初中物理探究电流与电压、电阻的关系实验实验题

实验探究

（1）探究电流与电压和电阻的关系

器材与电路	①实验器材：阻值为 $5\Omega$、 $10\Omega$、 $15\Omega$的定值 电阻各一个， $20\Omega 2A$的滑动变阻器，电流表电路电压表、开关各一个，干电池三节，导线若干。 请设计电路，并在方框中画出实验电路图。
过程与结论	②探究电流与电压的关系 实验数据如表，分析得出结论：在电阻一定时，　               　。 次数 1 2 3 4 电压 $U/V$ 1.6 2.0 2.5 3.0 电流 $I/A$ 0.16 0.20 0.25 0.30
③探究电流与电阻的关系 如果用三节干电池做电源，将 $5\Omega$的电阻接入电路中，调节滑动变阻器，使电压表示数为 $1.8V$，读出电流表示数；分别更换 $10\Omega$、 $15\Omega$的电阻重复实验，需要控制电阻两端电压　       　。实验中发现，当接入 $15\Omega$的电阻时，调节滑动变阻器无法使电压表示数 $1.8V$．下列给出解决方案的是　        　（只有一个选项正确，填写对应字母） $a$．换用最大阻值较小的变阻器 $b$。降低电源电压 $c$。减小需要控制的电压值

（2）测量小灯泡的电功率

电路与步骤	①测量额定电压为 $2.5V$小灯泡电功率的电路如图甲，请连接完整。 ②实验步骤如下： $a$．调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压与等于额定电压， 观察小灯泡的亮度，这时它的实际功率等于它的　         　； $b$．调节滑片，使小灯泡两端的电压低于额定电压，观察小灯泡的亮度，测量它的实际功率； $c$．调节滑片，使小灯泡两端电压为 $3.0V$，电流表表盘示数如图乙，算出它的实际功率是　       　。
表格	③请根据上述实验步骤，设计出数据记录表格。

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。

在“探究电流与电阻关系”的实验中，小明依次选用阻值为 $5\Omega$、 $10\Omega$、 $20\Omega$的定值电阻进行实验。

（1）图甲是实验的实物连线图，其中有一条导线连接错误，请在该导线上打“ $\times$”并画出正确连线。

（2）改正错误后闭合开关，电流表有示数而电压表无示数，电路故障可能是　        　。

（3）排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片至某一位置，电流表的示数如图乙所示，此时电路中的电流为　     　 $A$。

（4）断开开关，将 $5\Omega$的定值电阻换成 $10\Omega$的并闭合开关，此时应将滑动变阻器的滑片向　    　（选填“左”或“右”）端移动，这一过程中眼睛要一直观察　      　表示数的变化。

（5）下表是实验中记录的数据，分析数据可知：

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

① $10\Omega$定值电阻的功率为　      　 $W$。

②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　    　比。

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。

小桃在做"探究电流与电阻的关系"实验时，连接实物电路如图，电源电压为3V。

数据序号	1	2	3	4	5	6
电流 I/A	0.40	0.19	0.13	0.14	0.08	0.07
电阻 R/Ω	5	10	15	20	25	30

（1）连接实物电路前，开关应 　 　；电路连接前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的 　 　端（填"A"或"B"）；电路中滑动变阻器起到了保护电路元件安全和 　 　的作用。

（2）闭合开关后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数几乎为零，电压表示数约为3V，小桃猜想这可能是由电路中的元件 　 　（填元件的字母代号）发生 　 　故障引起的。

（3）故障排除后，小桃得到的实验数据如图所示，这些数据中有一组是明显错误的，跟其他数据的规律完全不同，可能是读取这组数据时粗心所引起的，分析时需要把它剔除。错误数据是第 　 　组。（填数据序号）

（4）剔除错误数据后，小桃得到的结论是：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成 　 　比。

（5）小桃和其他组的小田交流发现，两组同学收集数据的方案不同：

小桃的方案：收集电压为3V时，电流与电阻的关系的几组数据，比较电流与电阻的关系。

小田的方案：收集电压分别为1V、2V、3V的三个小组电流与电阻的关系的多组数据，比较电流与电阻的关系。

你认为 　 　的方案更合理。

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。

探究“电流与电压和电阻的关系”：

实验电路	（1）请根据图（甲）中电路图，用笔画线代替导线将实物图（乙）连接完整，使滑动变阻器的滑片 $P$向右移动时，接入电路的电阻变大。
实验步骤	（2）探究“电流与电压的关系”时，某小组在 $\mathit{ab}$间接入电阻 $R_1$，移动滑片 $P$，将测量数据记录在表一中，当电压表示数为 $2.0V$时，对应的电流值如图（丙）所示，为　        　 $A$．另一小组使用其它阻值的电阻 $R_2$，测量数据如表二所示，根据两组数据描绘出相应的 $I-U$图象。 表一 $\left(R_1\right)$ $U/V$ 1.0 2.0 3.0 $I/V$ 0.20 0.60 表二 $\left(R_2\right)$ $U/V$ 0.8 1.6 2.6 $I/V$ 0.08 0.16 0.26
实验结论	（3）根据描绘出的 $I$一 $U$图象可以得出结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成　     　；其中图线　     　表示的是 $R_1$的 $I-U$图象。
问题讨论	（4）探究“电流与电压的关系”时，进行了多组数据的测量，其目的是为了　 　（填字母序号）。 $A$．寻找普遍规律      $B$．取平均值减小误差 （5）某同学继续探究“电流与电阻的关系”时，先测出了 $5\Omega$电阻在 $2.0V$电压下的电流，然后断开开关，将 $5\Omega$电阻换成 $10\Omega$电阻，闭合开关，直接读出电流值，这种做法　   　（选填“正确”或“错误”），理由是　               　。

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 $R_x=$　       　。

如图甲所示是"探究电压一定时，电流跟电阻关系"的实验电路图，已知电源电压恒为4V，滑动变阻器（30Ω 1A）以及符合实验要求的电表，开关和导线。

（1）实验中小明同学多次改变R的阻值，记下对应电流表的示数，得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图象，由图象可以得出结论：当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 　 　比。

（2）由图乙可知，小明探究时，控制电阻两端电压 　 　V不变。

（3）如果小明同学连好电路后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现电流表有示数，电压表无示数，则该故障可能是由R 　 　（选填"短路"或"断路"）造成的。

（4）小明为了能够完成上述实验，更换的电阻R的阻值不能超过 　 　Ω。

（5）上述实验结束后，小明又设计了如图丙所示的电路，只用电压表来测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，已知滑动变阻器的最大阻值为10Ω，其测量过程如下：

①闭合开关S、S ₂，断开S ₁，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为4V；

②闭合S、S ₁，断开S ₂，移动滑动变阻器使电压表读数为 　 　V时，小灯泡正常发光；

③闭合S、S ₂，断开S ₁，保持滑动变阻器的滑片与②步的位置相同，此时电压表示数为2V；

④根据上述测量，可知小灯泡的额定功率P＝ 　 　W。

在“探究电流与电压的关系”的实验中，小明设计了如图甲所示的电路图。

（1）小明探究通过定值电阻的电流与其两端电压的关系。①在连接实验电路时，开关应　        　；

②实验过程中，小明调节滑动变阻器使电压表的示数为 $1V$，记录此时电流表的示数；接着他向　       　（选填“ $A$”或“ $B$”）端移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数增大为 $2V$，记录此时电流表的示数；继续移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 $3V$，记录此时电流表的示数。小明分析所测数据，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正比：

③此实验中多次测量的目的与下面的　      　（选填“ $A$”或“ $B$”）实验中多次测量的目的相同。

$A$．探究串联电路的电压规律

$B$．测量定值电阻的阻值

（2）如图乙所示，小明将定值电阻换成额定电压为 $2.5V$的小灯泡，探究通过小灯泡的电流与其两端电压的关系。

①小明闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡发光，但是电压表的示数始终为 $0V$．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）；

②更换导线后，小明完成了三次实验测量，并把数据填写在表格中。其中第一次测量时，电流表的示数如图丙所示，此时的电流为　        　 $A$；

次数	电压 $U/V$	电流 $I/A$
1	1.5
2	2.0	0.28
3	2.5	0.30

③又进行了几次实验后，小明根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的 $I-U$图象应与图丁中图象　          　（选填“ $a$”或“ $b$” $)$相似。

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。

如图1是"探究电流与电压、电阻关系"的实验电路图。

（1）在"探究电流与电阻"关系时：

①连接好电路，发现电流表没有示数；移动滑动变阻器滑片，电压表示数始终接近电源电压，造成这一现象的可能原因是 　　。

$A$ ．电流表坏了    $B$ ．电阻 $R$ 处开路

$C$ ．电阻 $R$ 短路    $D$ ．滑动变阻器短路

②排出电路故障后进行实验，需改变电阻 $R$ 的阻值，并保持其两端电压不变，当把 $R$ 的阻值由 $5\Omega$ 换成 $10\Omega$ 时，滑动变阻器的滑片应向 　　（填"左"或"右" $)$ 移动，才能使电阻 $R$ 两端的电压保持不变。

（2）在"探究电流与电压"关系时：若电路连接后，其电路图如图2所示，则用电压表、电流表测得多组数据绘出的电流随电压的变化图象是图3中的 　　

用图甲所示的电路探究"电流与电阻的关系"，电源电压 $15V$ 保持不变，滑动变阻器的规格是" $50\Omega 2A$ "，阻值为 $10\Omega$ 、 $20\Omega$ 、 $30\Omega$ 、 $40\Omega$ 、 $50\Omega$ 的定值电阻各1个，电流表量程 $0~0.6A$ 、 $0~3A$ ，电压表量程 $0~3V$ 、 $0~15V$ 。

（1）根据图甲将图乙所示的实物图连接完整，电压表量程选择应满足能测量5组数据。

（2）小明将 $10\Omega$ 的电阻接入电路中，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片，记录对应的几组电表示数。此过程小明实际探究的问题是 　 　，其中自变量是 　　。

（3）要完成预定实验探究任务，滑动变阻器除了保护电路外，另有一个重要作用是 　　。

（4）如表为另一同学提交的实验数据，林老师指出有的数据不符合实际，你认为不符合实际的是实验次序 　　的数据，理由是 　　。

实验次序	$R/\Omega$	$I/A$
1	10	0.59
2	20	0.30
3	30	0.20
4	40	0.15
5	50	0.12