中考物理高頻考點詳解：探究電流與電壓關系

中考物理高頻考點詳解：探究電流

與電壓關系

實驗四：探究電流與電壓的關系

【實驗目的】電流與電壓有什么關系

【猜想與假設】電流與電壓成正比。

【設計實驗】因電流與電壓、電阻均有關系，我們要研究電流與電壓的關系，應該采用控制變量法。即

保持電阻不變，改變電阻兩端的電壓，研究電流與電壓的關系。

【實驗器材】電流表、電壓表、定值電阻（2個）滑動變阻器、電源開關、導線。

【實驗電流】如圖。

(YH

【實驗內容】（1）按圖連好電路，注意連接時開關要斷開，開關閉合之前要把滑動變阻器調到阻值最大處,

實物圖如下所示。

(2)保持電阻Rl=5

不變，檢查電路后閉合開關，調節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數分別為IV.2V、3V,并讀出電流表相應

的數值、填表。

R1=5Q

次數電壓U/V電流I/A

110.2

220.4

330.6

改變電阻，使R2=10

不變，調節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數分別為IV、2V,3V,并讀出電流表相應的數值、填表。

R2=10C

次數電壓U/V電流I/A

110.1

220.2

330.3

(3)根據數據畫出I-U圖像。

乙uU/V

(4)得出結論：在電阻不變時，通過導體的電流和導體兩端的電壓成正比。

要點詮釋：

L任1可電學實驗，在閉合開關之前，滑動變阻器應調節(jié)到阻值最大處，這樣可以保護電路.

2.本實驗中滑動變阻器的作用有兩點：①保護電路；②改變定值電阻兩端的電壓

3.如果只憑一組數據，就得出電流與電壓成正比的結論，缺乏普遍性，所以本實驗用不同阻值的電阻，重

復實驗操作，這樣得出的數據更具普遍性。

4.要會根據I-U圖，判斷電阻值的大小。

▲I/A

如圖，通過相同的電流時，UB>UA,所以RB>RA.

【考向點撥】

1.探究方法：控制變量法；

2.探究電流與電壓關系時：控制電阻不變；

3.連接電路前應注意哪些問題：斷開開關、變阻器處于最大位置、電流表和電壓表選擇合適量程、注意正

負接線柱不能接反；

4.探究電流與電壓關系時，變阻器的作用：改變導體兩端電壓；保護電路；

5.完善表格，填入正確值：根據實驗規(guī)律和給出數據，填入正確值；

6.多次測量目的：尋找規(guī)律；

7.補充實驗電路：按元件順序觀察缺少部分，然后進行連接，注意不能交叉；

8.電路連接改錯：電流要從電流表、電壓表正極入、負極出，量程選擇要預估，元件連接要符合要求，電

流表要串聯在電路中，電壓表要與被測元件并聯，變阻器要一上一下接入電路；

9.連接電路時：開關應處于斷開狀態(tài)；變阻器應置于阻值最大位置；

10.在電阻一定時，導體電流與導體兩端電壓的關系：電流與電壓成正比。

【典例1](2021?廣東深圳?中考真題)某小組進行電學實驗探究。

(-)某同學探究"電流與電壓”的關系，他用了3個干電池，一個定值電阻、一個滑動變阻器(20。，

1A),一個電壓表，一個電流表,導線若干。

(1)請補充實物圖；

(2)若電壓表無示數，電流表有示數，此時原因可能是(選填"R斷路"或"R短路");

(3)他用此電路做了若干組實驗，以下第____組實驗數據有誤；

①②③④

I0.10.20.30.4

U1234

（4）根據此表格可知:電阻一定時，電流與電壓成（選填"正比"或"反比"）.

（二）某同學探究"電流與電阻”的關系，他有5Q、10Q.15Q,20。、25。的電阻，一個電壓表，一個

電流表和導線若干，多次實驗后得到電流與電阻的關系如圖所示。

（1）電阻兩端的電壓為V;

（2）滑動變阻器的最大功率為W.

【答案】如圖；R短路；①；正比;2.5;1.

【解析】（一）（1）[1]探究"電流與電壓”的關系時，控制定值電阻不變，電壓表并聯在定值電阻兩端,

電路如下

(2)⑵電流表有示數，說明不是斷路，電壓表無示數，說明與電壓表并聯的電阻短路。

(3)［3］根據歐姆定律，在第1次實驗中，電阻為

由電阻的串聯的規(guī)律和歐姆定徵口道，此時電路中的最小電流為

故第1組數據是有誤的.

(4)［4］由表中數據，電壓表電流之比為10Q,為一定值，可以得出結論：在電阻一定的情況下，通過導

體的電流和導體兩端的電壓成正比。

(二)(1)⑸根據題意知道，探究"電流與電阻”的關系時，電壓表測量的是電阻兩端的電壓，由電流I

隨電阻R變化的圖象知道，電流I與電阻R之積U=IR=0.5Ax5Q=0.1Ax25Q=2.5V

為一定值，即說明電阻兩端的電壓是2.5V。

(2)⑹由于探究"電流與電阻”的關系時，需要保持電阻兩端的電壓不變，所以，由［5］知道，實驗過程

中滑動變阻器兩端的電壓是

根據題意知道，他使用5Q的電阻是電路的電流最大，

由

知道，滑動變阻器的最大功率為

【典例2】(2021?遼寧遼寧?中考真題)小彤在“探究電流與電壓的關系"實驗中，所選擇的實驗器材有：

電壓恒為3V的電源，定值電阻，規(guī)格為"30Q0.5A”的滑動變阻器R0,電流表、電壓表各1個、開關、

導線若干.

(1)小彤連接的電路如圖甲所示，有一根導線連接有誤。請在錯誤的導線上打"x",并用筆畫線代替導

線將電路連接正確；

(2)改正錯誤后，閉合開關，發(fā)現電流表無示數，電壓表示數接近電源電壓，產生這種現象的原因可能是

定值電阻(填"短路"或"斷路")；

(3)故障排除后，閉合開關，將滑動變阻器的滑片從正確的位置向端調節(jié)，當電壓表示數為2V時，

電流表示數如圖乙所示，為A;

(4)繼續(xù)調節(jié)滑動變阻器的滑片，觀察每次電壓、電流值，記錄在下表中：

次數123

電壓U/V22.63

電流I/A/0.260.3

根據表格中的數據可得到的結論是：電阻一定時，電流與電壓成比；

(5)根據所選器材的規(guī)格可知，定值電阻兩端可加的最小電壓為V,此時定值電阻與滑動變阻器的

功率之比為；

(6)完成上述實驗后，小彤重新選擇器材，設計了如圖丙所示的電路測量額定電流為0.3A的小燈泡的額

定功率，已知電源電壓為4.5V,請將以下操作補充完整：

①閉合開關s,SO接觸點2,調節(jié)滑動變阻器R1的滑片，使電流表示數為A，小燈泡正常發(fā)光；

②保持滑動變阻器R1的滑片不動，用SO試觸觸點1,發(fā)現電流表超過量程，立即將SO接回到觸點2,

斷開S,將另一個滑動變阻器R2以最大值接入M點；

③閉合S,SO接觸點3,調節(jié)滑動變阻器R2的滑片，使燈泡再次正常發(fā)光；

④保持滑動變阻器R2的滑片不動，將SO接觸點（填"1"、"2"或"3"）,此時電流表示數為

0.45A。小燈泡的額定功率為P額=W.

【答案】如圖；斷路；右；0.2;正；0.75;1:3;0.3;1;0.9.

【解析】（1）口］由圖甲知，電壓表與定值電阻串聯，且定值電阻處于短路狀態(tài)，正確的探究電路中，電

壓表應并在定值電阻兩端，定值電阻與滑動變阻器應串聯在電路中，電流表測電路中的電流，所以正確的

電路連接如下：

或

(2)[2]正確連接電路后，閉合開關，電流表無示數則電路中出現了斷路現象，而電壓表的示數接近電源

電壓，說明電壓表與電源是接通的，那么是定值電阻出現了斷路。

(3)[3]在閉合開關前，變阻器的滑片應置于阻值最大處，即最左端，所以在開始實驗時，應將滑片向右

移動。

[4]由圖乙知，電流表的量程為0~0.6A,對應的分度值為這002A,示數為0.2A。

(4)⑸分析表格數據知，每組對應的電壓與電流的比值一定，所以在電阻一定時，電流與電壓成正比。

(5)⑹⑺由表格數據知，電壓與電流的比值為10,即定值電阻的阻值為10Q,據串聯電路的分壓特點

知，當變阻器接入電路的阻值最大時，定值電阻兩端的電壓最小，此時電路中的最大電阻為

R總=R滑+口=30。+10。=400

那么10C:40C=U:3V

解得，定值電阻兩端的最小電壓U=0.75V

此時，變阻器兩端的電壓U滑=U總-U=3V-0.75V=2.25V

據P=UI知，定值電阻與滑動變阻器的功率之比P:P滑=吐11滑=0.75V:2.25V=l:3

(6)[8]由題意知，小燈泡的額定電流為0.3A,由圖示知，閉合S、SO接觸點2時，電路是串聯電路，要

使小燈泡正常發(fā)光，應調節(jié)滑片讓電路的電流為0.3A。

[9][10]在M點接上滑動變阻器R2后，閉合S.S0接觸點3時，滑動變阻器R2與小燈泡串聯在電路，移

動滑片，讓小燈泡正常發(fā)光，即電路中的電流為0.3A,那么此時變阻器R2接入電路的阻值與R1接入電

路的阻值相等，設都為R.

保持變阻器R

2的滑片不動，將S0接觸點1,此時兩個變阻器串聯在電路中，小燈泡被短路，電路中的電流為0.45A,

那么

所以R=5C

那么閉合S、S0接觸點3時，R2兩端的電壓U2=I額R=O.3Ax5Q=1.5V

小燈泡兩端的電壓U額=U'-U2=4.5V-1.5V=3V

小燈泡的額定功率P額=U額I額=3VxO.3A=0.9W。

1.在"探究電流與電壓關系”的實驗中，圖甲是某實驗小組設計的電路，電源電壓3V保持不變。

(1)請用筆畫線代替導線，在圖甲中完成電路連接，要求滑片P向B端滑動時，電流表的示數變??；

(2)連接電路時，開關應該。閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應置于_____(選填"A"或"B")

端；

(3)檢查無誤后，閉合開關發(fā)現電流表幾乎無示數，電壓表示數接近3VO移動滑片P,兩電表示數均無

變化，則電路故障可能是；

(4》非除故障后移動滑片P到某一位置時電流表示數如圖乙所示此時通過定值電阻R的電流為A;

(5)實驗中測得五組數據，并繪制出定值電阻R的I-U圖像如圖丙所示。由圖像可得：

①實驗中所用定值電阻R的阻值為Q;

②實驗結論：;

(6)結合所測數據分析，本實驗所用滑動變阻器的最大阻值應不小于Q.

【答案】如圖；斷開；B;定值電阻；R開路；0.30;5;保持電阻不變，導體中的電流與導體兩端電壓成

正比；25.

【解析】(1)滑片P向B端滑動時，電流表的示數變小，滑動變阻器接入電路電阻變大，下端接線柱應

接C點，如下圖所示：

(2)連接電路時，開關應該處于斷開狀態(tài)，閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應置于限值最大處，即B

麻■XULI。

(3)閉合開關發(fā)現電流表幾乎無示數，說明電路是開路；電壓表示數接近3V,測電源電壓，移動滑片P,

兩電表示數均無變化，則電路故障可能是定值電阻R開路。

(4)圖乙中，電流表量程為0~0.6A,分度值為0.02A,示數為0.30A.

(5)定值電阻R的阻值為

由圖丙圖像可得出：保持電阻不變，導體中的電流與導體兩端電壓成正比。

(6)當電路中電流最小時總電阻最大，為

勺得=^=3。。

此時滑動變阻器接入電路中的電阻為

R'=R-R=30Q-5Q=25Q

故本實驗所用滑動變阻器的最大阻值應不小于25Q。

2.用如圖甲所示的電路探究電流與電壓關系。

(1)請你用筆畫線代替導線，將圖甲中的電路連接完整_____。(要求滑片向左滑動時，變阻器連入電路

的電阻變大，且導線不能交叉)

(2)實驗時，閉合開關，將滑片移動到某位置，記下電壓表和電流表的示數。接下來的操作是____。(填

字母)

A.換用另一個定值電阻，將滑片移動到某位置,記下電壓表和電流表的示數

B.將滑片移動到另外幾個位置，分別記下電壓表和電流表的示數

(3)小明根據實驗數據畫出

I-U

圖象，如圖乙所示。分析可知，通過定值電阻的電流與其兩端的電壓成^

(4)小明同學還想測量小燈泡的電功率，于是他將上面實驗中的定值電阻換成額定電壓為2.5V的小燈

泡。正確連接電路后，閉合開關，發(fā)現小燈泡不亮，電流表無示數，電壓表示數接近電源電壓，出現這種

故障的原因是。

(5)排除故障后，小明調節(jié)滑片，使小燈泡正