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专题 13 电流与电压和电阻的关系(第 04 期)
电流与电压电阻的关系
1、 实验:控制变量法
① 第一步,保持电阻不变,通过改变电压,观察电流的变 化
② 第二步,保持电压不变,通过改变电阻,观察电流的变 化
2、理解电流电压电阻之间关系时的四个注意事项
① 这里的导体中电流和导体两端的电压都是准对同一个导体而言的,是用电压表和电流表测量同一导体
的电压和电流,不能拿一个导体中的电流和另一个道题两端的电压相比。
② 不能反过来说,电压一定时,电压跟电流成正比。
③ 同样也不能说导体的电阻与通过它的电流成反比。
④ 在 叙 述 时 , 一 定 要 注 意 这 两 个 关 系 成 立 的 前 提 条 件 : 电 流 跟 电 压 成 正 比
的前提是电压一定,电流
跟电阻成反比的前提是电压一定
3、用图像描述电流与电压的关系 对于同一导体而言,通过的电流I与导体两端的电压U的关系可
以用图像的方法描述。横轴为自变量U,纵轴为因变量I,其图像是一条通过原点的直线。
典型例题 小琴在“探究电压一定时,电流与电阻关系”的实脸中,可供使用的实验器材有:电源(电压恒
为6V)、电流表、滑动变阻器、开关各一个、阻值不同的定值电阻四个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),导线若干.
(1)如图所示是小琴连接的实物电路,开关闭合前,应将滑动变阻器滑片移至 处(选填“c”或“d”).
(2)实验时,小琴先把阻值为5Ω的电阻接入a、b间,闭合开关,移动滑片P,使电压表的示数为2.4V,记下相
应的电流值;
(3)将5Ω的电阻换成10Ω的电阻接入a、b间,闭合开关后,滑片P应向 (选填“左”或“右”)端移动,
直至电压表示数为2.4 V,记下相应的电流值;
(4)再将5Ω的电阻换成10Ω的电阻接人a、b间,重复步骤(3);
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(5)小琴在换用20Ω电阻做实验时,发现电阻已经损坏,她灵机一动,利用现有的几个电阻解决了这个问题.
请你写出小琴的做法: .
(6)实验完成后,得到实验数据,如下表所示:
实验序 电压U/V 电阻R/Ω 电流I/A
号
1 2.4 5 0.48
2 2.4 10 0.24
3 2.4 15 0.16
4 2.4 20 0.12
分析数据可得:
①电压一定时,通过异体的电流与导体的电阻成 .
②实验时小琴所用的滑动变阻其最大阻值不能小于 Ω.
[来源:Z_xx_k.Com]
答案.(1)d;(3)右;(5)把5Ω与15Ω的电阻串联接入ab间;(6)反比;30.
解析: (1)为保护电路安全,开关闭合前,应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处,滑动变阻器接入电路的电
阻为Pc段,为使滑动变阻器阻值最大,应将滑动变阻器滑片移至d处.
(3)将5Ω电阻换成10Ω电阻后,定值电阻阻值变大,两端分压变大,大于2.4V,滑动变阻器分压减小,为保持
电阻两端电压不变,应向右移动滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值增大,减小定值电阻分析,知道电压表示
数为2.4V为止.
(5)20Ω电阻损坏,可以把5Ω与15Ω的电阻串联接入ab间进行实验.
(6)①由表中实验数据可知,在电压一定时,电流与电阻的乘积是定值,即电流与电阻成反比.
②滑动变阻器接入电路的阻值越大,电路中的电流越小。由表中实验数据可知,当定值定值阻值为20Ω时,
电路电流为0.12A,此时滑动变阻器接入电路的阻值:R= =
1
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30Ω,则实验所用的滑动变阻其最大阻值不能小于
30Ω.
故答案为:(1)d;(3)右;(5)把5Ω与15Ω的电阻串联接入ab间;(6)反比;30.
针对练习1 小芳同学采用下图的电路,研究“通过某导体的电流与它的电阻关系”,实验中她进行了多次测
量,我们以她分别用 5Ω 和 10Ω 的电阻做的两次实验为例,请你回答,完成第一次实验后,断
开开关,小芳将A、B两点间的电阻 R由5Ω更换为
10Ω,闭合开关后,应该如何操作才能继续完成实验( )
A.保持滑动变阻器滑片不动
B.将滑动变阻器滑片向右移动
C.将滑动变阻器滑片向左移动
D.调高电源的输出电压值
针对练习2 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像,
下列结论与图像相符的是( )
A.电阻一定时,电流随着电压的增大而增大
B.电阻一定时,电压随着电流的增大而增大
C.电压一定时,电阻随着电流的增大而减小
D.电压一定时,电流随着电阻的增大而减小
针对练习3 图甲所示电路中,R 为定值电阻,R 为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a
1 2
端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则R 的最大阻值为___。
2
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1、如图所示是“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的电路图.所用实验器材是:电源(6V)、电流表
(0~0.6A)、电压表(0~3V)、电阻箱(0~999.9Ω)、滑动变阻器(40Ω 2A)、开关、导线若干.
(1)探究电流与电压的关系时,所测得的几组电流、电压值见表1.分析表中数据可知:电阻箱接入电路的阻
值为 Ω;当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 关系.
表1 表2
实验序号 电压U/V 电流I/A
1 1.0 0.20
实验序号 电阻R/Ω 电流I/A
2 1.5 0.30
1 5 0.40
3 2.0 0.40
2 10 0.20
3 20 0.10
(2)探究电流与电阻的关 系时,应调节 改变接
入电路中的阻值,并调节
使电压表的示数保持相同,读出电流值,所测几组数据见表2.分析表中数据可知:滑动变阻器两端的电压
为 V;当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 关系.
(3).就本实验所用器材,在探究电流与电阻的关系时,若保持电阻箱两端的电压为2V,为能完成实验,电阻
箱可接入电路的阻值范围是 Ω至 Ω.(保留一位小数)
R
A
V
P
2、小明同学利用如图甲所示电路来探 究串联电
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路中导体两端电压与导体的电阻的
关系,图中R的阻值为10Ω,电源电压恒为3V;他分别
0
用5Ω、10Ω、20Ω等三个电阻替换R接在ab之间,并读出对应的电压表的示数,绘制成如图乙所示的U-R图
x x
像。
U/V
x
- 3 15
a b
R R
0 x
甲 乙
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电压表接在R两端;
x
(2)根据图像信息可知:串联电路中,其中一导体R的电阻不变时,另一导体R的电阻越大,R两端电压越
0 x x
______;由此规律可知在如图20所示电路中,当变阻器的滑片P向左移动时,电压表的示数将变______;
P
R 1 R 2
V
S
图20
(3)如果用导线替换R接在ab之间,则电压表的示数为接近_____V;若电阻R断路,则电压表的示数接近
x x
_____V;
(4)小明同学在ab间接入某一未知电阻R(定值)时,电压表的示数为0.5 V,则R的阻值是_____________Ω;
x x
若电压表的示数为U ,则计算R的表达式为:R =__________。(用字母U、R和电源电压U表示)
x x x x 0
3、在探究“电压一定时,电流与电阻关系”的实验中,电路如图所示。先在 A、B间接入5Ω的定值电阻R,
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移动滑片P,使电压表示数 为2V,读出电流表示数。接
着取下5Ω的电阻分别换上1 0Ω、15Ω的定值电阻,移
动滑片,使电压表示数仍为2V。但小华在实验中,当换上15Ω的定值电阻时,无任怎样移动滑片,电压表示数
都不能回到2V。对此现象,下列分析正确的是( )
A.15Ω电阻太小,换一个更大的定值电阻,继续实验
B.将三个电阻按15Ω、10Ω、5Ω的由大到小的顺序接入进行实验,可以避免这种现象
C.变阻器的最大阻值太大,换一个最大阻值小一点的变阻器继续实验
D.在第一次接入5Ω的定电阻时,移动滑片,使电压表示数为定值1.5V,继续实验
4、电路元件A和B中的电流与两端电压的关系如图所示,由图可知,A的电阻是_________Ω。若将A、B并
联后接在电压为2V的电源两端,干路中的电流是_________A。
5、小明利用实验探究通过电阻的电流跟电阻两端电压的关系。
(1)请你根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线,将图乙中的器材连接起来。要求:变阻器滑片向右移动时,
电流表示数变小,导线不能交叉。
(2)小明连接好电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表示数始终为0,电压表示数约6V,则电
路中出现的故障可能是 。
(3)小明排除故障后继续实验,通过调节滑动变阻器,改变定值电阻R两端的电压,测得电流、电压的值如表。
分析表中的数据可以得出结论: 。
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实验次
定值电阻 电压U/V 电流I/A
序
1 3.0 0.3
[来源:学.科.网Z.X.X.K][来源:]
R=10Ω 2 4.5 0.45
[来源:Z|xx|
k.Com]
3 6.0 0.6
(4)小明将电阻换成一个额定电压为2.5V,阻值约为10Ω的小灯泡,进行“测量小灯泡的额定电功率”的实
验:为了使实验更准确,需要对电路连接进行改进,你的改进是____________________,实验时调节滑动变阻
器的滑片使电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图丙所示,其读数为 A,则小灯泡的额定功率
是 W。
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6、如四所示,电源电压为4.5V且恒定不变,当开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P从a端滑向b端的过程中,
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三只理想电压表的示数变化的绝对值分别为ΔU、ΔU、ΔU,下列可能出现的情况是( )
1 2 3
A.ΔU=0V ΔU=2V ΔU=1V
1 2 3
B.ΔU=0V ΔU=2V ΔU=2V
1 2 3
C.ΔU=0.5V ΔU=1V ΔU=1.5V
1 2 3
D.ΔU=0.2V ΔU=1V ΔU=0.8V
1 2 3
1.【湖北省鄂州市2015年中考物理试题】如图所示是电阻甲和乙的U-I图像,下列说法中正确的是( )
A.甲和乙都是阻值不变的电阻
B.当乙两端电压为2V时, =5Ω
C.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,电源电压为2V
[来
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源:学§科§网]
D.甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,电路总功率为1.2W
2【. 湖北省武汉市2015年中考物理试题】(6分)图甲是某同学探究电流与电阻的关系的实验电路。已知电源
电压恒为4.5V,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”,可供选择的定值电阻的阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω和
30Ω。
(1)该同学根据图甲连接的实物电 路如图乙所示,其中
一根导线连接是错误的,请在图乙中将这根线打上“×”,并补画出正确的连线。
(2)电路连接正确后,先用5Ω的定值电阻进行实验,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,此时电流表的示
数如图丙所示,则电路中的电流为 A;再将5Ω的定值电阻换成10Ω定值电阻进行实验,移动滑片
直至电压表示数为 V,并记录电流表的示数。
(3)该同学还想多测几组数据,但他不能选用的定值电阻是 。
3【. 湖北省襄阳市2015中考物理试题】(5分)如图甲所示是小明“探究电流与电压关系”的实验中所连接的
实物图,各元件及连接均完好。
甲 乙
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(1)将图甲中的滑动变阻器阻值调到最大,试触开关时,会看到的现象是电压表:__________;电流表
__________________。
(2)图甲中只有一根导线的一个接头接错,请在错误处画“×”,并在图上改正。
(3)若将这个定值电阻换成小灯泡,还可测出小灯泡的电阻,如图乙是小灯泡的U-I图象,它的电流与电压不
成正比,其原因是小灯泡的电阻____________________。
(4)当滑片向右滑动到某一位置后,继续向右滑动,电压表、电流表均有示数,但小灯泡始终不发光,这是由
于 ____________________________ ______
的缘故。
4.【湖南省岳阳市2015年中考物理试题】.用如图甲所示的实验电路探究“电流与电阻的关系”。
(1)连接电路时,图甲中导线E 端应与滑动变阻器的
选填“A”、“B”、“C”或“D”)接线柱相连,使闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于A端。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P发现,发现电压表始终无示数,电流表有示数,其原因可能是
(只填序号)
[来源:.Com]
A.滑动变阻器断路 B.R短路 C.R断路
(3)排除故障后,将5Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器,使电压表示数为1.5V,电流表指针位置如图乙所
示,则电流表读数为 A。
(4)将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P到合适
位置,记录实验数据,此操作中调节滑动变阻器的目的
是 。
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(5)再将电阻换成15Ω重复操作。
(6)分析数据可得实验结论 。
5.【湖南省益阳市2015年中考物理试题】在“探究电流与电压的关系”的实验中,电源电压为3V,定值电阻
为10Ω,滑动变阻器规格为“10Ω 3A”。
(1)请你用笔画线代替导线,将图中的实验电路连接完整(导线不能交叉);
- +
(2)合上开关,向左移动滑动变阻器的滑片,电流表的示数将 (填“变小”“变大”或“不变”);
(3)通过定值电阻电流的变化范围是 ;
(4)实验数据记录如下表,分析实验数据可得:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压 。
实验次数 1 2 3 4 5 6 7
电压U/V 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8
电流I/A 0.16 0.18 0.20 0.22 0.24 0.26 0.28
6.【辽宁省营口市2015年初中毕业生毕业升学考试】(12分)在“探究电流与电压关系”的实验中:
(1)电路图 (4)表格
(1)实物图
(1)如图所示,用笔画线代替导线,将实物图连接完整,并根据实物图在虚线框内画出相对应的实验电路图。
(要求:滑片在最左端时滑动变阻器接入电路中的阻值最大)
(2)小丽正确连接电路后闭合开关,调节滑动变阻器,发现电压表示数接近电源电压,电流表示数几乎为零,
造成这种现象的原因可能是________。
(3)滑动变阻器在本实验中的作用除保护电路外还可以________。
(4)请你设计一个实验表格用来记录实验中测得的数据。
(5)在不改变电路和器材的前提下,该实验装置还可以用来测量________。(答出一条即可)
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7.【贵州省黔东南州2015年初中毕业升学统一考试试题
】小敏在探究串、并联电路的电流、电压、电阻之间的
关系时,用了两个阻值不同的电阻R、R,它们阻值之比是5:3,如果它们串联在电路中,则电阻两端的电压
1 2
之比 ;如把它们并联在电路中,则通过电阻的电流之比为 。
8.【湖北省十堰市2015年初中毕业生学业考试】(9分 )小芳为了探究“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A端滑动时,接入电路的电阻变小。
(2)闭合开关后,电流表无示数,电压表示数为3V,产生该现象的原因可能是__________________________。
(3)排除故障后闭合开关,移动滑片P,根据实验数据绘制了电阻R的I-U图象如图丙中a,分析图象中数据,
电阻R的阻值为R=________Ω,可得结论:在____________一定时,通过导体的电流与导体___________。滑
动变阻器除保护电路外,另一作用是__________________。
(4)小芳仅将实验中的电阻R拆下,换用一个额定电压为2.5V的小灯泡,继续实验。移动滑片P到某一点,电
压表示数如图乙所示,此时小灯泡两端电压为_______V,实验得到L的I-U图象如丙中的图线b,则小灯泡的
额定功率为________W。
9、【黑龙江省绥化市2014年中考物理试卷】通过两电路元件A和B的电流与其两端电压的关系如图,则元件
A的电阻为 Ω,将A和B串联后接在某一电路中,已知电路中电流为0.2A,则电源电压为 V.
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10、【福建省厦门市2014年中考物理试卷】如图是小鹭同学探究“保持电压不变时,通过导体的电流与电阻
的关系”的电路图.所用实验器材是:电源(6V)、电流表(0﹣0.6A)、电压表(0﹣3V)、电阻箱(0﹣999.9Ω)、
滑动变阻器(50Ω 1A)、开关、导线若干.
(1)小鹭正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器,发现电压表有示数,电流表没有示数,则故障可能是
.
(2)排除故障后,小鹭继续操作.请将以下步骤按正确顺序排列
(填字母).
A、调节滑动变阻器,使电压表示数保持某值不变.
B、调节电阻箱,改变其接入电路的阻值,记入下表.
C、将滑动电阻器的滑片P置于使接入电路的阻值最大位置,闭合开关.
D、读出电流表示数,记入下表 .
实验序号 电阻R/Ω 电流I/A
1 6 0.40
2 8 0.30
3 12 0.20
(3)分析表中数据可知:电阻箱两端的电压为 V;当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的
电阻成 关系.
(4)保持上述电压表示数不变,要测量更多组数据,为保证实验顺利完成,电阻箱接入电路的阻值不得小于
Ω,不得超过 Ω.
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