）在该实验中，更换电阻后要控制电阻两端电压不变，我们可以在
设计实验
电路中串联一个滑动变阻器，通过调节滑动变阻器使不同的电阻两端电
压相等；
（3）实验电路图如图所示。
电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关各一个，阻值为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻
实验器材
各一个，导线若干
（1）按实验电路图连接实物电路，将5Ω电阻接入电路
中；
（2）闭合开关前，检查电路中各元件的连接是否正确，并
将滑动变阻器短片移到阻值最大处；
（3）确定电路连接无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的
滑片，是一点半示数为3V，再读出电流表的示数并填入表中；
（4）断开开关，将阻值为5Ω的定值电阻更换为10Ω、15Ω的定值电
进行实验与收集证
阻，调节滑动变阻器的滑片，是电压表示数保持在3V不变，分别读出对
据
应电流表的读数并填入表中；
电压U/V 3V
电阻R/Ω 5 10 15
电流I/A 0.6 0.3 0.2
（5）在坐标系中，根据各电流值和对应的电阻值描点，并用平滑的曲线连接各点，画出
I-R关系图像，如图所示。
分析数据和I-R关系图像可以看出：电压一定时，通过电阻的电流与其阻值有关，电阻变
分析论证
为原来的n倍，电流就变为原来的1/n，电流与电阻的乘积为一定值。
实验结论 在电压一定的情况下，通过导体的电流与导体的电阻成反比，即U不变时，IR=IR。
1 1 2 2
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1．（2023•宁夏）在“探究电流与电压的关系”实验中，实验小组用电压表测得电源电压为2.8V，
并连接了如图甲所示的部分电路：
（1）观察图甲，请指出电路连接过程中的不妥之处： 。
（2）改正后，请用笔画线代替导线，在图甲上完成剩余电路的连接（要求：向右移动滑动变阻
器的滑片P，其阻值增大）。
（3）闭合开关后，观察到电压表示数接近电源电压，电流表无示数，出现该故障的原因是
。
（4）排除故障后，开始测量并将实验数据记录在表中，当电压表示数为2.0V时，电流表示数如
图乙所示，为 A。
电压U/V 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.10 0.15 0.25
（ 5 ） 根 据 表 中 实 验 数 据 ， 得 出 的 实 验 结 论 是 ：
。
（6）若要继续完成“探究电流与电阻的关系”的实验，除了现有的实验器材之外，还需增加
。
【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路时开关应该断开；由图甲可知，电路连接过程中的
不妥之处：连接电路时未断开开关；
（2）向右移动滑动变阻器的滑片P，其阻值增大，故滑动变阻器选用左下接线柱与开关串联在
电路中，如下图所示：
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；
（3）闭合开关后，观察到电流表无示数，说明电路可能断路，电压表示数接近电源电压，说明
电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路
了，即出现该故障的原因是定值电阻断路；
（4）排除故障后，开始测量并将实验数据记录在表中，当电压表示数为2.0V时，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0.20A；
（5）由表中数据可知，当定值电阻两端电压增大为原来的几倍，通过定值电阻的电流也增大为
原来的几倍，故可得出的实验结论是：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；
（6）在探究电流与电阻的关系的实验中，应控制定值电阻两端电压不变，更换不同阻值的定值
电阻，故除了现有的实验器材之外，还需增加两个阻值不同的定值电阻。
故答案为：（1）连接电路时未断开开关；（2）见解答图；（3）定值电阻断路；（4）0.20；
（5）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；（6）两个阻值不同的
定值电阻。
2．（2023•凉山州）小李利用以下器材探究“电流与电阻的关系”：学生电源、电流表（0～
0.6A）、电压表（0～3V）、定值电阻（5 、10 、20 各一个）、开关、滑动变阻器和导线若
干。 Ω Ω Ω
（1）请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路（连线不
得交叉）；
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（2）连接电路时，开关应 （选填“断开”或“闭合”），且应将滑动变阻器的滑片
移到最 （选填“左”或“右”）端；
（3）小李把学生电源调至6V，将定值电阻依次接入电路，调节滑动变阻器的滑片，保持电压
表示数不变，记下电流表的示数，得到图丙所示的电流I随电阻R变化的图像，由图像可以得出
结论：电压一定时，电流与电阻成 （选填“正比”或“反比”）；
（4）正确连接电路后，实验中小李发现电压表示数突然变大，电流表示数几乎为零，则可能是
定值电阻出现 故障；
（5）在图丙中，定值电阻的阻值为5 和20 时，滑动变阻器的电功率分别为P 和P ，则P ：
1 2 1
P ＝ 。 Ω Ω
2
【解答】解：
（1）由图甲可知，电压表测定值电阻两端电压，电流表测电路中电流，电压表应并联在定值电
阻两端，电路连接如下图所示：
；
（2）连接开关时，为了保护电路，开关应断开，且为了防止电路中电流过大，应将滑动变阻器
的滑片滑到阻值最大处，故由图乙可知，应将滑动变阻器的滑片移到最右端。
（3）由图丙可知，流过定值电阻的电流值与对应的定值电阻两端的电压值的乘积不变，故可得
出结论：电压一定时，电流与电阻成反比。
（4）实验中若电压表示数突然变大，电流表示数几乎为零，则可能是电路中出现了断路，此时
电压表直接并联进电路，测量电源电压，故此时可能是定值电阻出现了断路故障。
（5）由图丙中可知，当定值电阻阻值为R ＝5 时，此时流过定值电阻的电流为I ＝0.4A，则此
1 1
时流过滑动变阻器的电流也为I ＝0.4A，当定值Ω电阻阻值为R ＝20 时，此时流过定值电阻的电
1 2
流为I ＝0.1A，则此时流过滑动变阻器的电流也为I ＝0.1A，且定值Ω电阻两端的电压不变，电源
2 2
电压也保持不变，则由串联电路的电压规律可知，滑动变阻器两端的电压也保持不变，故由 P＝
UI可得P ：P ＝UI ：UI ＝I ：I ＝0.4A：0.1A＝4：1。
1 2 1 2 1 2
故答案为：（1）见解析；（2）断开；右；（3）反比；（4）断路；（5）4：1。
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3．（2022•吉林）图甲是“探究电流和电压的关系”的实验装置，电源电压为 3V：
（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 U
﹣I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 。
【解答】解：（1）为了保护电路元件安全，连接电路时Ω滑动变阻器的滑片应调至最大电阻处，
即滑片应处于最右端；
（2）电流表无示数，说明电路是断路，电压表有示数，说明与电压表并联部分以外的电路是通
路，则电路故障的原因可能是定值电阻断路；
（3）因电流随电压的变化关系为一过原点的直线，由图像可得出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；
当电路中电流为0.1A时，滑动变阻器接入电路的电阻为最大，此时变阻器两端的电压为：U滑
U 2V
＝U﹣U
R
＝3V﹣1V＝2V，滑动变阻器接入电路的电阻为：R最大 = 滑= =20 。
I 0.1A
Ω
故答案为：（1）右；（2）断路；（3）正比；20。
4．（2022•晋中）在“探究电流与电压的关系”实验中：
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（1）请你用笔画线代替导线把图甲电路连接完整（导线不得交叉）。
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表的示数接近电源电压，其原因可
能是 。
（3）排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为0.5V时，电流表的示
数如图乙所示，则电流表示数为 A。
（4）继续实验，记录实验数据如下表，请你根据表中数据在图丙中描点作出图象。分析图象可
以得到的结论是 。
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3
电流I/A 0.2 0.3 0.38 0.5 0.6
【解答】解：（1）滑动变阻器应选择“一上一下”两个接线柱串联使用，故可将滑动变阻器的
右下接线柱和开关的右接线柱相连（也可以将变阻器的左下接线柱和开关的右接线柱相连），
如图：
（2）若电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表、电流表、
开关、滑动变阻器与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则故障为与电压
表并联的定值电阻R断路了；
（3）读图可知，电流表的量程为0～0.6A，其分度值为0.02A，则电流表的示数为0.1A；
（4）根据表格数据，描点、连线作出图象，如图：
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图象为倾斜直线，为正比例函数图象，可得出结论：导体的电阻一定时，通过导体的电流与导
体两端的电压成正比。
故答案为：（1）如图；（2）定值电阻R断路；（3）0.1；（4）如图；导体的电阻一定时，通
过导体的电流与导体两端的电压成正比。
5．（2022•六盘水）在探究“电流与电阻的关系”实验中，小明设计了如图甲所示电路图，选用器
材如下：2节新干电池、阻值分别为5 、10 、20 的定值电阻、滑动变阻器（20 1A）、电压
表、电流表、开关及导线若干。 Ω Ω Ω Ω
请回答下列问题：
（1）连接电路时，开关应处于 状态。
（2）实验过程中小明发现电压表示数接近3V，电流表几乎无示数，造成此故障的原因可能是
。
（3）排除故障后，小明更换定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，将实验数据填入表中。当更换
20 的定值电阻进行实验时，电流表的示数如图乙所示，则通过定值电阻的电流为
A，Ω由此可知，小明控制定值电阻两端的电压为 V。
电阻R/ 5 10 20
电流I/AΩ 0.4 0.2
（4）分析实验数据可知，在实验过程中，滑动变阻器接入电路的最大阻值为 。
Ω
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【解答】解：（1）连接电路时，开关应处于断开状态；
（2）实验过程中小明发现电压表示数接近3V，电流表几乎无示数，造成此故障的原因可能是
定值电阻R断路；
（3）图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流表的示数为0.1A，串联电路中各处
电流相等，则通过定值电阻的电流为0.1A。由欧姆定律，电阻的电压为：U＝IR＝0.1A×20 ＝
2V； Ω
（4）探究“电流与电阻的实验”中应控制电压不变，即应保持定值电阻两端的电压2V不变，
根据串联电路电压的规律可知：当定值电阻的阻值增大，由分压原理，应增大滑动变阻器连入
电路中的 电阻，所以滑动变阻器接入电路的最大阻值时，定值电阻的阻值也最大，此时电压表
的示数仍为2V。根据串联电路的特点及欧姆定律知，滑动变阻器此时的接入电路的最大阻值：
U U−U 3V−2V
R最大 = 滑= 定= =10 。
I I 0.1A
Ω
故答案为：（1）断开；（2）定值电阻R断路；（3）0.1；2；（4）10。
6．（2023•门头沟区二模）小明想要利用如图所示的电路探究“电流与电压的关系”，下列说法正
确的是（ ）
A．实验过程中应该保持电阻R阻值不变
B．实验过程中滑动变阻器的作用只是保护电路
C．实验过程中应该调滑动变阻器使电流表示数不变
D．实验过程中应该调滑动变阻器保持电压表示数不变
【解答】解：A．探究电流跟电压的关系，需保持电阻R阻值不变，改变定值电阻两端的电压，
故A正确；
BCD．探究“电流与电压的关系”时，滑动变阻器既可以起到保护电路的作用，又可以改变定
值电阻两端的电压和通过定值电阻的电流，故BCD错误。
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故选：A。
7．（2023•南宁一模）某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时，根据收集到的数据画出了如
图所示的一个图象。下列结论与图象相符的是（ ）
A．电压一定时，电流随着电阻的增大而减小
B．电阻一定时，电压随着电流的增大而增大
C．电阻一定时，电流随着电压的增大而增大
D．电压一定时，电阻随着电流的增大而减小
【解答】解：（1）图象的横坐标表示电阻，纵坐标表示电流，因此得到的是电流和电阻的关系；
（2）图象是个反比例函数图象，因此说明电流与电阻成反比，即电流随电阻的增大而减小；
（3）在探究电流与电阻的关系时，应控制电压不变；
综上，由图象可得出的结论是：电压一定时，电流随电阻的增大而减小。
故选：A。
8．（2023•新洲区模拟）如图所示，是某同学“探究电流与电阻的关系”的实验电路，所用的电源
电压恒为6V，电流表选用0～0.6A量程，滑动变阻器规格为“60 ，1A”，下表是该同学进行
实验时记录的数据。下列说法错误的是（ ） Ω
实验次数 1 2 3 4
R/ 5 10 15 20
I/AΩ 0.40 0.20 0.13 0.10
A．图中a是电压表，b是电流表
B．如果闭合开关后两表都没有示数，故障可能是电流表断路
C．为使所有电阻都能完成实验，定值电阻两端电压的控制范围为1.5～3V
D．分析表中数据，可初步得出结论：电压一定时，电阻与电流成反比
【解答】解：A、在探究电流与电阻的关系的实验中，定值电阻、滑动变阻器和电流表串联，电
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压表并联在定值电阻两端，所以图中a是电压表，b是电流表，故A正确；
B、闭合开关后，电流表无示数，说明电路可能断路，电压表无示数，说明电压表未与电源接通，
即电路故障可能是电流表断路或滑动变阻器断路，故B正确；
C、由题意可知，电流表选用小量程，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，即电路中最大电
流为0.6A，当电路中电流最大，定值电阻阻值最小时，定值电阻两端电压最大，故定值电阻两
端最大电压为：
U V大 ＝I大R定小 ＝0.6A×5 ＝3V；
研究电流与电阻的关系，Ω要控制电压表示数不变，滑动变阻器与定值电阻串联，设电压表示数
为U '，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压：
V
U滑 ＝U总 ﹣U
V
'＝6V﹣U
V
'，
根据分压原理有：
U
滑=
R
滑
，即6V −U
V
'
=
R
滑−−−−−−
①，
U ' R U ' R
V 定 V 定
因电压表示数U '为定值，由①式知，方程左边为一定值，故右边也为一定值，故当定值电阻取
V
最大时，滑动变阻器连入电路中的电阻最大，由①式得：
6V−U ' 60Ω，
V =
U ' 20Ω
V
解得电压表的示数：U '＝1.5V，即为完成实验，电压表的最小电压为1.5V；
V
故为顺利完成4次实验，定值电阻两端的电压需要控制在1.5～3V范围内，故C正确；
D、由表中数据，电流与电阻之积为：
U＝IR＝0.40A×5 ＝……＝0.10A×20 ＝2V，为一定值，
故可得出结论：电Ω压一定时，电流与Ω电阻成反比，故D错误。
故选：D。
9．（2023•洪山区校级模拟）在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，某同学连接的电路如图
所示。已知电源电压为3V，滑动变阻器上标有“30 1A”字样。闭合开关，调节滑动变阻器，
实验中得到的实验数据如表所示，下列说法不正确的Ω是（ ）
序号 1 2 3 4 5
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
U/V
0.10 0.19 0.42 0.39 0.49
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I/A
①第1次实验的数据不是他实验中实际测得的
②第4次实验时滑动变阻器接入电路电阻与定值电阻的阻值之比为2：1
③多次实验的目的是为了减小误差
④该实验得出的结论是：通过导体的电流跟导体两端的电压与成正比
A．③④ B．①③ C．②③④ D．①②③④
【解答】解：①已知电源电压为3V，根据串联电路电压规律可知，滑动变阻器两端电压为U滑
＝U﹣U ＝3V﹣0.5V＝2.5V，
1
则滑动变阻器接入电路的阻值为：
R滑= U
滑=
2.5V
=
25 ＜30 ，所以第1次实验的数据是他实验中实际测得的，故①错误；
I 0.1A
1
Ω Ω
②第4次实验时，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为 U滑 ＝U﹣U
4
＝3V﹣2V＝
1V；
根据串联分压原理可知，
R U 1V 1，故②错误；
滑= 滑= =
R U 2V 2
4
③在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，多次实验的目的是为了寻找普遍规律，故③错
误；
④若忽略误差不计，由表中正确数据可知，电压增大为原来的几倍，通过导体的电流也增大为
原来的几倍，所以得出的结论是：当电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比，
故④错误。
故选：D。
10．（2023•乾安县一模）一位同学用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。电源电压不变，
下表是实验数据，若第四次实验时将定值电阻的阻值由30 调为40 后就直接读出电流表的示
Ω Ω
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数，这个示数应该是（ ）
R/ 10 20 30 40 50
I/AΩ 0.6 0.3 0.2 0.12
A．0.2 B．0.17 C．0.15 D．0.13
【解答】解：研究通过导体的电流与电阻的关系要保持导体两端的电压不变，
电阻两端的电压U电阻箱 ＝I
1
R
1
＝0.6A×10 ＝6V，
Ω
当电阻R的阻值为40 时，电路中的电流应该为：I′ U 6V 0.15A，
= 电阻箱= =
R 40Ω
Ω 4
小华将电阻R的阻值从30 调为40 后，要保持电阻两端电压不变，
应向右移动滑动变阻器滑片Ω，使滑动Ω变阻器接入电路的阻值变大，滑动变阻器分压变大，
从而使电阻两端电压减小保持不变，因此，当未移动滑动变阻器时，电路中的电流应该大于
0.15A而小于0.2A，
故选：B。
11．（2023•天元区一模）小明在“探究电流与电阻关系”的实验中，所用电源是两节新的干电池，
定值电阻的阻值分别为5 、10 、15 、20 、25 。
（1）小明将5 的定值电Ω阻接入Ω如图Ω甲所示Ω的电Ω路中。经检查发现电路中有一根导线连接错误，
请你在错误的导Ω线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确。
（2）改正电路后，实验过程中小明发现电压表示数接近3V，电流表几乎无示数，造成此故障
的原因可能是 。
（3）改正电路，查明故障后，闭合开关，向右移动滑动变阻器的滑片，电压表示数 。
（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（4）将5 定值电阻接入电路，当电压表的示数为 V时，电流表示数如图乙。接着
小明用10Ω 电阻替换5 电阻，并移动滑动变阻器的滑片，使滑动变阻器接入电路中的电阻
（选填“变Ω大”“变小”Ω 或“不变”），才能保持定值电阻两端的电压不变。
（5）换接电阻多次实验，是为了 。通过实验探究，小明得出
的结论是：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻 。
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【解答】（1）在“探究电流与电阻关系”的实验中，电压表应并联在定值电阻两端，如下图所
示：
（2）电流表无示数，则电路出现断路，电压表示数接近3V，则说明是电压表测量的部分断路，
即定值电阻断路。
（3）闭合开关，向右移动滑动变阻器的滑片，滑动变阻器连入电路的阻值变小，根据串联分压
的特点可知，滑动变阻器两端的电压变小，则定值电阻两端的电压变大，即电压表示数将变大。
（4）将5 定值电阻接入电路，电流表示数如图乙，电路的电流为 0.3A，定值电阻两端的电压：
U＝IR＝0.Ω3A×5 ＝1.5V，即电压表的示数为1.5V。
用10 电阻替换Ω5 电阻，定值电阻两端电压变大，为了保持定值电阻两端的电压不变，应增大
滑动变Ω阻器连入电Ω路的阻值。
（5）换接电阻多次实验，得到多组数据，是为了避免偶然性，得到普遍规律。
在实验中，定值电阻两端的电压始终保持不变，每组电流与电阻的乘积是一个定值，故得出的
结论是：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
故答案为：（1）如上图所示；（2）定值电阻断路；（3）变大；（4）1.5；变大；（5）避免偶
然性，得到普遍规律；成反比。
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12．（2023•甘州区校级模拟）在“探究电流与电阻的关系”实验中：
（1）如图甲所示，请你用笔画线代替导线，将图中电路连接完整（请勿更改原有导线，导线不
得交叉），要求：当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中的电流变大。
（2）闭合开关S后，移动滑片P时发现电压表无示数，电流表有示数且不断变化，则电路故障
可能是定值电阻R发生了 （填“断路”或“短路”）。
（3）实验过程中，将5 的电阻接入电路中，闭合开关，调节滑动变阻器滑片 P至适当位置，
此时电流表示数如图乙所Ω示，则电流表示数为 A。将5 的电阻更换为10 的电阻，
闭合开关，应将滑动变阻器的滑片P向 （填“左”或“右”Ω）端移动，使电压Ω表示数为
V。
【解答】解：（1）当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中的电流变大，即电阻变小，故变
阻器左下接线柱连入电路中，如下所示：
（2）闭合开关S后，移动滑片P时发现电流表有示数且不断变化，说明电路是通路；电压表无
示数，说明电压表并联的支路短路或电压表短路或电压表断路，故电路故障可能是定值电阻 R
发生了短路。
（3）实验过程中，将5 的电阻接入电路中，闭合开关，调节滑动变阻器滑片 P至适当位置，
此时电流表示数如图乙所Ω示，则电流表示数为0.3A；
由定律定律，电压表示数：U＝IR＝0.3A×5 ＝1.5V；
Ω
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根据串联分压原理可知，将定值电阻由5 改接成10 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Ω，应保持电Ω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，使电压表的示数为1.5V。
故答案为：（1）见解析；（2）短路；（3）0.3；右；1.5。
13．（2023•潮阳区校级三模）在“探究导体的电流跟电阻的关系”实验中，器材有：电源（电压
恒为4.5V），电流表、电压表和开关各一个，六个定值电阻（10 、15 、20 、30 、45 、
50 ），滑动变阻器（规格是“20 2A”），导线若干。 Ω Ω Ω Ω Ω
Ω Ω
（1）如图甲是小明连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打
“×”并补画出正确的连线。
（2）将错误连接改正后，闭合开关，两电表均无示数。现将电压表接在变阻器两端时有示数，
接在开关两端时无示数，则电路故障是 （填字母）。
A.电阻断路
B.电流表断路
C.滑动变阻器断路
D.开关短路
（3）排除故障后进行实验，通过实验得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图象，由图象可
知：保持电阻两端电压U＝ V不变。
（4）当小明把45 的电阻接入电路中时，发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片都不能使电阻两
端电压达到控制电Ω压U。为保证六个电阻单独接入电路中完成实验，调节电源电压，最大值为
V，或将滑动变阻器换成最大阻值为 的变阻器，两种方法都行。
【解答】解：（1）原电路中，电阻和电压表短Ω路了，电流表应与电阻串联，电压表与电压并联，
如下所示：
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（2）闭合开关，两电表均无示数，则此电路有断路故障；在开关闭合状态下，将电压表接在变
阻器两端时有示数，说明与电压表并联的部分电路是通路，接在开关两端时无示数，说明与电
压表并联的部分电路是断路，故电路故障是滑动变阻器断路，故选C。
（3）分析图像，根据欧姆定律可得，保持电阻两端电压不变为U＝IR＝0.3A×10 ＝3V；
Ω
（4）根据串联分压特点可知 U 3V ，
定 =
U−U U−3V
定
当变阻器的最大电阻连入电路时，对应的定值电阻为最大50 ，即 U 3V 50Ω，
定 = =
U−U U−3V 20Ω
Ω 定
解得U＝4.2V，保证六个电阻单独接入电路中完成实验，应该调节电源使其电压不超过 4.2V。
由图知，电阻两端的电压始终保持3V，根据串联分压特点可知U 3V 2，
定= =
U 1.5V 1
滑
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50 电阻时，变阻器连入电路
中的电阻为R滑 ＝0.5×50 ＝25 ， Ω
故为保证六个电阻单独接Ω入电路Ω中完成实验，应该换用一个滑动变阻器阻值不低于25 。
故答案为：（1）见解析；（2）C；（3）3；（4）4.2；25。 Ω
14．（2023•福州模拟）某物理学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中，连接
了如图甲所示电路（电源电压保持4.5V不变）。
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（1）用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整。（要求：滑动变阻器滑片P向左移动，电路
中电流变小，导线不得交叉）；
（2）连接好电路，闭合开关，发现电压表示数接近于电源电压，电流表几乎无示数，则故障为
定值电阻R （选填“短路”或“断路”）；
（3）图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流 I随电阻R变化的图像，由图像可知R两端的
电压为 V；当R的阻值由5 更换为10 时，滑动变阻器的滑片应向 （选填
“左”或“右”）端滑动，使电压表Ω示数保持原Ω来不变，若实验中R的阻值分别为5 、10 、
15 ，则滑动变阻器的阻值至少是 。 Ω Ω
【Ω解答】解：（1）滑动变阻器应串联在电路中Ω，接线原则是“一上一下，以下为主”；要使滑
片P向左移动，电路中电流变小，电阻变大，应接滑动变阻器的右下接线柱，即应将滑动变阻
器右下接线柱接电压表的“3”接线柱或定值电阻R的右接线柱，如答案图所示；
或
（2）若定值电阻短路，电压表示数为0，电流表有示数，不符合题意；
若定值电阻R断路，电流表示数为0，电压表串联在电路中测电源电压，有示数，符合题意，故
闭合开关，发现电压表示数接近于电源电压，电流表几乎无示数，则故障为定值电阻R断路；
（3）由图像可知，R两端的电压U＝0.6A×5 ＝0.3A×10 ＝0.2A×15 ＝0.15A×20 ＝3V；本实
验要采用控制变量法，当R的阻值由5 更换Ω为10 时，闭Ω合开关后，Ω为使R两端的Ω 电压保持不
变，应增大滑动变阻器接入电路的阻值Ω，将滑片向Ω左端滑动；电源电压保持 4.5V不变，定值电
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阻两端的电压为3V不变，则滑动变阻器两端的电压为4.5V﹣3V＝1.5V；即滑动变阻器两端的
电压为定值电阻两端电压的一半；根据串联电路的特点，电压之比等于电阻之比，则滑动变阻
器的最小阻值应为定值电阻最大阻值的一半，即7.5 。
故答案为：（1）见解析； （2）断路； （3）3；左Ω；7.5。
15．（2023•兰陵县模拟）用图甲所示电路探究电流与电阻的关系，电源电压为 6V，四个定值电阻
为5 、10 、20 和25 。
Ω Ω Ω Ω
（1）请根据图甲所示电路图，用笔画线代替导线，将图乙实物图连接完整。
（2）连接电路时，开关应处于 状态，滑动变阻器的滑片应置于最 端。
（3）实验时，先将5 的定值电阻接入电路，并调节滑动变阻器的滑片，让电压表的示数为
2V，读出电流表的示数Ω并记录。断开开关，将定值电阻换成I0 的再闭合开关，应将滑动变阻
器的滑片向 移动，直至电压表的示数为2V。 Ω
（4）依次更换不同的电阻完成实验，其中更换 25 电阻时，电流表的读数应为
A。 Ω
（ 5 ） 根 据 实 验 数 据 绘 制 的 图 象 如 图 丙 所 示 ， 可 得 出 结 论 ：
。
（6）为完成该实验，滑动变阻器的最大阻值应该不低于 。
【解答】解：（1）由图丙可知，定值电阻两端电压为 U
V
＝IR＝0Ω.4A×5 ＝……＝0.1A×20 ＝
2V，故电压表选用小量程并联在定值电阻两端，如下图所示： Ω Ω
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；
（2）为了保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处，
即最右端；
（3）实验中，当把5 的电阻换成10 的电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究
电流与电阻关系时要控Ω制电压不变，根Ω据串联电路电压的规律，要增大滑动变阻器两端的电压，
由分压原理，要增大滑动变阻器电阻阻值，故应把滑动变阻器滑片向右移动，直至电压表的示
数为2V移动，直至电压表的示数为2V；
（4）研究电流与电阻的关系时，定值电阻两端的电压不变，即 2V，更换25 电阻时，电流表
的示数为： Ω
I U 2V 0.08A；
4= V = =
R 25Ω
4
（5）由（1）可知，定值电阻的电流与电阻的乘积为一定值，故可得出结论：当电压一定时，
通过导体的电流与导体的电阻成反比；
（6）实验中使用的定值电阻阻值最大为 25 ，定值电阻两端的电压始终保持U ＝2V，根据串
V
联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压Ω：U滑 ＝U﹣U
V
＝6V﹣2V＝4V，滑动变阻器分得的
4V
电压为电压表示数的 =2倍，根据分压原理，当接入25 电阻时，滑动变阻器连入电路中的
2V
Ω
电阻为：R滑 ＝2×25 ＝50 ，即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于50 。
故答案为：（1）见Ω解答图Ω；（2）断开；右；（3）右；（4）0.08；（5）当Ω电压一定时，通过
导体的电流与导体的电阻成反比；（6）50。
20
