第16讲 欧姆定律
第1课时 探究电流与电压、电阻的关系
命题点 探究电流与电压、电阻的关系(8年1考)
(2014·河北)探究“电流与电阻的关系”．器材有：滑动变阻器、开关、电源(电压恒为6 V)各一个，电流表、电压表各一块，三个定值电阻(10 Ω、15 Ω、20 Ω)，导线若干．
(1)图1是小明连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线．
解：
(2)电路连接正确后，闭合开关前，滑片应置于__A__(填“A”或“B”)端．
(3)闭合开关后，移动滑片，使与电阻(20 Ω)并联的电压表示数为4 V，读出电流表示数，再分别改接15 Ω、10 Ω的电阻，重复上述实验，收集的实验数据如表1所示．老师告诉小明有一组数据误差较大，便找来一个5 Ω的电阻让他再测一组数据．当他把5 Ω的电阻接入电路时，要使电压表示数仍为4 V，实验不能继续进行，其原因是__电流超过了所选量程__．改变连接后，当电压表示数仍为4 V时，电流表示数为__0.8__A(如图2所示)．
综合分析数据可得：电压一定时，__导体中的电流跟导体的电阻成反比__．
表1 电压U/V 电阻R/Ω 电流I/A 4 20 0.20 15 0.28 10 0.40 【拓展】小明又利用上述实验器材探究“电流与电压的关系”，将滑片从一端移到另一端的过程中，把收集的实验数据填入了表2中．
表2
电阻R/Ω 电压U/V 电流I/A 10 2 3 4 5 6 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 (1)分析表2中数据可得：电阻一定时，__导体中的电流跟导体两端的电压成正比__． (2)分析可知，小明使用的变阻器的最大阻值为__20__Ω.
实验突破 探究电流与电压、电阻的关系
(2018·临沂)在“探究电流与电压的关系”实验中：
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(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)．
解：
(2)正确连接好电路后，闭合开关，发现电压表示数为2.8 V，电流表无示数，滑动变阻器滑片P，两表示数均无变化，则故障原因是__电阻断路__．
(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图乙所示，此时通过电阻的电流为__0.12__A．若要增大电阻两端的电压，应将滑片P向__B__(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__电阻一定时，导体中的电流与其两端的电压成正比__；本实验所用电阻的阻值为__5__Ω.
【评估】小明想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系．
①小红认为他的实验方案不可行，理由是__灯丝的电阻随温度的变化较明显__．
②经小红提醒，小明也认为仅通过对一个电阻探究得出的结论是不可靠的，为了避免偶然性，小明同学接下来的操作是__更换不同阻值的电阻，重复实验__．
(2018·石家庄裕华区一模)如下图所示，现有下列器材：学生电源(电压6 V)，电流表、电压表、定
值电阻(5 Ω、10 Ω、20 Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干，利用这些器材探究“电流与电阻的关系”．
(1)请根据图1所示的电路图用笔画线代替导线将图2所示的实物连接成完整电路．
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解：
(2)正确连接好电路开始实验，当闭合开关后，发现两电表示数都很小，出现这一现象的原因可能是__滑动变阻器连入电路中的阻值太大__．
(3)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3所示的电流I随电阻R变化的图象．由图象可以得出结论：__电压一定时，导体中的电流与电阻成反比__．
(4)将10 Ω电阻换成20 Ω电阻，闭合开关，当滑动变阻器的滑片移动到最左端时，电压表的示数如图4所示，下列解决方案中最方便合理的是__D__．(选填序号)
A．换电压更高的电源
B．换用最大阻值更大的滑动变阻器 C．换更大量程的电压表
D．将滑动变阻器的滑片向右移动 【拓展】
①为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器：__A__．(选填序号) A．50 Ω 1.0 A B．50 Ω 0.2 A C．30 Ω 2.0 A
②若电源电压可调，选择上述合适的变阻器后，为完成上述三次实验，则电源电压选取的范围是__2～7__V__．
(5)小红想探究“电阻不变时，电流与电压的关系”，她按图1正确连接电路后，调节滑动变阻器的阻值至最大并闭合开关，发现两电表示数均为零，则电路故障可能为__D__．
A．R短路 B．R断路
C．滑动变阻器短路 D．滑动变阻器断路
(6)排除故障后，她调节滑动变阻器的阻值，进行了实验，两电表的示数如图5甲、乙所示，则对应的电压、电流值分别为__1__V、__0.1__A.
(7)小红接下来继续调节滑动变阻器又测了几组数据如下表． 实验次数 1 2 3 ①请你帮小红在图6中画出R1的I－U图象； 电压U/V 1.5 2.0 2.5 电流I/A 0.15 0.20 0.25 3
解：
②根据图象得出的结论是__在电阻不变时，通过导体的电流跟电压成正比__．
【评估】小明猜想：通过导体的电流可能与其两端的电压成正比，为此，他利用电阻箱代替定值电阻设计了如图7所示的电路．他按图7所示的电路图连接实物电路，当他连接完最后一根导线后电流表指针就有了较小的偏转，他接下来移动R2的滑片到某一位置后就保持滑片的位置不动，调节R1的阻值，又测得了三组数据，如表．他分析实验数据后发现，通过R1的电流与其两端的电压不成正比，请帮忙指出他在操作中存在的问题：
图7
实验次数 电压U/V 电流I/A 1 4.0 0.20 2 4.5 0.15 3 5.0 0.10
(1)__连接电路时开关未断开__．
(2)__改变了R1的阻值(或未保持R1的阻值不变)__．
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