初中物理探究电流与电压、电阻的关系实验试题

在探究“通过导体中的电流与电阻的关系”实验中，所用电源电压恒为 $10V$．已有的5个定值电阻的阻值分别为 $20\Omega$、 $30\Omega$、 $40\Omega$、 $50\Omega$、 $60\Omega$。

（1）根据图（甲 $)$所示电路，用笔画线代替导线将图（乙 $)$所示的实物电路连接完整。（导线不交叉）

（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至最　　（选填“左”或“右” $)$端。闭合开关后，发现电流表指针无偏转，电压表指针有明显偏转，原因可能是电阻 $R$　　（选填“短路”或“断路” $)$。

（3）在实验中，先接入 $20\Omega$的电阻，调节滑动变阻器的滑片 $P$至某一位置时，观察到电流表、电压表指针位置如图（甲 $)$、（乙 $)$所示，则电流表示数为　　 $A$，电压表示数为　　 $V$，接下来用 $30\Omega$代替 $20\Omega$的电阻做实验时，应将滑动变阻器的滑片 $P$从上一位置向　　（选填“左”或“右” $)$滑动。

（4）为了完成实验探究，依次将剩下的3个定值电阻分别接入图（乙 $)$的电路中，替换前一次接入的定值电阻，调节滑动变阻器的滑片 $P$至合适位置，再读出电流表的示数，计算出每次接入的定值电阻 $R$的倒数 $\frac{1}{R}$，以电阻的倒数 $\frac{1}{R}$为横坐标，电流 $I$为纵坐标，在坐标系中描点并作出 $I-\frac{1}{R}$图线，如图（丙 $)$所示。由 $I-\frac{1}{R}$图线可初步得出结论：在电压一定时，导体中的电流跟导体电阻的倒数成　　比；由此进一步得出结论：在电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成　　比。

（5）上述实验中所选滑动变阻器的最大阻值至少为　　 $\Omega$。

小宇同学在“探究电流与电阻的关系”实验中，器材如图甲所示，电源为两节新的干电池，滑动变阻器上标有“ $10\Omega 1A$”字样，阻值分别为 $5\Omega$、 $10\Omega$、 $20\Omega$、 $30\Omega$的定值电阻各一个。

（1）请用笔画线代替导线，把图甲所示的电路补充完整（滑片 $P$向右滑，滑动变阻器接入电路的电阻变大）。

（2）小宇同学首先将 $5\Omega$定值电阻接入电路，将滑片 $P$滑到　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端，再闭合开关，调节滑片 $P$，使电压表示数到达某一数值，电流表的示数如图乙所示，该示数为　　 $A$。

（3）接下来，小宇同学应该　　，并且将滑动变阻器阻值调到最大处，然后将 $5\Omega$的电阻替换为 $10\Omega$．闭合开关，调节滑片 $P$，使电压表示数为　　 $V$，将电流表示数记录在表格中。

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

（4）将定值电阻换成 $20\Omega$重复第（3）的操作，由表格中数据发现：在电压一定时，电流与电阻成　　（选填“正比”或“反比” $)$。本次探究中若换用 $30\Omega$的定值电阻接入电路，无论怎样调节滑片 $P$，电压表示数始终　　（选填“大于”或“小于” $)$所需电压。

小薇和小亮两位同学在“探究电流与电压的关系”的实验中，电源使用两节新干电池，滑动变阻器 $R\text{'}$的规格是“ $20\Omega 2A$”。

（1）如图甲所示是小薇画出的电路图，小亮进行实物连线如图乙所示，请你在虚线框内把电路图补画完整（要求所补画的元件与实物电路对应）。

（2）开关闭合前，小亮发现电流表的指针在零刻度线左端，如图丙所示，其原因是　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$

$A$．电流表没调零 $B$．电流表正负极接反了

（3）确认电路无误后，闭合开关进行实验，4次实验时电流表示数为 $0.5A$，电压表示数如图丁所示，记为　　 $V$；他们记录的数据如表所示，老师指出其中一组数据有拼凑的嫌疑，你认为是第　　组（填写实验序号），理由是　　；

实验序号	①	②	③	④
电压 $/V$	0.5	1.2	1.8
电流 $/A$	0.10	0.24	0.34	0.5

（4）排除有拼凑嫌疑的数据后，分析数据可以提到的结论是：在　　不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成　　比；

（5）小薇利用实验数据还计算出定值电阻 $R$的阻值为　　 $\Omega$（结果保留一位小数）；

（6）以下实验与“探究电流与电压的关系”进行多次测量的目的不相同的是　　。

$A$、探究影响滑动摩擦力大小的因素 $B$、探究杠杆的平衡条件 $C$、刻度尺测物体的长度。

在探究电流与电压关系的实验中，同学们设计了如下三种电路：

（1）甲同学认为图2电路比图1电路好，理由是：　　。乙同学认为图3电路比图2电路更好，理由是图3电路便于多次实验。

（2）乙同学利用图3电路（其中电阻 $R=5\Omega )$完成了本实验，测得数据如下：

实验次数	电压 $U$（伏 $)$	电流 $I$（安 $)$	电压 $/$电流
1	1	0.2
2	2	0.4
3	4	0.8

分析表格数据，可得出的结论是　　。

（3）实验操作过程中，丙同学发现滑动变阻器损坏，但经过思考后利用图2电路最终也完成了多次实验，该同学的做法是　　。

为了探究小灯泡电流与电压的关系，小明选择额定电压为2.5伏的小灯泡，电压为4伏的电源以及其他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，该实验小明选择的滑动变阻器可能是　　。

$A$、滑动变阻器 $R_1(20$欧，3安） $B$、滑动变阻器 $R_2(50$欧，2安） $C$、滑动变阻器 $R_3(2000$欧，0.25安）

（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　　。

小柯利用如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系，已知电源电压为 $6V$且保持不变，实验所用电阻 $R$的阻值分别为 $5\Omega$、 $10\Omega$、 $20\Omega$，滑动变阻器的规格为“ $30\Omega 2A$”。

（1）请设计实验数据记录表，画在虚线框内。

（2）小柯将5欧的电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器使电压表示数为2伏，读出相应的电流值记录在表格中；然后更换电阻重复上述实验。当接入20欧的电阻时，发现无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数都无法达到2伏，其原因是　　。

（3）小柯用图乙所示的电路测未知电阻 $R_X$的阻值，图中 $R_0$为定值电阻，他先将导线 $a$端接到电流表“ $-$”接线柱上，电流表示数为 $I_1$，然后将导线 $a$端接到电流表“3”接线柱上，电流表示数为 $I_2$，则 $R_X$的阻值为　　（用 $I_1$、 $I_2$、 $R_0$表示）

做“串联与并联电路中电流、电压的关系”实验时，实验用的两个灯泡 $L_1$、 $L_2$上分别标有“ $2.5V$”和“ $3.8V$”字样，电源电压恒为 $2.5V$。

（1）串联时，小科连接了如图甲所示的电路。闭合开关，两灯均不发光。小科猜想是灯泡 $L_1$灯丝断了，就用一根导线的两端在灯泡 $L_1$两端接线柱处同时试触，若看到灯泡 $L_2$　　，说明小科猜想正确。

（2）并联时，小科连接了如图乙所示的电路。闭合开关前，小科检查发现电路连接有误，但只要改动一根导线即可。请你在要改动的这根导线上打“ $\times$”。并用笔画线代替导线，将图乙中的电路连接正确。

（3）改正电路后继续实验，小柯记录的实验数据如下表：

物理量	电流			电压
串联电路	$I_A=0.16A$	$I_B=0.16A$	$I_C=0.16A$	$U{}_{L_1}=0.9V$	$U{}_{L_2}=1.6V$	$U_{总}=2.5V$
并联电路	$I{}_{L_1}=0.34A$	$I{}_{L_2}=0.20A$	$I_{总}=0.54A$	$U{}_{L_1}=2.5V$	$U{}_{L_2}=2.5V$	$U_{总}=2.5V$

学习了欧姆定律以后，小科发现：根据串联电路中的数据，可计算得到 $R{}_{L_1}=5.63\Omega$，根据并联电路中的数据，可计算得到 $R{}_{L_1}=7.35\Omega$．造成这一差异的根本原因是灯丝电阻的大小随着　　的升高而增大。

某同学为探究电流和电压的关系，设计了如图所示的电路，图中电流表量程为“ $0~0.6A$”，电压表量程为“ $0~3V$”，定值电阻规格为“ $10\Omega 0.5A$”，滑动变阻器规格为“ $20\Omega 1A$”，电源电压恒为 $4.5V$．请回答：

（1）闭合开关发现电流表有示数，电压表无示数，经检测发现电路中只有一处故障，该故障可能是　　。

（2）故障排除后，闭合开关重新进行实验，在保证电路安全的前提下，移动滑动变阻器的滑片 $P$改变电阻 $R$两端电压，则滑动变阻器允许接入电路的最小阻值是　　。

在探究电流与电压关系的实验中，同学们设计了如下三种电路：

（1）甲同学认为图2电路比图1电路好，理由是：　　。乙同学认为图3电路比图2电路更好，理由是图3电路便于多次实验。

（2）乙同学利用图3电路（其中电阻 $R=5\Omega )$完成了本实验，测得数据如下：

实验次数	电压 $U$（伏 $)$	电流 $I$（安 $)$	电压 $/$电流
1	1	0.2
2	2	0.4
3	4	0.8

分析表格数据，可得出的结论是　　。

（3）实验操作过程中，丙同学发现滑动变阻器损坏，但经过思考后利用图2电路最终也完成了多次实验，该同学的做法是　　。

在探究电流与电阻的关系时，小明设计如图所示电路图进行实验：连接电路，更换不同的定值电阻，分别测出电流大小，记录并分析数据。

实验数据记录表

电源电压（伏特）	电阻（欧姆）	电流（安培）
3	5	0.48
	10	0.27
	20	0.14

（1）分析表格中的数据，发现电阻两端的电压是　　（选填“变化的”或“不变的” $)$。

（2）小芳通过对实验数据的分析，认为此实验需要改进。请你和小芳一起设计探究电流与电阻的关系的实验电路图。

（3）你设计的电路中，更换电阻后，是如何控制变量的？　　。

小金自学了电学，知道了欧姆定律，他想用实验来验证欧姆定律所表述的“通过导体的电流与这段导体两端的电压成正比”的结论，于是找了实验器材：电压表、电流表、电源、滑动变阻器、开关各一个，若干定值电阻、导线，请你利用这些器材帮他设计一个验证此结论的实验方案。

（1）画出实验的电路图；

（2）写出实验的步骤以及需要测量的物理量。

用如图的电路研究通过导体的电流与电压、电阻的关系。

表一

次数	$U/V$	$I/A$
①	1.0	0.20
②	1.5	0.30
③	2.0	0.40

表二

次数	$R_1/\Omega$	$I/A$
①	3.0	0.50
②	6.0	0.33
③	9.0	0.25

（1）保持电源电压和电阻箱 $R_1$的阻值不变，移动滑动变阻器 $R_2$的滑片 $P$，测得电流、电压如表1；根据表1中的数据，你得出的结论是　　；这时 $R_1$的阻值为　　 $\Omega$。

（2）在研究电流与电阻的关系时，先将 $R_1$的阻值调为5欧姆进行实验，使电压表的示数为 $1.5V$，然后将 $R_1$的阻值调为10欧姆时，某同学没有改变滑动变阻器滑片的位置，合上开关后，电压表的示数将　　 $1.5V$（选填“大于”、“小于或“等于” $)$。因此要向　　（选填“右”或“左” $)$调节滑片，使电压表的示数仍为 $1.5V$。

（3）李明同学用该电路测量电源电压时，将滑动变阻器的滑片到适当位置保持不变，仅改变电阻箱 $R_1$的阻值，测得相应的电流值，如表2所示，利用表2中的数据求得电源电压约为　　。

同学们想探究“导体中电流跟导体两端电压的关系”。

（1）小明同学通过学习知道了　　是形成电流的原因，因此做出了如下三种情想：

$A$．电流跟电压成反比

$B$．电流跟电压成正比

$C$．电流跟电压无关

（2）为了验证猜想，小明设计了如图甲所示的电路图，其中电源为三节新干电池，电阻 $R$为 $10\Omega$，滑动变阻器 $R\text{'}$标有“ $50\Omega 1A$”字样，电压表电流表均完好。

实验次数	1	2	3
电压 $U/V$	2	2.6	3
电流 $I/A$	0.20	0.26	0.30

①根据甲电路图将乙图实物电路连接完整；

②闭合开关前，小明应将滑动变阻器滑片移到　　阻值处（选填“最大”或“最小” $)$；

③他检查电路时发现电压表、电流表位置互换了，若闭合开关电流表　　（选填“会”或“不会” $)$被烧坏；

④排除故障后小明进行了实验，得到表格中的实验数据。分析数据，可得出的正确结论是：电阻一定时，

　　。

（3）小明还想用这个电路测量小灯泡的额定功率，于是他是他将电阻 $R$换成一只额定电压是 $4V$的小灯泡（阻值约为 $13\Omega )$，电阻一定时，并将电压表更换为 $15V$的量程，闭合开关 $S$后，调节滑片至电压表示数为 $4.0V$时，电流表示数如图丙所示为　　 $A$，小灯泡的额定功率为　　 $W$。

图甲为“探究电流与电阻的关系”的实验电路图，电源电压恒为 $3V$，用电阻箱来选用不同的电阻，按下述步骤进行实验，回答下列问题

（1）闭合开关 $S$，将滑动变阻器的滑片 $P$移到适当位置，调节电阻箱使接入电路的电阻为 $4\Omega$时，电流表示数如图乙所示，为　　 $A$；电压表示数应为　　 $V$。

（2）将电阻箱调到一个阻值更大的电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向　　端移动（选填“ $a$”或“ $b$ “ $)$，使电压表的示数保持不变，同时记下对应的电流值。

（3）多次改变电阻箱的阻值，重复上述操作，得到了下表中所示的数据，通过观察表中的数据，分析得出：当电阻两端的电压一定时，接入电路的电阻越大，通过它的电流越　　。

物理量	次数	1	2	3	4	5
$R\left(\Omega \right)$		4	5	10	20	25
$I$（A）		乙图的示数	0.40	0.20	0.10	0.08

（4）为了进一步确定电流与电阻的定量关系，老师提出将表中各组电阻值的倒数算出，请你在丙图中描点作出 $I-\frac{1}{R}$的图像，根据画出的图像可知：电压一定时，电流Ⅰ跟电阻 $R$成　　比。

如图甲，是张勇实验小组在探究“电流与电阻的关系”时的电路图，电源电压恒为 $6V$．电压表、电流表无损坏，有阻值为 $5\Omega$、 $10\Omega$、 $20\Omega$、 $30\Omega$、 $40\Omega$定值电阻5个。

（1）根据图甲，用笔画线代替导线连接完成图乙的实物图。

（2）实验过程中，需要改变定值电阻，观察电流的变化，为了科学地得出实验结论，当每次更换电阻后，都要移动滑动变阻器的滑片，此时眼睛应注意观察　　（选填序号）。

$A$．变阻器滑片   $B$．电压表   $C$．电流表   $D$．电源

（3）某次实验，更换电阻 $R$，合上开关后，电压表示数为0，电流表示数正常，其原因可能是　　。

（4）在老师的引导下，他们将5次实验数据描绘在图丙中。图中阴影部分“面积”表示的物理量是　　（选填序号）。

$A$．电流 $B$．电压 $C$．电阻 $D$．电功率

（5）实验中，他们选择下列哪个滑动变阻器最合适　　（选填序号）。

$A$． $10\Omega 0.5A$ $B$． $50\Omega 0.5A$ $C$． $50\Omega 1A$ $D$． $200\Omega 1A$

（6）请你用平滑曲线将图丙中5个点连接起来，观察图象你可以得出实验结论：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻　　。