初中物理探究电流与电压、电阻的关系实验实验题

科学探究是初中物理课本内容的重要组成部分，探究的形式可以是多种多样的。

（一 $)$探究浮力的大小与哪些因素有关

如图所示，是小华同学所做的一系列探究浮力的大小与哪些因素有关的实验。请按照要求填写表格：

提出问题	对应图中的序号
浮力的大小与物体浸入液体的体积的关系
	$a$， $c$， $d$
浮力的大小与物体浸入液体的密度的关系

（二 $)$探究电流与电压、电阻的关系

请按照要求设计实验记录表格

表一要求：保持电阻 $R$不变 $(R=5\Omega )$， $U(2V$、 $4V$、 $6V)$，电流随电压的变化

表二要求：保持电压 $U$不变 $(U=6V)$， $R(5\Omega$， $10\Omega$， $15\Omega )$，电流随电阻的变化

在探究电流与电压和电阻的关系实验中，电路图如图所示，电源电压为 $4.5V$保持不变，三个定值电阻分别为 $R_x$、 $10\Omega$、 $20\Omega$（忽略温度对电阻的影响）

（1）在开关闭合前，滑动变阻器的滑片应放在　　端

（2）将电阻 $R_x$连入电路，调节滑片位置进行三次实验，数据如表所示，分析数据可得出结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成　　；

（3）做完第三次实验后，保持滑片位置不变，断开开关，将电阻 $R_x$换成 $10\Omega$的电阻，

再闭合开关，此时电压表的示数　　 $3V$．调节滑片位置，使电压表的示数仍为 $3V$，读出电流表的示数，此时滑动变阻器接入电路的阻值为 $R_1$；

实验次数	1	2	3
电压 $U/V$	1.0	2.0	3.0
电流 $I/A$	0.2	0.4	0.6

（4）再断开开关，将 $10\Omega$的电阻换成 $20\Omega$的电阻，闭合开关，调节滑片位置，使电压表的示数仍为 $3V$，读出电流表的示数，此时滑动变阻器接入电路的阻值为 $R_2$，则 $R_1$　　 $R_2$。

小亮在探究“电流和电阻的关系”的实验中，用到了如下器材：两节干电池、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、定值电阻 $R(5\Omega$、 $10\Omega$、 $15\Omega$、 $20\Omega$、 $25\Omega )$、导线若干，小亮在实验时连接的电路如图甲所示。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物连接完整。

（2）本实验中滑动变阻器起到保护电路元件安全和　                　的作用。

（3）小亮连好电路后继续操作，请将以下步骤按正确顺序排列　    　。（填选项前字母）

$A$．断开开关，换接其他定值电阻，继续实验

$B$．将滑动变阻器的滑片 $P$置于阻值最大的位置，闭合开关

$C$．记下电流表示数

$D$．调节滑动变阻器，使电压表示数保持某值不变

（4）根据多次测量数据，描绘出电流随电阻变化的曲线如图乙所示，由此得出的结论是　                 　。

（5）由图象可知，定值电阻两端的电压为　      　 $V$。

（6）在本实验中，既要维持上述电压表的示数不变，又不能改变上述电流表的量程，　　（选填“能”或“不能”）接入 $4.5\Omega$的定值电阻进行实验。

在研究"电流与电压的关系"时，小明连接了如图甲的电路，电源电压 $U$ 为3伏。

（1）闭合开关后，小明发现电流表指针如图乙，出现这种现象的原因是 　　。

（2）改正错误操作后，小明分别将电阻 $R_0$ 为5欧、10欧和20欧的定值电阻接入电路，测得电阻 $R_0$ 的电压 $U_0$ 和电流 $I_0$ 数据，如表一所示。小明想进一步研究"电阻 $R_0$ 的电流变化量大小△ $I_0$ 与电压变化量大小△ $U_0$ 的关系"，根据数据计算出部分电压变化量大小△ $U_0$ 和相应的电流变化量大小△ $I_0$ ，如表二所示，则表二中的 $a$ 为 　　。

表一

组别	第1组			第2组			第3组
$R_0$ （欧     $)$	5			10			20
$U_0$ （伏     $)$	1.0	2.2	2.5	1.2	1.8	2.4	1.6	2.4	2.8
$I_0$ （安     $)$	0.20	0.44	0.50	0.12	0.18	0.24	0.08	0.12	0.14

表二

组别	△     $U_0$ （伏     $)$	△     $I_0$ （安     $)$
第1组	1.5	$a$
第2组	0.6	0.06
第3组	0.8	0.04

（3）小明发现，滑动变阻器电压变化量大小△ $U_R$ 与电流变化量大小△ $I_R$ 的比值，总是等于定值电阻 $R_0$ 的阻值，请结合上表数据和所学电学知识解释此规律 　　。

在做“研究相同电压下不同导体中电流与电阻的关系”实验时，电源电压恒为 $3V$，滑动变阻器规格为“ $20\Omega 1.0A$”，还有多个阻值不小于 $5\Omega$的定值电阻可供选择。

（1）实验电路如图所示，小科检查电路时发现有一个元件连接错误（其它元件连接正确），该元件和错误分别是　　。

（2）改正错误后，正确操作，测得实验数据如下表所示。

实验次数	第一次	第二次	第三次
定值电阻 $/\Omega$	5	10	★
电流表示数 $/A$	0.40	0.20	0.10

表中“★“处所选用定值电阻的阻值是　　 $\Omega$。

（3）小科用更多不同阻值的定值电阻重复上述实验，并将滑动变阻器的功率 $P_{变}$与其电阻值 $R_{变}$的关系绘制图象。该图象最接近于下列图象中的　　。

方方做了“研究通过定值电阻的电流与它两端电压的关系”的实验后，欲探究通过小灯泡的电流与小灯泡两端电压的关系。现有电压为 $9V$的电源、规格为“ $6V3.6W$”的小灯泡、规格为“ $2A10\Omega$”的滑动变阻器、导线、开关、电流表和电压表等器材。方方根据图甲所示电路实验时发现无论怎么调节滑动变阻器，电压表示数始终较大，无法探究电压更小时小灯泡的电流与电压的关系。方方在老师的指导下，设计了如图乙所示的电路图，继续实验。

（1）当使用图甲电路进行实验，滑动变阻器阻值调到最大时，电压表示数为4伏，此时电流表示数为　　。

（2）方方根据电路图乙，连接实物电路如图丙所示。老师说少连了一根导线，请你帮她在图中添上这根导线。

（3）方方按图乙正确连接后进行实验，采集数据，绘制了小灯泡电流与电压关系的曲线图，如图丁所示。

① $\mathit{AB}$段是直线，可得出的探究结论是：在电压较小时，　　。

② $\mathit{BC}$段明显发生弯曲，是因为　　。

小科用如图甲所示的实验仪器探究“电流与电阻的关系”，滑动变阻器的规格为“ $10\Omega 1A$”， $\mathit{AB}$间接入的定值电阻的阻值为 $25\Omega$。

【实验步骤】

①连接电路：完成图甲中的连线，使滑动变阻器接入电路的阻值最大；

②闭合开关，移动滑动变阻器的滑片 $P$，使电压表示数为 $3.0V$，读出电流表示数并记录，此时滑片 $P$在中点附近

③断开开关，在 $\mathit{AB}$间换接 $20\Omega$的定值电阻；

④闭合开关，读出电流表示数并记录；

⑤断开开关，在 $\mathit{AB}$间分别换接 $15\Omega$、 $10\Omega$和 $5\Omega$的定值电阻，依次重复步骤④。

【实验数据】

电阻 $R/\Omega$	25	20	15	10	5
电流 $I/A$	0.12	0.14	0.16	0.20	★

$\mathit{AB}$间接 $5\Omega$的定值电阻时，电流表示数如图乙所示，则表中“★”处的数值为　　。

【数据分析】小科找不出上述数据的定量关系。而其他同学都通过实验得出了“电压不变时，通过导体的电流与这段导体的电阻成反比”的正确结论。

【实验反思】

（1）小科得不到正确结论的原因是　　，需要重新实验。

（2）根据小科的实验数据，通过进一步分析计算可以发现，当 $\mathit{AB}$间的阻值变小时，电池组两端的电压将　　（填“变大”、“变小”或“不变” $)$。

现有下列器材：学生电源 $\left(6V\right)$，电流表 $(0~0.6A,0~3A)$、电压表 $(0~3V,0~15V)$、定值电阻 $(5\Omega$、 $10\Omega$、 $20\Omega$各一个）、开关、滑动变阻器和导线若干，利用这些器材探究“电压不变时，电流与电阻的关系”

（1）请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路。（要求连线不得交叉）

（2）实验中依次接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记下电流表的示数，利用描点法得到如图丙所示的电流 $I$随电阻 $R$变化的图象。由图象可以得出结论：　。

（3）上述实验中，小强用 $5\Omega$的电阻做完实验后，保持滑动变阻器滑片的位置不变，接着把 $R$换为 $10\Omega$的电阻接入电路，闭合开关，向　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端移动滑片，使电压表示数为　　 $V$时，读出电流表的示数。

（4）为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器　　（选填“ $A$”或“ $B$”或“ $C$” $)$。

$A.20\Omega 1.0\mathit{AB}.100\Omega 0.3\mathit{AC}.50\Omega 0.6A$。

某实验小组的同学们用图甲所示电路进行“探究电流与电压的关系”的实验。

（1）请根据实物图在右侧虚线框内画出对应的电路图。

（2）连接电路时，开关应该　　。

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

（4）闭合开关，同学们发现，电流表没有示数，电压表示数接近电源电压，原因可能是　　。

（5）实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，第4次实验电流表示数如图乙所示，则此时电流表示数为　　 $A$，通过分析表中的数据能够得出的结论是　　。

实验次数	1	2	3	4	5
电压 $U/V$	1.2	1.4	1.6	1.8	2.0
电流 $I/A$	0.24	0.28	0.32		0.4

（6）该小组的同学们利用电源、开关、最大阻值为 $R_0$的滑动变阻器、电流表、导线按如图丙所示电路测定待测电阻 $R_x$的阻值，他们进行如下操作：

$A$：闭合开关，将滑动变阻器滑片 $P$滑至 $a$端，读出电流表示数为 $I_1$；

$B$：将滑动变阻器滑片 $P$滑至 $b$端，读出电流表示数为 $I_2$；

$C$：待测电阻 $R_x$的阻值的表达式为 $R_x=$　　（用 $I_1$、 $I_2$、 $R_0$表示）

为了探究“电流与电阻的关系”，小明用阻值不同的定值电阻、电压为 $6V$的电源、滑动变阻器 $(20\Omega 2.5A)$等器材按图甲方式连接电路，进行如下实验。

①将 $4\Omega$的 $R_1$接入电路，当电压表示数为 $4V$时，记录电流表的示数。

②用 $R_2$替换 $R_1$，发现无论如何左右移动滑片 $P$，电压表指针在 $4V$的刻度左右摆动，但无法准确指在 $4V$的刻度线上。

老师告知小明：滑动变阻器的线圈结构如图乙所示，因此无法连续改变接入电路的有效阻值，当定值电阻与滑动变阻器最大阻值相比过小时，会导致步骤②现象发生。

③用一根阻值为 $0.5\Omega$的电阻丝制作一个可连续改变阻值的旋钮式变阻器，并按图丙方式接入电路，继续实验。通过调节滑片 $P$和旋钮触片 $Q$使电压表示数为 $4V$，此时电流表示数如图丁所示。

（1）图丁中电流表的示数为　　 $A$。

（2）步骤③中滑片 $P$和旋钮触片 $Q$处在如图丙所示的位置时，电压表示数略超过 $4V$，则小明应如何调节滑片 $P$和旋钮触片 $Q$使电压表示数为 $4V$？　　。

（3）小明利用图甲电路继续他的探究实验，仍保持定值电阻两端的电压为 $4V$，则下列定值电阻可用来替换 $R_1$进行实验的有　　（可多选）。

$A.15\mathit{\Omega B}.25\mathit{\Omega C}.35\mathit{\Omega D}.45\Omega$

下表是小金探究小灯泡 $L$的电流与电压关系时所记录的实验数据。

实验序号	1	2	3	4	5	6
电压 $\left(V\right)$	0	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
电流（A）	0	0.19	0.23	0.27	0.30	0.32

（1）在如图的坐标系中画出通过小灯泡电流随它两端电压变化的图象。

（2）已知该小灯泡的额定功率为0.75瓦，现有电压为6伏的电源，若要使小灯泡正常工作，请设计电路图，并说明使小灯泡 $L$正常工作时的操作方法：

（现有器材：“ $20\Omega$， $1A$”的滑动变阻器、电压表、开关各一只，导线若干）。

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 $R_0$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 $U$随滑片移动长度 $x$变化的相关数据，多次测量。

③分别用电阻丝 $B$、 $C$代替 $A$，重复步骤②。

④处理相关数据，获得“电压表示数 $U$随移动长度 $x$变化的关系”如图丙。

（1）图甲实验中，闭合开关，当滑动变阻器滑片处于最左端时，导线 $a$与接线柱 $M$处的连接意外断开，此时

示数为零的电表是　　。

（2）分析图丙，实验过程中电压表示数变化范围与电阻丝阻值的关系是　　。

（3）若利用图乙研究通过 $R_0$的电流与其两端电压的关系，在 $A$、 $B$、 $C$三条电阻丝中，你认为选择哪一条电

阻丝最合适并说明理由。　　

小科利用仅有的一个规格为“ $10\Omega 1.0A$”的滑动变阻器和其他器材来“检验欧姆定律”，该变阻器的电阻丝上有一处断点。实验电路如图所示，电源电压恒为 $3V$．实验步骤如下：

①用 $4\Omega$的定值电阻进行实验，连接电路。

②闭合开关，调节滑动变阻器，使定值电阻两端电压为 $2V$，读出电流表的示数并记录。断开开关，把滑片 $P$移到 $A$端。

③依次用阻值为 $6\Omega$、 $8\Omega$和 $10\Omega$的定值电阻替换原来的电阻，重复步骤②。

（1）小科设计上述实验步骤，是要研究通过导体的电流与　　之间的关系。

（2）小科发现，滑片 $P$向右移动过程中，每次实验开始时电压表都没有示数，移到某一点（该点记为 $C)$时突然有了示数。但在完成 $8\Omega$电阻的实验后，再做 $10\Omega$电阻的实验时，当电压表有示数后，示数一直大于 $2V$．分析可得，电阻丝 $\mathit{BC}$的阻值 $R_{\mathit{BC}}$的范围是　　。

（3）为了完成 $10\Omega$电阻实验，将滑片 $P$移到 $C$点，只要在原来电路的接线柱上再接上一根导线，就能继续完成实验。请你在答题卷的图中用笔画线补上这根导线。

利用如图电路研究“电流与电阻的关系”，其中电流表量程为“ $0~0.6A$”，电压表量程为“ $0~3V$”，滑动变阻器的规格为“ $50\Omega$， $1A$”，依次将阻值为5欧、10欧、20欧的定值电阻接入 $\mathit{AB}$之间完成实验，获得数据如下表。

实验组别	1	2	3
电阻 $R$（欧 $)$	5	10	20
电流 $I$（安 $)$	0.4	0.2	0.1

请回答：

（1）完成第一组实验，断开开关，拆下5欧的电阻，改接10欧的电阻。继续操作有以下四步：①闭合开关；②将滑动变阻器的滑片移到最右端；③记录电流表示数；④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。从安全和规范角度考虑，正确的顺序是　　；

（2）上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是　　；

（3）依据表中数据作出了下列图象，其中正确的是　　；

（4）要完成本次实验，电源最多只能将　　节干电池串联。

利用如图电路研究“电流与电阻的关系”，其中电流表量程为“ $0~0.6A$”，电压表量程为“ $0~3V$”，滑动变阻器的规格为“ $50\Omega$， $1A$”，依次将阻值为5欧、10欧、20欧的定值电阻接入 $\mathit{AB}$之间完成实验，获得数据如下表。

实验组别	1	2	3
电阻 $R$（欧 $)$	5	10	20
电流 $I$（安 $)$	0.4	0.2	0.1

请回答：

（1）完成第一组实验，断开开关，拆下5欧的电阻，改接10欧的电阻。继续操作有以下四步：①闭合开关；②将滑动变阻器的滑片移到最右端；③记录电流表示数；④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。从安全和规范角度考虑，正确的顺序是　　；

（2）上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是　　；

（3）依据表中数据作出了下列图象，其中正确的是　　；

（4）要完成本次实验，电源最多只能将　　节干电池串联。