初中物理探究电流与电压、电阻的关系实验实验题

在学习电学时，小夏利用如图所示的电路图，做了不少实验，其中电阻R可选用阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻。

（1）在做“探究电流与电阻的关系”的实验时，小夏先把10Ω的电阻连入电路，闭合开关，把电流表的读数填在表格中，然后把10Ω电阻分别换成20Ω、30Ω电阻，将相应的电流值记录到表格中。

小夏的错误做法是                                       
（2)在做“伏安法”测电阻的实验时，小夏根据电路图连接的电路如图所示，图中尚有一根导线未连接，请用笔画线代替导线完成电路连接，要求滑动变阻器连入电路中的阻值最大。实验中小夏测得的结果如下表。由此可以判断，小夏同学选用的定值电阻的阻值为  Ω。

实验序号	电压表示数/V	电流表示数/A
1	1.5	0.16
2	2.5	0.25
3	3.5	0.34

 
（3）在做“测量小灯泡额定功率”的实验时，小夏用额定电压为“3V”的小灯泡代替电路图中的电阻R，连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图所示，则电流表的读数是         A，小灯泡的额定功率为    W。

小聪在“探究电流和电阻关系”的实验中，连接电路，如图甲所示。可用的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω。

（1）请你用笔画线代替导线，把图甲所示的电路补充完整，并且使滑动变阻器的滑片向右移动时连入电路中的阻值变大。

（2）他把5Ω的电阻连入电路后，闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，电路中的故障可能是　                       　（写出一种即可）。故障排除后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，达到实验要求，电流表的示数如图乙所示，则电路中的电流为　      　A。

（3）将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向　    　（选填“左”或“右”）端移动，直到电压表的示数为　     　V止，记录电流表的示数。

（4）完成上述实验之后，小聪想测量一个小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定电压为U_额．他又找来一个阻值为R₀的定值电阻，设计了电路图丙。请补全实验步骤并写出表达式

①只闭合开关S和　     　（选填“S₁”或“S₂”），移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为        　，此时小灯泡正常发光。

②只闭合开关S和　     　（选填“S₁”或“S₂”），保持滑动变阻器滑片的位置不动，记下电流表的示数I。

③小灯泡额定功率的表达式是P_额＝　             　。（用已知量和所测物理量符号表示）

实验桌上有如下实验器材：同种材料制成的横截面积相同、长度不同的电阻丝若干，电源一个（此电源两端电压会随外接电阻的改变而改变）、已调零的电流表一块、刻度尺一把、开关一个、导线若干。科技小组的同学们猜想：在电压一定时，通过这些电阻丝的电流可能与它们的长度成反比。请你利用上述实验器材来验证以上猜想。
要求：（1）画出实验电路图；（2）写出实验步骤；（3）画出实验数据记录表。

用图甲所示电路探究“电流与电阻的关系”，电源电压为3V，滑动变阻器的规格为“20Ω，1.5A”。

（1）实验时，依次更换不同的电阻，调节 　　，保证电阻两端电压不变，分别记录每次电阻 $R$和电流表示数 $I$，数据如表：

实验次数	1	2	3	4	5
电阻 $R/\Omega$	30	20	15	10	5
电流 $I/A$	0.08	0.12	0.16		0.48
电阻的倒数 $\frac{1}{R}/{\Omega }^{-1}$	0.033	0.050	0.067	0.100	0.200

（2）第4次实验的电流表示数如图乙所示，读数为 　　 $A$；

（3）为了更精确地描述 $I$与 $R$的关系，在表中增加了 $\frac{1}{R}$的数据，并根据 $I$、 $\frac{1}{R}$的值在图丙的坐标纸中描出了相应的点，请你在图丙中补充第4次的实验数据点，并作出 $I-\frac{1}{R}$图像。

（4）根据图像可以得到的实验结论是：　　。

某同学用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电压、电阻的关系”，电源电压恒为3V．

（1）探究电流与电压的关系时，应保持     不变（选填“R₁”或/“R₂”）．
（2）探究电流与电阻的关系时，当R₁的阻值是2Ω，电流表示数是1.0 A．改变R₁的阻值再次实验时，电流表示数是0.5 A，这时电压表的示数是      V．多次测量后，作出的I-R₁图线是图乙中的     。
（3）该同学为研究可变电阻功率的变化规律， 他把R₁换成阻值为5Ω的定值电阻，R₂换成阻值范围是0～10Ω的电阻箱．实验中R₂从1Ω逐渐增大到10Ω的过程，实验数据如表．根据表中数据推断，此过程中电阻R₁消耗的功率             （选填“一直增大”、“一直减小”、“先变大后变小”）．电阻R₂消耗的功率是              （选填“一直增大”、“一直减小”、“先变大后变小”）．

次数	1	2	3	4	5	6
R2/Ω	1	2	4	6	8	10
I /A	0.50	0.43	0.33	0.27	0.23	0.20
P2/W	0.25	0.37	0.44	0.44	0.42	0.40

 

小明在“探究电流与电阻关系”的实验中，准备了如下实验器材：干电池，标有“15Ω 1A”字样的滑动变阻器，阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻。

（1）小明连接了下面的电路，其中有一条导线连接有误，请将连接错误的导线打“×”并画出正确连线。

（2）排除故障后，小明将5Ω定值电阻连入电路，将滑动变阻器的滑片移动到　    　（选填a”或“b”）端，再闭合开关，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，示数为　     　A。

（3）接下来断开开关，取下5Ω的定值电阻，分别把它换成10Ω、20Ω的定值电阻，闭合开关，调节滑动变阻器，控制　     　（选填“电流表”或“电压表”）示数不变，分别读取相应的电流表示数，记录在表中：

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

（4）由数据可知：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　     　。

（5）小明想用一个电流表和一个定值电阻R₀测未知电阻R_x的阻值，于是他和同组同学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、S₁，此时电流表的示数为I；

②闭合S、断开S₁，此时电流表的示数为I₁；

③求未知电阻R_x的表达式为：R_x＝　            　。（用R₀、I、I₁表示）

在“探究一定电压下，电流与电阻的关系”的实验中，老师提供的实验器材有：电源（电压恒为4.5V），电流表、电压表各一个，开关一个，四个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），两只滑动变阻器（规格分别为“20Ω  2A”、“50Ω 1A”），导线若干．

（1）请根据图甲的电路图用笔画线将图乙实物图连接完整（注意电流表的量程选择）．
（2）小李实验时，在c、b间先接入5Ω的电阻，闭合开关，移动滑片P，使电压表的示数为1.5V，并记下相应的电流值；再改接10Ω的电阻，此时滑片P应向        （选填“E”或“F”）端移动，小李移动变阻器滑片P的目的是：                 ．
（3）小李为完成用四个定值电阻进行实验，他应选择的滑动变阻器规格是        ．

小明和同学们探究“电流与电阻的关系”的实验：

（1）小明选择了如下器材：电源（电压恒为 $4.5V)$、滑动变阻器“ $20\Omega 2A$“、电流表、电压表、开关、定值电阻 $(5\Omega$、 $10\Omega$、 $15\Omega$、 $20\Omega$的各一个）、导线若干。

①小明在检查实验仪器时，发现电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧，小明应　       　；

②请用笔画线代替导线帮助小明完成图甲电路的连接；

③开关闭合前，小明应将滑动变阻器的滑片置于　      　（选填“ $A$”或“ $B$“） 端；闭合开关后，发现电流表有示数，电压表示数为零。经检查，电流表、电压表正常且连接完好，则电路存在的故障可能是　      　。

④排除故障后，小明先将 $5\Omega$电阻接入电路，调节滑动变阻器滑片使电阻两端的电压为 $2V$，再将 $5\Omega$电阻换成 $10\Omega$电阻后，小明接下来的操作是　        　；当把 $10\Omega$的电阻换成 $20\Omega$的电阻后，无论怎样调节滑动变阻器滑片都无法使电压表示数达到控制值，说明　        　。

⑤更换器材后重新实验，小明得出的结论是：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成　          　比。

（2）上述实验结束后，小明和同学们想要测量额定电流为 $0.3A$小灯泡的额定功率，却发现电压表已经损坏，

于是他们利用“ $20\Omega 2A$”的滑动变阻器以及原有器材，又设计了如图乙所示电路，测量过程如下：

①　         　（填开关通断情况），移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为 $0.3A$时，小灯泡正常发光；

②保持滑动变阻器的滑片位置不动，　        　（填开关通断情况），记下电流表的示数为 $0.3A$；

③则小灯泡的额定电功率为　      　 $W$。

小明利用如下图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
（1）实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。

①由图像可以得出结论：电压一定时，                                  。
②上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，接下来的操作是                ，然后将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为       V时，读出电流表的示数。
（2）为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于      Ω的滑动变阻器。
（3）借用本实验电路图，我们还能完成的电学实验有：                              
                       。（至少写出2个）

下面是小溪所做的电学实验：

（一）探究电流与电阻的关系。

（1）小溪用5Ω、10Ω、15Ω和20Ω四个电阻、电压恒为4.5V的电源、“20Ω 1A”的滑动变阻器等器材连接成部分实验电路，实验过程中控制电阻两端的电压2V不变。请用笔画线代替导线把电路补充完整。

（2）正确连接电路后开始实验。小溪发现换上　     　Ω的电阻后，移动滑片，电压表示数始终不能达到需要控制的电压值，不能完成实验。为了使四个电阻单独接入电路都能完成实验，他应该适当　     　（填“增大”或“减小”）控制的电压值。通过实验数据可以得出的结论是：　      　一定时，导体中电流与电阻成　     　。

（二）测量小灯泡的额定功率。

（1）小溪按乙图连接电路，测量标有“3.8V”的小灯泡的额定功率，她使用了电压表的小量程，调节变阻器滑片，使电压表示数为2V，读出此时电流表的示数为0.2A，求出小灯泡的电阻为　     　Ω，并利用公式 $P_{额}=\frac{U_{额}^2}{R}$求出了小灯泡的额定功率。然后她又换用电压表的大量程，调节变阻器滑片，使电压表示数为3.8V时，电流表示数如图丙所示为　     　A，小灯泡的额定功率为　    　W．小溪发现两次得到的额定功率值有较大差异，根本原因是　                                　。

（2）小溪又设计了一个方案测量额定电压为3V的小灯泡的额定功率。电路如图丁所示（电源电压为6V，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”）。请把下面的实验步骤补充完整。

①只闭合开关S和S₂，调节变阻器的滑片，使电压表V₂的示数为　    　V，此时小灯泡正常发光；

②只闭合开关　            　，保持滑片P的位置不动，此时V₁的示数为1V，V₂的示数为2V；

③该灯泡的额定功率P_额＝　     　W。

小明同学想探究“一段电路中的电流与电阻的关系”，设计了图甲所示的电路图。

（1）根据小明设计的甲图，请用笔画线将乙图实物图连接完整。

（2）小明将第一次实验得到的数据填入了下面的表格中，然后将 $E$、 $F$两点的电阻由 $10\Omega$更换为 $20\Omega$，之后他调节变阻器滑片向 　　（填“ $A$”或“ $B$” $)$移动，直到电压表示数为 　　 $V$为止。此时电流表示数如图丙所示，示数为 　　 $A$。

实验序号	电压 $/V$	电阻 $/\Omega$	电流 $/A$
1	4	10	0.4
2		20

（3）若实验中电压表损坏，但是已有一个已知阻值为 $R_0$的定值电阻，小明利用以上器材想测出未知电阻 $R_x$的阻值，实验电路如图丁所示（电源电压未知且恒定），请根据以下实验步骤完成实验：

①闭合开关 $S_1$，断开开关 $S_2$，记录电流表示数 $I_1$；

②同时闭合开关 $S_1$、 $S_2$，记录电流表示数 $I_2$；

③则待测电阻的表达式为 $R_x=$　　（用已知量和测量量符号表示）

某小组进行电学实验探究。

（一）某同学探究“电流与电压”的关系，他用了3个干电池，一个定值电阻、一个滑动变阻器（20Ω，1A），一个电压表，一个电流表，导线若干。

（1））请补充实物图；

（2）若电压表无余数，电流表有示数，此时原因可能是 　    　（选填“R断路”或“R短路”）；

（3）他用此电路做了若干组实验，以下第 　    　组实验数据有误。

	①	②	③	④
I	0.1	0.2	0.3	0.4
U	1	2	3	4

（4）根据此表格可知：电阻一定时，电流与电压成 　    　（选填“正比”或“反比”）。

（二）某同学探究“电流与电阻”的关系，他有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻，一个电压表，一个电流表和导线若干，多次实验后得到电流与电阻的关系如图所示。

（1）电阻两段的电压为 　    　V；

（2）滑动变阻器的最大功率为 　    　W。

实验课上，小明班的同学用图甲所示的实验器材探究“电流的大小与电阻的关系”，并连接了部分实验电路。

（1）请你用笔画线代替导线，在答题卡上把图甲中的器材连接成完整的实验电路。

（2）小明首先选用了阻值为 $5\Omega$的电阻，电路连接无误后，闭合开关。移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为 $2V$时，电流表的示数如图乙所示，此时通过电阻的电流是　　 $A$。

（3）在表格中记录下 $5\Omega$电阻中的电流，小明接下来的操作是：断开开关，换用　　的电阻，多次重复前面的实验，并把相应的数据记录下来。

（4）同学们陆续完成了实验，分析数据他们都得出了同样的结论。其中小明、小刚、小民的实验数据如表一、表二、表三所示。

表一

电压 $U=2V$
电阻 $R/\Omega$	5	10	20
电流 $I/A$		0.21	0.10

表二

电压 $U=3V$
电阻 $R/\Omega$	10	20	30
电流 $I/A$	0.30	0.14	0.11

表三

电压 $U=3V$
电阻 $R/\Omega$	5	15	30
电流 $I/A$	0.60	0.20	0.10

通过交流分享，小明又提出了一个新的问题：若电阻保持不变，电流与电压之间存在着怎样的关系呢？

为了尽快解决这一问题，除了重新进行实验收集数据外，小明还可以　　进行分析论证，得出结论。

小明在实验室探究电学实验，有如下器材：电压表、电流表、滑动变阻器、开关、电源（电压恒为4.5V）、定值电阻R（分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）、小灯泡（额定电压为2.5V）、导线若干。

（1）在探究“电流与电阻的关系”实验中：

①小明设计了如图甲所示电路，请你帮他将图乙所示的实物图连接完整。

②闭合开关前，要将滑动变阻器滑片移至　     　（选填“A”或“B“）端；电路中滑动变阻器起到保护电路和　                         　的作用。

③闭合开关，发现无论如何移动滑动变阻器的滑片，电流表有示数，电压表示数为零，此时电路出现的故障可能是　                           　。

④小明排除故障后继续实验，先将5Ω的电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V，记下电流表示数；断开开关，把5欧电阻换为10欧的电阻，再闭合开关，应向　     　（选填“A”或“B“）端移动滑动变阻器的滑片，才能使电压表示数仍为2.5V，同时再记下电流表的示数。

⑤为确保所给的5个定值电阻接入电路后都能正常进行实验，那么，应该选取最大阻值不小于　     　Ω的滑动变阻器。

（2）完成以上实验后，小明将定值电阻换成小灯泡，想要测量它的额定电功率。在不损坏小灯泡的情况下，移动滑动变阻器的滑片，记录多组小灯泡两端的电压值及对应的电流值，根据这些数据绘制出了小灯泡的“I﹣﹣U”关系图象（如图丙所示）。分析图象可知，小灯泡正常工作时灯丝电阻为　     　Ω，小灯泡的额定功率是　      　W．从图象还可以看出，小灯泡灯丝的电阻是　    　（选填“变化或“不变”）的，造成这一现象的原因是灯丝电阻随　    　升高而增大。

在"探究电流与电阻的关系"实验中，现有器材如下：电源（电压恒定但未知），四个定值电阻 $R_1\left(5\Omega \right)$ 、 $R_2\left(10\Omega \right)$ 、 $R_3\left(15\Omega \right)$ 、 $R_4\left(20\Omega \right)$ ，标有" $\times \Omega 1A$ "的滑动变阻器（阻值模糊不清），电压表（可用量程： $0~3V$ 、 $0~15V)$ ，电流表（可用量程： $0~0.6A)$ ，导线，开关。

（1）设计并正确连接如图甲所示的电路，把定值电阻 $R_1$ 接入图甲中的 $A$ 、 $B$ 两点之间，将滑动变阻器的滑片移到最 　　端，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 $2V$ 时，电流表的示数应为 　　 $A$ 。

（2）分别用定值电阻 $R_2$ 、 $R_3$ 、 $R_4$ 依次替换 $R_1$ ，重复（1）的实验步骤。根据所得的四次试验数据绘制出 $I-R$ 图象，如图乙所示。由图象可得出的结论是：在导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 　　。

（3）当使用定值电阻 $R_4$ 进行实验时，刚一闭合开关，就发现电压表示数恰好为 $2V$ ，为了用以上四个定值电阻完成实验且确保电路安全，应控制 $A$ 、 $B$ 两点之间的电压在 　　范围内。

（4）在使用定值电阻 $R_1$ 和 $R_4$ 进行实验过程中，读取数据时，滑动变阻器消耗的电功率之比为 　　。