初中物理探究电流与电压、电阻的关系实验实验题

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。

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　　。

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　　。

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” $)$。

小月和小亮在探究“欧姆定律”的实验，用电阻箱代替定值电阻，电路如图甲所示，已知电源电压恒为 $6V$，电阻箱 $R_1$规格为“ $0~999.9\Omega$”，滑动变阻器 $R_2$的规格为“ $50\Omega 1A$”。

（1）小月在探究电流与电阻关系时，分别将 $R_1$调到 $5\Omega$、 $10\Omega$、 $15\Omega$和 $20\Omega$接入电路，调节 $R_2$使电压表示数均为 $2.5V$，记下对应电流值，依据数据作出 $I-R$图象，如图乙所示，根据实验目的分析图象可得出结论　                                        　。

（2）小月继续探究电流与电压关系，调节 $R_1$和 $R_2$的阻值，获取了第一组数据，电压表示数如图丙所示，该电压为　      　 $V$．接着他保持 $R_2$的滑片位置不动，调节 $R_1$的阻值，又测得三组数据，如表所示，他分析实验数据后发现通过 $R_1$的电流与其两端电压不成正比，请指出实验中存在的问题　                    　。

试验次数	电压 $U/V$	电流 $I/A$
1		0.3
2	4.0	0.20
3	4.5	0.15
4	5.0	0.10

（3）正在他准备重新实验时，小亮巧妙处理了实验数据，做出了某个元件的 $I-U$图象，顺利得出了正确结论，请你帮他们在图丁中画出该图象。

（4）与两实验中使用电阻箱实现多次测量的目的相同的是　       　。

$A$．测量定值电阻的阻值

$B$．探究平面镜成像的特点

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　　 $\Omega$。

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）

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　　                           。

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）。

某实验小组探究电流与电压的关系。实验中电源电压恒为3V，定值电阻R为5Ω，实验电路图如图甲所示。

实验序号	1	2	3
U/V	0.5	1.0	2.0
I/A	0.1	0.2	0.4

（1）请根据电路图，用笔画线表示导线，连接图乙所示的实物电路（要求导线不能交叉）；

（2）连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑片，电压表的示数约为3V保持不变，电流表的示数几乎为零，则电路的故障可能是 　         　（选填"定值电阻R短路""定值电阻R断路"或"滑动变阻器断路"）；

（3）排除故障后，将多次实验测得的数据记录在表格中，请根据表格中的数据，在图丙的坐标图中画出定值电阻R的I﹣U图像；

（4）分析图像可知，电阻一定时，电流与电压成 　         　比。

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　　 $\Omega$。