初中物理探究电流与电压、电阻的关系实验实验题

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　        　。

小李为了探究“电流与电压的关系”，请你与他合作并完成以下实验步骤。

（1）请你在虚线框中设计出相应的电路图。

（2）小李在探究电流与电压的关系时，要控制　 　不变。通过实验探究，得到以下数据。在进行数据分析时，小李发现表格中有一组错误的数据，请你找出第　　组数据是错误的。

序号	1	2	3	4	5
电压 $U/V$	0.8	1.2	1.6	2.0	2.4
电流 $I/A$	0.16	0.24	0.32	0.44	0.48

（3）为了分析电流与电压的定量关系，请你利用正确的数据，在坐标中绘制出电流与电压关系的图象。

探究电流与电阻的关系。小明连接的实验电路如图甲所示。

实验次数	1	2
电阻 $R/\Omega$	5	10
电流 $I/A$	0.40	0.20

（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于最　     　端。

（2）闭合开关后，发现电流表示数为零，电压表的示数如图乙所示，为　   　 $V$；改变滑动变阻器滑片的位置，两电表指针的位置不变。电路中有一处故障，可能是　    　（选填序号）

①电流表短路②电压表短路③导线 $a$断路④导线 $b$断路

（3）排除电路故障后，小明先后用 $5\Omega$、 $10\Omega$的定值电阻进行实验。实验中，通过　   　控制定值电阻两端的电压不变，得到的实验数据如表所示。小明据此得出结论：电流与电阻成反比。

请指出实验存在的问题或需要改进的地方　        　（写出一条即可）。

下图是小明同学探究电流与电压、电阻关系的电路图，提供的器材有： $6V$的电源一个，电流表 $(0~0.6A,0~3A)$。电压表 $(0~3V,0~15V)$各一个，开关一个， $5\Omega$、 $10\Omega$、 $15\Omega$、 $30\Omega$的定值电阻各一个，“ $20\Omega 1A$”的滑动变阻器一个，导线若干（忽略

导线电阻），以上实验器材完好无损，实验中数据读取准确无误。

（1）探究电流与电压的关系时，移动滑动变阻器的滑片，改变电阻两端的电压，进行了多次测量，归纳得出　　的规律。

（2）探究电流与电阻的关系时，测得的几组数据如下表所示。由于操作不当，导致表中第　　次实验的数据存在错误，出错的原因是　　。纠正错误以后，小明用 $30\Omega$的电阻替换 $15\Omega$电阻进行第4次实验，发现实验无法进行下去，为完成第4次实验，请给小明提出可行的解决方案（不限于提供的实验器材） $:$　　。

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

（3）利用该实验电路图也可以测量定值电阻的阻值，实验中也要进行多次测量，其目的是　　；将定值电阻换成小灯泡后，利用该实验电路图还可以“测量小灯泡的电功率”，实验中也要移动滑动变阻器的滑片，其目的是　　。若被测小灯泡的额定电压为 $3.8V$，在调节滑片使小灯泡正常发光时，电压表的示数很难准确达到 $3.8V$．测量误差较大，为此，小明改动电路，在不更换现有器材的情况下，提高了测量数据的精确度。请补全小明的做法：断开开关　　；闭合开关，　　；读出此时电流表的示数；计算小灯泡的额定功率。

实验探究：探究电流与电压和电阻的关系

装置	①如图甲，实验电路中接错了一根导线，在接错的导线上打“ $\times$”，再画线把它 改到正确的位置上。
数据 图象 结论	①利用改后的正确电路探究电流与电压的关系，测得数据如下表： $R=10\Omega$ 次数 1 2 3 4 电压 $U/V$ 1.2 1.6 2.0 2.4 电流 $I/A$ 0.12 0.16 0.20 0.24 ②如图乙，在电流表表盘上，画出所选的接线柱和第4次实验中指针的位置。 ③根据表中数据，在图丙中描点并画出 $R$的 $-U/$图象。 ④在电阻一定时，　　成正比。
过程	⑤要探究电流与电阻的关系，只将第4次实验电路中的定值电阻由 $10\Omega$换成 $15\Omega$，闭合开关，电压表示数比第4次实验的电压表示数　　（填“大”或“小” $)$， 要保持电压表的示数仍为 $2.4V$，应将滑动变阻器的滑片 $P$向　　移动。

在“探究电流与电压的关系”实验中：

（1）请用笔画线代替导线，将甲图中电路连接完整，要求滑片 $P$向 $B$端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大（连线时导线不允许交叉）；

（2）正确连接好电路后，闭合开关发现电压表示数为 $2.8V$，电流表无示数，滑动滑片 $P$两表示数均无变化，则故障原因是　　；

（3）小明排除故障后，移动滑片 $P$到某一位置时电流表示数如乙图所示，此时通过电阻的电流为　　 $A$．若要增大电阻两端的电压，应将滑片 $P$向　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端移动；

（4）实验中测得多组数据，绘制出电阻 $R$的 $I-U$图象如图丙所示：由图象可得电流与电压的关系是　　；本实验所用电阻的阻值为　　 $\Omega$。

在“探究电流与电压的关系”的实验中，

（1）请在方框中画出能够改变定值电阻的电压、并可以同时测量电压和电流的电路图

（2）通过实验记录电流表、电压表的示数如下表所示

$R=10\Omega$

实验序号	1	2	3	4	5	6
电压 $U/V$	2.0	2.2	2.4	2.6	2.8	3.0
电流 $I/A$	0.20	0.22	0.24	0.26	1.40	0.30

对表中数据进行分析，你认为错误的数据是实验序号　　，排除错误数据，可归纳得出的结论是　　。

（3）如果想用此电路继续探究“电流与电阻的关系”，每次更换电阻后，可以通过调节　　，使电阻两端的电压不变。实验得出的结论是　　。

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。

如图所示，用电流表 $(0-0.6A,0-3A)$、电压表 $(0-3V,0-15V)$、定值电阻 $(5\Omega$、 $10\Omega$、 $15\Omega$、 $20\Omega$、 $30\Omega$各一个）、滑动变阻器 $(0-50\Omega )$、电源 $\left(6V\right)$、开关和导线若干，探究电流与电阻的关系。

（1）请你根据甲图所示的电路图，将乙图中的电路连接完整。

（2）滑动变阻器在电路中的作用是　　。

（3）小强做此实验时，在电流表使用无误的情况下，收集测量数据，记录表格如下：

实验次数	电阻 $R/\Omega$	电流 $I/A$
1	5	0.6
2	10	0.1
3	15	0.2
4	20	0.15
5	30	0.1

小强的五次实验操作中有一次是错误的，请你对小强记录的数据进行分析，你发现第　　次测量的数据是错误的，错误的原因是　　。

（4）请你根据表中正确的数据，在丙图中绘制出电流随电阻变化的图象。