17、1实验4探究电流和电压的关系

实验4. 探究电流与电压的关系

命题点

[设计与进行实验]

1.连接电路时注意事项(a.开关要断开;b.滑动变阻器滑片移至阻值最大处)

2.滑动变阻器的作用:(a.保护电路;b.改变定值电阻两端的电压)

3.电流表和电压表量程的选择

4.电表指针异常偏转的原因

5.电路故障判断及分析

6.控制变量法的应用(控制定值电阻的阻值不变，移动滑动变阻器的滑片，改变定值电阻两端的电压)

7.设计实验数据记录表格[记录多次电流(I/A)、电压 (U/V)值]

8.滑动变阻器的选择[R滑=（U源一U R）/I min注:U R为电路中最小电流I min对应的定值电阻两端电压]

9.电阻的计算(R=U/I)

[交流与反思]

10.实验中不能用小灯泡代替定值电阳进行探究的原因(灯丝电阻随温度的升高而增大)

11.实验得出“电阻一定时，电流随电压增大而减小”这一结论的原因(将电压表并联在了滑动变阻器两端) 实验结论: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正比. 针对训练

考点 1.探究电流与电压的关系

1.为了探究电流与电压的关系，小禹设计了如图1甲所示的实验

电路图。选取了如下材料：3.6 V锂电池一枚，10 Ω定值电阻一个，

电压表一只，电流表一只，最大阻值为20 Ω的滑动变阻器一个，开

关一个，导线若干。

图1 图2

(1)请根据电路图用笔画线代替导线，将图乙中的元件连接起来。要求：滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表的示数变大。

(2)①刚连完最后一根导线，发现两电表指针立即发生偏转，其原因可能是________(只填序号)，

A．开关未断开B．滑动变阻器短路C．电阻R断路

②而邻组小玟闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数但没超出量程，则产生故障的原因可能是定值电阻 (选填“断路”或“短路")；

(3)小禹实验时向移动滑动变阻器滑片（选填“左”或“右”），得到了如下表所示的实验数据。此实验中滑动变阻器的作用是________________________________、保护电路。获得第3组实验数据后，要想得到第4组数据，应将滑片P向________(选填“左”或“右”)端移动。请你在如图2所示坐标系中画出I－U的关系图象；通过分析图象得出结论：___________________________________________________。

(4)王老师查看了小禹的实验数据后说：“小禹，你的实验数据看上去很不错，不过，你有没有编造数据呀？”小禹不好意思地说：“对不起，王老师，确实有一组数据是编造的。”请你指出小禹的哪组数据是编造的，并说出你的理由：_____________________。为了得到这组数据，可采取的方法是： (写出一种即可)。

(5)小刚同学用小灯泡和定值电阻进行了多次实验后，根据实验数据绘制了通过小灯泡的电流随电压变化的图像(如图3所示)，正确的图像是__ (选填“A" 或“B")，小灯泡中的电流与两端的电压正比（填“成”或“不成”），并说出你的理由：__________________________________________，小刚所用定值电阻的阻值是Ω。

图3

应用：

1.如果一段导体中通过的电流是2 A时，它两端的电压为20 V；若要使通过该导体的电流变为1 A，导体两端所加的电压应为________；如果该导体两端所加的电压为0，该导体的电阻为________。

2.某导体两端的电压为4 V时，通过它的电流为0.5 A，若该导体两端的电压变为原来的2倍，则导体的电阻和导体中的电流分别为( )

A．16 Ω0.5 A B．16 Ω 1 A C．18 Ω0.5 A D．8 Ω 1 A

3.如图4甲所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关后，滑片P由b端滑到a端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则可判断电源电压是_______V，定值电阻R0的阻值是_______Ω。

图4 图5

4.如图5甲所示，电源电压保持不变，R1＝10 Ω。当闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a 端移到b端，两电表示数变化关系用图乙中线段AB表示，求：

(1)电源电压。

(2)滑动变阻器的最大阻值。

5.如图6所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S后，调节滑动变阻器，两电压表的示数随电流变化的图象如图所示，根据图象可知：（选填“甲”或“乙”）是电压表V2示数变化的图象，电源电压为

V，电阻R1的阻值为Ω。

图6 图7

6．在如图7所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表A的示数将________，电压表V1的示数将__________，电压表V,2的示数将。(均选填“变小”“不变”或“变大”)

7.为了研究小灯泡电流与电压的关系，小明选择额定电压为2.5V的小灯泡、电压为4V的电源以及其它相关器材按图甲连接电路，进行实验。

(1)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当观察到________时，可以判断此时小灯泡正常发光。

(2)在实验过程中，小明将滑动变阻器的滑片从A端开始移动，直到灯泡正常发光，在此过程中测得小灯泡电流和电压的几组数据，并正确画出曲线a，如图乙所示。该实验中小明选择的滑动变阻器可能是。

A、滑动变阻器R1（20Ω，3A）

B、滑动变阻器R2（50Ω，2A）

C、滑动变阻器R3（2000Ω，

0.25A）

(3)小明在图乙中还画出了本实验中滑动变阻器的电流随电压变化的曲线b，老师据图指出该曲线是错误的，其理由是________。

图8 图9

8．如图9是热敏电阻Rt(电阻随温度升高而减小)、灯泡L和定值电阻R0的电流随电压变化的图像．

热敏电阻Rt的图像，灯泡L的图像是，定值电阻R0的图像是。

中考链接

1．（2019年浙江省温州市9分）小明利用图甲电路研究电流与电压的关系，其中滑动变阻器最大阻值为500欧，定值电阻R0阻值为10欧，闭合开关，当滑片从最右端慢慢向左移动，发现最初电压表指针几乎不动，直到接近左端时电压表指针才开始有所偏转，继续左移，指针偏转角度迅速变大，即该滑动变阻器引起电压表示数发生明显变化的调节区域很小。本实验中，要使滑片每移动一段距离，都能引起电压表示数较为明显的变化，应选择怎样的滑动变阻器？小明用不同的电阻丝代替滑动变阻器，利用图乙进行如下实验：

①取3条长度都为100厘米的粗细均匀电阻丝A、B、C，阻值分别为1欧、20欧、400欧。

②将电阻丝A接入图乙电路，闭合开关，滑片P从最右端移到最左端，记录电压表示数U随