初中物理探究电流与电压、电阻的关系实验试题

王君同学设计了如图（a）所示的电路来探究“通过小灯泡的电流与其两端电压的关系”。选用的器材有阻值为 $5\Omega$的小灯泡一个，两节干电池组成的电池组， $0~0.6A$的电流表、 $0~3V$的电压表、滑动变阻器 $\left(10\Omega 2A\right)$和开关各一个，导线若干等。

（1）该同学根据电路图在连接电路的过程中，开关应该是　　的。（选填“断开”或“闭合” $)$

（2）闭合开关后，电压表指针有明显摆动，电流表指针几乎不动，造成这一现象的原因是　　。

（3）排除故障后，该同学移动滑动变阻器的滑片，记录数据，在某次测量时电流表的示数如图（b）所示，此时电压表的示数为　　 $V$。

（4）该同学进行该实验时，采用的科学实验方法是　　。

在探究“电流与电阻关系”的实验中，设计的实物电路如图，

（1）用笔画线代替导线，将实物图连接完整（要求：①滑片向右移动，电流表示数变大；②连线不允许交叉）。

（2）某同学连好最后一根导线发现两表均有示数，造成这一现象的原因可能是：　　

（3）实验时，首先接入的是 $5\Omega$电阻，当滑片移动到某一位置时，电流表示数为 $0.5A$，记下两表读数；接下来换用 $10\Omega$电阻继续实验，须向　　（选填填“左”或“右” $)$移动滑片，同时眼睛注视　　（选填“电压表”或“电流表” $)$，直到其示数为　　时，记下电流表示数。

（4）换用其他电阻进行多次实验，得得到多组数据，通过分析数据，能得到的实验结论是：当电压一定时，通过电阻的电流与电阻成　　比。

小华同学为了探究“电流与电阻的关系”，设计了如图甲的实验电路，她在学校实验室找来了如下一些实验器材：电压恒为 $3V$的电源，电流表、电压表各一只，一个开关，阻值分别为 $10\Omega$， $20\Omega$， $50\Omega$的定值电阻各一个，滑动变阻器上标有“ $20\Omega 1A$”字样，导线若干。

（1）请你用笔画线代替导线，将图乙中的实物连接完整。

（2）在连接实验电路时，小华应将开关处于　　状态。闭合开关前，应将滑动变阻器滑片滑到最　　端（选填“左”或“右” $)$。

（3）小华连接好电路，闭合开关后，移动滑动变阻器滑片时，发现电流表指针正常偏转，电压表示数为零，则发生这种故障的原因可能是　　。

（4）故障排除后，小华先把 $10\Omega$的电阻接入电路，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为 $2V$，读出电流表示数后，断开开关，她直接拆下 $10\Omega$的电阻，改换成阻值为 $20\Omega$的电阻继续做实验，闭合开关，电压表示数如图丙所示，其示数是　　 $V$，要完成这次实验，接下来她应将变阻器滑片向　　端（选填“左”或“右” $)$移动，使电压表的示数为　　 $V$。

（5）当小华改用 $50\Omega$的电阻继续实验时，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，都无法使电压表示数达到实验要求的值，你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是 $($　　 $)$

$A$．滑动变阻器的阻值太大   $B$．电压表量程选小了

$C$．滑动变阻器的阻值太小   $D$．滑动变阻器烧坏了

（6）小华解决了上述问题后，完成了实验。利用收集到的多组数据。作出了如图丁所示的电流 $I$随电阻 $R$变化的关系图象。分析图象得出了电流与电阻的关系是　　。

物理兴趣小组的同学们在探究“电流与电阻的关系”的实验中，设计了如图所示的电路。已知电源电压为 $4.5V$保持不变，所给的定值电阻的阻值分别为 $10\Omega$、 $20\Omega$、 $30\Omega$、 $40\Omega$，不同的定值电阻两端的控制电压恒为 $2.5V$。

（1）在连接电路的过程中，开关应处于　　状态。

（2）他们在电路连接好后，闭合开关，发现电压表无示数，电流表有明显示数，且电路中只有一处故障，则故障原因可能是　　。

（3）实验中，他们将 $10\Omega$的定值电阻换成 $20\Omega$的定值电阻后，同时应将滑动变阻器 $R_2$的滑片 $P$向　　端移动到适当位置。（选填“ $A$”或“ $B$” $)$

（4）为了使所给的四个定值电阻都能进行实验，滑动变阻器 $R_2$的最大阻值至少应为　　 $\Omega$。

在“探究电流与电阻的关系”实验中，某小组利用电阻箱等连接了如图甲所示的实物电路（电源电压恒为 $6V)$。

序号	电压 $\left(V\right)$	电阻 $\left(\Omega \right)$	电流（A）
1	4	10	0.4
2		20

（1）用笔画线代替导线将图甲中电路连接完整（要求滑动变阻器滑片向 $B$端滑动时接入电路的阻值变大）；

（2）将第一次实验得到的数据填入表格，然后将电阻箱接入电路的阻值由 $10\Omega$调至 $20\Omega$，滑动变阻器的滑片向　     　（选填“ $A$”或“ $B$”）端移动，直到　     　为止，此时电流表指针位置如图乙所示，其示数为　       　 $A$；

（3）根据以上实验数据得出结论：电流与电阻成反比。

请对上述探究写出一条改进性建议　                     　。

（4）再次改变电阻箱阻值，发现无论怎样调节滑动变阻器都不能达到实验要求，若电路无故障，则引起这种情况的原因可能是　　                           。

实验探究

（1）探究电流与电压和电阻的关系

器材与电路	①实验器材：阻值为 $5\Omega$、 $10\Omega$、 $15\Omega$的定值 电阻各一个， $20\Omega 2A$的滑动变阻器，电流表电路电压表、开关各一个，干电池三节，导线若干。 请设计电路，并在方框中画出实验电路图。
过程与结论	②探究电流与电压的关系 实验数据如表，分析得出结论：在电阻一定时，　               　。 次数 1 2 3 4 电压 $U/V$ 1.6 2.0 2.5 3.0 电流 $I/A$ 0.16 0.20 0.25 0.30
③探究电流与电阻的关系 如果用三节干电池做电源，将 $5\Omega$的电阻接入电路中，调节滑动变阻器，使电压表示数为 $1.8V$，读出电流表示数；分别更换 $10\Omega$、 $15\Omega$的电阻重复实验，需要控制电阻两端电压　       　。实验中发现，当接入 $15\Omega$的电阻时，调节滑动变阻器无法使电压表示数 $1.8V$．下列给出解决方案的是　        　（只有一个选项正确，填写对应字母） $a$．换用最大阻值较小的变阻器 $b$。降低电源电压 $c$。减小需要控制的电压值

（2）测量小灯泡的电功率

电路与步骤	①测量额定电压为 $2.5V$小灯泡电功率的电路如图甲，请连接完整。 ②实验步骤如下： $a$．调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压与等于额定电压， 观察小灯泡的亮度，这时它的实际功率等于它的　         　； $b$．调节滑片，使小灯泡两端的电压低于额定电压，观察小灯泡的亮度，测量它的实际功率； $c$．调节滑片，使小灯泡两端电压为 $3.0V$，电流表表盘示数如图乙，算出它的实际功率是　       　。
表格	③请根据上述实验步骤，设计出数据记录表格。

在“探究电流与电阻关系”的实验中，小明依次选用阻值为 $5\Omega$、 $10\Omega$、 $20\Omega$的定值电阻进行实验。

（1）图甲是实验的实物连线图，其中有一条导线连接错误，请在该导线上打“ $\times$”并画出正确连线。

（2）改正错误后闭合开关，电流表有示数而电压表无示数，电路故障可能是　        　。

（3）排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片至某一位置，电流表的示数如图乙所示，此时电路中的电流为　     　 $A$。

（4）断开开关，将 $5\Omega$的定值电阻换成 $10\Omega$的并闭合开关，此时应将滑动变阻器的滑片向　    　（选填“左”或“右”）端移动，这一过程中眼睛要一直观察　      　表示数的变化。

（5）下表是实验中记录的数据，分析数据可知：

实验次数	1	2	3
定值电阻 $R/\Omega$	5	10	20
电流 $/A$		0.2	0.1

① $10\Omega$定值电阻的功率为　      　 $W$。

②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　    　比。

探究“电流与电压和电阻的关系”：

实验电路	（1）请根据图（甲）中电路图，用笔画线代替导线将实物图（乙）连接完整，使滑动变阻器的滑片 $P$向右移动时，接入电路的电阻变大。
实验步骤	（2）探究“电流与电压的关系”时，某小组在 $\mathit{ab}$间接入电阻 $R_1$，移动滑片 $P$，将测量数据记录在表一中，当电压表示数为 $2.0V$时，对应的电流值如图（丙）所示，为　        　 $A$．另一小组使用其它阻值的电阻 $R_2$，测量数据如表二所示，根据两组数据描绘出相应的 $I-U$图象。 表一 $\left(R_1\right)$ $U/V$ 1.0 2.0 3.0 $I/V$ 0.20 0.60 表二 $\left(R_2\right)$ $U/V$ 0.8 1.6 2.6 $I/V$ 0.08 0.16 0.26
实验结论	（3）根据描绘出的 $I$一 $U$图象可以得出结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成　     　；其中图线　     　表示的是 $R_1$的 $I-U$图象。
问题讨论	（4）探究“电流与电压的关系”时，进行了多组数据的测量，其目的是为了　 　（填字母序号）。 $A$．寻找普遍规律      $B$．取平均值减小误差 （5）某同学继续探究“电流与电阻的关系”时，先测出了 $5\Omega$电阻在 $2.0V$电压下的电流，然后断开开关，将 $5\Omega$电阻换成 $10\Omega$电阻，闭合开关，直接读出电流值，这种做法　   　（选填“正确”或“错误”），理由是　               　。

某实验小组用图甲所示电路进行“探究电流与电阻的关系”实验。

（1）请将图甲连接完整，要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大。

（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片 $P$应该位于　      　端（选填“ $A$”或“ $B$”）。

（3）闭合开关后，同学们发现，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电流表始终没有示数，电压表示数接近电源电压，原因可能是　      　。

（4）排除故障后，先将 $5\Omega$定值电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为某一定值，此时电流表的示数如图乙所示，为　     　 $A$。

（5）接下来断开开关，取下 $5\Omega$的定值电阻，换成 $10\Omega$的定值电阻，闭合开关，应向　　（选填“ $A$”或“ $B$”）端移动滑片，直至电压表示数为　    　 $V$时，读出电流表的示数。再更换 $20\Omega$定值电阻继续实验，实验数据记录在表格中。由实验数据可知：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　      　。

实验次数	1	2	3
$R/\Omega$	5	10	20
$I/A$		0.2	0.1

（6）该小组想用一块电流表和一个定值电阻 $R_0$，测未知电阻 $R_x$的阻值。于是他们设计了如图丙所示的电路图，并进行如下实验操作：

①闭合 $S$和 $S_1$，此时电流表的示数为 $I_1$。

②闭合 $S$断开 $S_1$，此时电流表的示数为 $I_2$。

③请用已知量 $R_0$和测出量 $I_1$、 $I_2$表示出未知电阻 $R_x$的表达式，则 $R_x=$　       　。

如图所示，小亮利用电流表、电压表、滑动变阻器、开关、电源、阻值不同的电阻及导线等实验器材，探究电流与电压、电阻的关系。

（1）请你用笔画线代替导线，帮小亮完成实物电路的连接。要求滑动变阻器滑片 $P$向左移动时，电流表的示数变小，导线不能交叉；

（2）小亮正确连接电路后，闭合开关，无论怎样移动滑片 $P$，电流表的示数始终为0，电压表的示数约为 $3V$，实验所用导线完好无损，则电路中出现的故障是　　。

（3）实验中，滑动变阻器具有保护电路的作用。另外，在探究电流与电压的关系时，通过移动滑片 $P$来改变　　；在探究电流与电阻的关系时，通过移动滑片 $P$来控制　　；

（4）小亮将电阻 $R$换成一个额定电压为 $3.8V$、阻值约为 $10\Omega$的小灯泡，想测量它的额定功率。为此，需要对原电路进行两处改动：一是　　，二是　　。

在“电阻一定时，探究电流与电压关系”的实验中，小红把定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和电源连成如图甲所示的电路。正准备实验时，同组的小明检查发现，电路连接有错误，他改接了一根导线，使电路连接正确。

（1）请你把接错的那一根导线找出来并打上“ $\times$”，再画出正确的电路连接。

（2）电路改正后，小明通过实验得到的数据如表：

实验次数	1	2	3	4	5
电压 $U\left(V\right)$	0.3	0.6	0.9	1.2	1.5
电流 $I$（A）	0.08	0.15	0.23	0.40	0.38

请你在图乙的方格中建立有关坐标轴并确定标度，利用表中的数据在坐标系中描点绘线。

（3）分析归纳，你有什么发现？写出你的发现。

回顾实验和探究（请将下列实验报告中的空缺部分填写完整） $:$

（1）探究磁场对电流的作用：

过程	如图，闭合开关，导体 $\mathit{ab}$向右运动，说明通电导体在磁场中受到　　的作用。据此原理可以制成　　。
问题讨论	为使实验现象更明显，若把导体换用轻质塑料棒，实验　　（填“能”或“不能” $)$成功，因为　　。

（2）探究电流与电压的关系：

电路	请将实物电路连接完整	表格	第3次实验中电压表的示数如图，请读出丙填在表格中。 $R=10\Omega$ 次数 1 2 3 $U/V$ 1.2 2.0 $I/A$ 0.12 0.20 0.26
结论	在　　时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。
问题讨论	为实验多次测量，若没有滑动变阻器，还可以通过　　来改变定值电阻两端的电压。此实验方案的不足之处是　　。

小明同学在做“探究电流与电压的关系”实验时，准备了以下器材：干电池 $(1.5V)$两节，电流表 $(0~0.6A0~3A)$、电压表 $(0~3V0~15V)$、滑动变阻器 $(20\Omega$、 $2A)$、定值电阻 $\left(5\Omega \right)$、开关各一只、导线若干。根据图甲所示的电路图进行实验。

（1）用笔画线代替导线，按照图甲所示电路，将乙图中的实物图连接完整。

（2）连接电路。闭合开关前，滑动变阻器滑片 $P$应处于　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端。

（3）闭合开关，发现电流表无示数，电压表指针有明显偏转，原因可能是　　。

（4）实验过程中，要使电压表示数逐渐变大，滑动变阻器滑片 $P$应向　　（选填“左”或“右” $)$移动。

（5）实验过程中，电流表的示数如图丙所示，此时电路中的电流为　　 $A$。

（6）试验中通过调节滑动变阻器滑片 $P$，测出通过定值电阻 $R$的不同电流和对应的电压值如表所示。老师看后说其中一次是错误的。帮小明分析出错的是第　　次，原因是　　。

实验次数	1	2	3	4	5	6
电压 $U/V$	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
电流 $I/A$	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

在探究“电流与电压、电阻的关系“实验中，实验室老师给小莉和小明同学分别准备了以下器材：电源（电压恒为 $4.5V\mathrm{）}$、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、“ $5\Omega$、 $10\Omega$、 $15\Omega$”的定值电阻各一个，导线若干。

（1）根据如图所示的实物图在虚线框内画出对应的电路图；

（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现电流表有示数，电压表的示数始终为0，经检查后发现是电路中一根导线断路，则发生断路的导线是 $a$、 $b$、 $c$、 $d$中的　     　（填字母）；

（3）小莉同学在“探究电流与电压的关系”时，记录的电流表与电压表的示数如表一所示，请在坐标中描点画出 $U-I$图象，由此得出的实验结论是　        　；

表一

实验次数	电压 $U/V$	电流 $I/A$
1	1.0	0.2
2	1.5	0.3
3	2.0	0.4
4	2.5	0.5

表二

实验次数	电阻 $R/\Omega$	电流 $I/A$
1	5	0.6
2	10	0.3
3	15	0.24

（4）小明同学在“探究电流与电阻的关系”时，测得的三组数据如表二所示。由于操作不当，导致表二中第　     　次实验的数据存在错误，出错的原因是　       　。小明及时纠正了错误，得出了正确的测量结果和实验结论。接着小明又计算出本次实验中滑动变阻器连入电路的阻值范围是　      　。

在“探究电流与电阻的关系”实验中，电源电压保持不变。

（1）检查器材时，在电流表的左侧观察到指针恰好指在零刻度线处，如果直接用该电流表测电流，测量值与真实值相比会　     　（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。

（2）如图所示，电路中有一根导线连接错了，请在该导线上打“ $\times$”，然后画正确的连线。

（3）选择 $5\Omega$的定值电阻，正确连接电路进行实验。闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调至最　      　端（选填“左”或“右”）。闭合开关，移动滑片使电压表的示数为 $U_1$，此时电流表的示数如图乙所示，电流为　       　。

（4）滑动变阻器滑片位置不变，将 $5\Omega$电阻换成 $10\Omega$电阻，继续实验，为使电压表的示数保持 $U_1$不变，应向　        　（选填“左”或“右”）移动滑片。

（5）实验结束后，小明利用图丙所示原理，制作了简易电流表：导体可以在水平光滑轨道上左右滑动（轨道电阻忽略不计），导体与水平弹簧相连，弹簧由绝缘材料制成，整套装置处于竖直方向的均匀磁场中。电流表接入电路前，弹簧不受力，在导体与轨道的接触点处画一个刻度线，标记为“ $0A$”。当电流表正确接入电路，导体受到磁场力的方向水平向右，电流每增加 $0.1A$，磁场力就增大 $1N$，弹簧就伸长 $2\mathit{cm}$，在导体与轨道的接触点处就增加一个刻度线，相邻两个刻度线之间的长度表示“ $0.1A$”的电流。当弹簧被拉伸至最大弹性限度时，弹簧的弹力为 $20N$，则该电流表的量程为　        　 $A$．若用此电流表测量电流时，发现弹簧被向左压缩，原因可能是　        　。