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专题 12 电流与电压、电阻实验
【知识储备】
一、 探究电流与电压的关系
1. 实验中提出的问题以及方法和结论
a) 提出问题: 电流与电压有什么定量关系?
b) 采用的研究方法是:控制变量法。即:保持电阻不变，改
变电压研究电流随电压的变化关系;
c) 得出结论:在电阻一定的情况下，导体中的电流与导体两端的电压成正比(说法固定，
不能更改)。
d) 注意事项:开关断开，滑动变阻器滑片移至阻值最大处
2. 此实验不能用灯泡代替电阻进行探究的原因:灯丝的电阻随温度的升高而增大。
二、 探究电流与电阻的关系
1. 滑动变阻器的作用:
保护电路;
使电阻两端电压保持不变
2. 更换大电阻后如何滑动滑动变阻器的阻值:应使滑动变阻器的阻值变大，滑动变阻器分的的电
压变大，保证定值电阻上分的的电压不变。
3. 电路中滑动变阻器阻最大值 Rx 的确定方法: Ur/R=(U-U )/Rx
R
4. 实验方法:控制变量法: 保持电压不变，改变电阻研究电流随电阻的变化关系
5. 得出结论:在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
【专题突破】
1．如图所示。在探究“并联电路的电流特点”的实验中，小王设计了如图甲所示的电路进行实验：
（1）闭合开关前，电流表的指针反偏，其原因可能是 ；（2）实验时，闭合开关后两灯都亮。小王随意拆下一根导线，发现两灯都熄灭，据此他认为把
电路接成了串联电路。小王的结论是 （选填“可靠”或“不可靠”）的，理由是：
；
（3）排除故障后，小王分别用电流表测出A，B和C三点的电流I ，I 和I三次电流表的示数分
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别为I ＝0.5A，I ＝0.52A，I＝1A。则测量C点时电流表选用的量程是 （选“0～
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0.6A”、“0.6～3A”或“0～3A”）。最后根据测量结果，在误差允许范围内你认为得到的结
论是： ；
（4）为了验证结论的普遍性、小王采用了更换不同规格的灯泡继续实验的方法进行验证，你还
可以采用的方法是 ，
（5）小明同学对实验进行了改进，他在如图甲所示的电路中 A、B、C三处各加一块电流表，
连接的电路如图乙所示。这个电路中有一根导线接错了，请在这根导线上打“×”，然后画出正
确的连接位置。
2 ． 小 宁 在 做 探 究 并 联 电 路 电 流 规 律 的 实 验 ， 如 图 甲 是 实 验 的 电 路 图 。
（1）在连接电路时发现，电流表的指针在图乙的位置，是因为没有 。纠正后继续接好
电路，闭合开关，指针又偏到图乙的位置，是因为 ；
（2）他在测量A处的电流时，电流表的示数如图丙所示，则电流表的示数为 A；
（3）在解决了以上问题后，将电流表分别接入 A、B、C三点处，闭合开关，测出了一组电流
并记录在表格中，立即得出了并联电路的电流规律。请你指出他们实验应改进的方法是
；
（4）实验结束后，小宁又利用器材换个电源连接了如图丁所示的电路图，当开关S由断开到闭
合时，电流表A 的示数 （选填“变大”“变小”或“不变”）。小宁惊奇的发现闭合
1
开关后两个灯都亮，并且两个表都偏转了 22个小格，请帮小宁推算出流过 L 的电流是
2
A。3．为了探究并联电路的电流规律，小军同学设计了如图甲所示的电路进行实验。
（1）小军同学先将电流表接在L 所在的支路上，闭合开关后，看到灯L 发光，但灯L 不发光，
1 2 1
电流表的示数为零，电路可能存在的故障是： 。
（2）排除故障后，他测出了L 、L 支路和干路上的电流分别为I 、I 和I，电流表示数如图中丙、
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丁、戊所示，丁图中的示数为 ，在误差允许范围内你认为并联电路中干路电流和各支路
电流的关系是： （请写公式表达式）。
（3）为了验证结论的普遍性，小军可以采用的方法是： 。
（4）小军连接了如图乙的实物连接图，若要测灯L 的电流，请你在图乙上只改动一根导线，完
1
成电路的连接（在需改动的导线上打“×”，再画出重新连接后的导线）。
4 ． 在 “ 探 究 串 联 电 路 中 各 点 的 电 流 有 什 么 关 系 ” 时 ：
（1）小红把两个灯泡L 、L 串联起来（如图1所示），闭合开关发现：灯L 较亮，灯L 较暗。
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由此他猜想：电流从电源正极流出，流过小灯泡L 后会减小，因此流过L 的电流比流过L 的电
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流大。为了验证该猜想是否正确，请你在不增加任何其他器材的情况下请设计实验验证。。
（2）为了进一步探究串联电路中各点的电流有什么关系，小明设计实验如下：把两个灯泡 L 、
1
L 串联起来接到如图所示电路中，分别把如图2中A、B、C各点断开，把电流表接入，测量流
2
过的电流，看看它们之间有什么关系。在测量A点电流时，小明刚接好最后一根导线，小灯泡
就亮了，同时观察到电流表指针偏转至了零刻线的左侧，小红帮他立即切断电源。小明操作中
存在的错误有 、 。
（3）正确连接电路后，小明测得A点电流如图3所示，则通过A点的电流为 A。
（4）在测量C点电流时，闭合开关后发现L 和L 均不发光，电流表无示数。为了找出故障原
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因，小明用电压表进行检测，发现AB间电压为0，AC间电压为3V，BC间电压为3V．则电路
故障可能是
A ． L 断 路 B ． L 短 路
1 1
C．L 断路 D．L 短路
2 2
（5）排除故障，继续实验，测得通过A、B、C各点的电流是相等的，为了验证结论的普遍性，
下一步他的操作是 。
（6）小红接着探究并联电路电流规律。她连接了如下图的实物连接图，此时，电流表测的是
（选填“L ”、“L ”、“干路”）的电流。若要测灯L 的电流，请你在图上只改动一根导线，
1 2 2
完成电路的连接。（在需改动的导线上打“×”，再画出重新连接后的导线）
（7）她测出了L 、L 支路和干路上的电流分别为I 、I 和I，电流表示数分别为：I ＝0.2A，I
1 2 1 2 1 2
＝0.3A，I＝0.5A．根据测量结果，初步得出并联电路中干路电流和各支路电流的关系是：
（写出关系式即可）。
5．小明在“探究并联电路中电流规律”时，先进行了猜想：其一是并联部分的内因，即并联电阻
的大小、并联的数量；其二是并联部分的外因：外部电压的大小。由此设计的电路如图所示，
各用电器件的符号都标注在电路图中，而且所用灯泡的规格都相同。
（一）在连接电路的过程中，开关S 应该处于 状态。当检查各电表、各用电器都正常工
1
作后，开始实验。（二）若只改变并联部分的内因：闭合开关S ，将滑动变阻器R 的滑片滑至最左端。
1 2
（1）将滑动变阻器R 的滑片向右移动，示数不变的电流表是 ；此时三个电流表的示数
1
大小I 、I 、I 之间基本满足的等式关系为 （填字母表达式）；
1 2 3
（2）将开关S 闭合，示数发生变化的电流表是 ；此时三个电流表的示数大小I 、I 、I
2 1 2 3
之间基本满足的等式关系为 （填字母表达式）：
（三）若改变并联部分的外因：将滑动变阻器R 的滑片向右移动，会使并联部分的电压
2
（增加、不变或减小），观察三个电流表的示数大小关系。
小明根据三次的实验数据，得出并联部分的电路中电流规律是： 。
6．在“探究串联电路电压规律”实验中，某同学把两只小灯泡L 、L 串联起来接到电源上，如图
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甲所示。
（1）闭合开关时，发现小灯泡L 亮，L 不亮，该同学于是将电压表连在图中A、B两点，此时
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电压表的示数如图乙所示是 V，他又将电压表连在图中B、C两点，测得U ＝0V由此可
BC
知，电路中存在的故障是 。
（2）排除故障后，闭合开关，两只小灯泡均能发光，重新测量的结果为：U ＝1.5V，U ＝
AB BC
1.5V，U ＝3V，根据以上测量结果可知：该同学选用的两只小灯泡的规格是 （选填“相
AC
同”或“不相同”）的，由此 （选填“能”或“不能”）得到普遍规律。
（3）通过正确的实验操作，可以得到串联电路中用电器两端的电压与电源两端的电压的关系式
为 （用图中所给的符号表示）。
7．在探究影响导体电阻大小的因素时，小明作出了如下猜想：猜想一：导体的电阻可能与导体的长度有关；
猜想二：导体的电阻可能与导体的横截面积有关；
猜想三：导体的电阻可能与导体的材料有关。
实验室提供了4根电阻丝，其规格、材料如表所示：
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
A 镍铬合金 0.5 0.5
B 镍铬合金 1.0 0.5
C 镍铬合金 0.5 1.0
D 锰铜合金 0.5 0.5
（1）如图所示的是“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路，在M、N之间分别接上不同的
导体，通过观察相关的现象可以比较导体电阻的大小，有三位同学对图中的电路设计分别提出
了自己的观点：
甲：电流表多余的，观察灯泡的亮度就可以判断导体电阻的大小
乙：灯泡是多余的，根据电流表示数的变化可以判断导体电阻的大小
丙：灯泡和电流表同时使用更好，因为灯泡可以保护电路，从而防止烧坏电流表
你赞同 （选填“甲”、“乙”或“丙”）的观点。
（2）为了验证猜想一，应该选用编号 两根电阻丝分别接入电路进行实验；
（3）为了验证猜想二，应该选用编号 两根电阻丝分别接入电路进行实验；
（4）分别将A和D两电阻丝接入电路中M、N两点间，电流表示数不相同，由此，初步得到的
结论是：当长度和横截面积相同时，导体电阻跟 有关。
（5）小钢在探究同样的课题时，手边只有一根电阻丝，那么，他利用这根电阻丝和上述电路不
能完成对猜想 （选填“一”、“二”或“三”）的实验验证。
（6）以上研究所采用的科学方法是 。
8．在研究导体电阻与哪些因素有关时，小明采用了如图1所示的电路进行探究，其中他选用的电
阻丝MN电阻较大。（1）该实验中，导体电阻大小主要用 来体现，小灯泡的主要作用是 。
（2）闭合开关，小灯泡不亮，电流表也没有示数，小明用电压表并在小灯泡两端检查，却发现
电压表有偏转，则小灯泡不亮的原因是 。
（3）故障排出后，闭合开关，小明将右边夹子向左滑动时，观察到电流表示数变大，由此小明
可得出导体电阻大小与 有关；同时发现，当电流表示数明显变大时，小灯泡亮度变亮。
于是他还得出了“灯泡的亮度由电流大小决定，电流越大灯泡越亮”的结论。
（4）随着后续的学习，小明发现利用图1的实验装置研究导体电阻与哪些因素有关时存在不妥
之处，你认为不妥之处是 ，改进的办法是 。
（5）为了验证小明“灯泡的亮度由电流大小决定，电流越大灯泡越亮”的结论，小红同学将
“6V 3W”、“6V 2W”的两个小灯泡L 和L 串联在6V的电源上，闭合开关观察，发现两个
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小灯泡的亮度却不同。正在大家感到困惑时，老师给同学们做了以下实验：
将这两个小灯泡按图2甲、乙所示电路图分别接入电路中，调节滑动变阻器，让两灯亮度相当时，
记录各自的电压、电流值。
观察了记录结果后，同学们发现灯泡两端的电压和通过的电流都不同，但是 大致相同的
结合同学们的探究可以得出灯泡的亮暗决定于 。
9．某科技小组设计了一个自动雨刮器控制系统，其刮水的速度能够随着雨量的大小而相应地发生
变化，雨停后，刮水器自动停止工作。如图所示。图a是由一组手指状平行金属线组成的雨水检
测网器件，图b是自动控制系统的模拟电路。（1）将检测网竖立并浸入雨水中不同深度处进行实验，记录数据如下：
检测浸入雨水中部分 未浸入 1 2 全部浸入
浸入 浸入
3 3
电流表的示数/A 0 0.16 0.20 0.32
①雨水检测金属网在电路中起到的作用更类似于 （选填“开关”或“滑动变阻器”）。
②根据表中的现象和数据，解释刮水器刮水的速度能够随着雨量的大小而相应地发生变化的原
因是 ；
（2）活动小组发现无雨水时，电动机不能工作，无法实现无雨时车窗的清洗，于是增加了一个
电路元件改进了电路，将“ ”和“增加的元件”连入电路ab间，绘制在图c中。
10．在“探究串联电路中的电压关系”实验中，实验电路如图所示。
（1）在连接电路时，开关应该处于 状态。
（2）小欢按照图示，选用不同规格的小灯泡L 、L 连接电路，闭合开关，发现两灯均不发光，
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电压表有示数且大小接近电源电压，则故障可能是 。
（3）排除故障，测出L 两端的电压后，小欢断开开关，直接将电压表上与A点连接的导线改接
1
到C点，准备测L 两端的电压，这样操作的错误是 。
2
（4）将电压表的两端分别连到A与B、B与C、A与C，测量电压U 、U 、U 。正常操作
AB BC AC
下，三个电压的关系是 。
（5）小欢选用不同规格的小灯泡L 、L 做实验以及改变两个小灯泡的规格重做实验，其目的是
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。
