专项五 电流与电压和电阻关系、电阻测量（解析版）

专项五电流与电压和电阻关系、电阻测量（解析版）考点一：电流与电压和电阻关系一、2021年真题1．（2021·广东深圳市）某小组进行电学实验探究。（一）某同学探究“电流与电压”的关系，他用了3个干电池，一个定值电阻、一个滑动变阻器（20Ω，1A），一个电压表，一个电流表，导线若干。（1）请补充实物图；______（2）若电压表无示数，电流表有示数，此时原因可能是______（选填“R断路”或“R短路”）；（3）他用此电路做了若干组实验，以下第______组实验数据有误；①②③④I0.10.20.30.4U1234（4）根据此表格可知:电阻一定时，电流与电压成______（选填“正比”或“反比”）。（二）某同学探究“电流与电阻”的关系，他有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻，一个电压表，一个电流表和导线若干，多次实验后得到电流与电阻的关系如图所示。（1）电阻两端的电压为_______V；（2）滑动变阻器的最大功率为_______W。【答案】如图；R短路；①；正比；2.5；1。【解析】（一）（1）[1]探究“电流与电压”的关系时，控制定值电阻不变，电压表并联在定值电阻两端，电路如下（2）[2]电流表有示数，说明不是断路，电压表无示数，说明与电压表并联的电阻短路。（3）[3]根据欧姆定律，在第1次实验中，电阻为1111.0V100.1AURI由电阻的串联的规律和欧姆定律知道，此时电路中的最小电流为4.5V=0.15A0.1A10Ω+20UIRR小滑故第1组数据是有误的。（4）[4]由表中数据，电压表电流之比为10Ω，为一定值，可以得出结论：在电阻一定的情况下，通过导体的电流和导体两端的电压成正比。（二）（1）[5]根据题意知道，探究“电流与电阻”的关系时，电压表测量的是电阻两端的电压，由电流I随电阻R变化的图象知道，电流I与电阻R之积U=IR=0.5A×5Ω=0.1A×25Ω=2.5V为一定值，即说明电阻两端的电压是2.5V。（2）[6]由于探究“电流与电阻”的关系时，需要保持电阻两端的电压不变，所以，由[5]知道，实验过程中滑动变阻器两端的电压是4.5V-2.5V=2VUUU滑电源根据题意知道，他使用5Ω的电阻是电路的电流最大，2.5V=0.5A5ΩUIR大由PUI知道，滑动变阻器的最大功率为2V0.5A1WPUI大大。2．（2021·湖南张家界市）小丽在探究“电路中电流与电阻的关系”时，可供使用的实验器材有：电源（电压恒为6V）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个、阻值不同的定值电阻四个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），导线若干。（1）请用笔画线代替导线将甲图的实物图补充完整，要求滑动变阻器滑片P向c端滑动时接入电路中的阻值变小；______（2）当闭合开关试触时，发现电流表指针摆动出现了图乙所示情况，存在的问题是：______；（3）将5Ω的电阻接入a、b间，闭合开关后，移动滑片Р使电压表示数为U0，记录相应的电流值；然后将5Ω的电阻换成10Ω、15Ω的电阻接入a、b间，闭合开关后，滑片Р应向______（选填“c”或“d”）端移动，直至电压表示数也为U0，记下相应的电流值；（4）小丽在换用20Ω电阻做实验时，发现电阻已经损坏，她灵机一动，利用现有的几个电阻解诀了这个问题。请你写出小丽的做法：______；（5）小丽完成上述操作后又选了一个2Ω的电阻进行实验，结果发现实验不能正常进行，为完成此实验，电路需要做出调整的是______；（6）小丽根据实验数据得出I﹣R变化的图像，如图丙所示：则小丽实验时U0＝______V，实验的小丽所用的滑动变阻器其最大阻值不能小于______Ω；（7）小丽在得出I﹣R图像之后，又画出了如图丁所示的I﹣1R图像，得出结论，电流与电阻成反比。请对此做出评价______。【答案】如图；电流表的正负接线柱接反了；d；将5Ω和15Ω串联；电流表改接大量程；2.4；15；更形象，更进一步描述电流与电阻的反比关系。【解析】（1）[1]滑动变阻器串联，且一上一下，滑动变阻器滑片P向c端滑动时接入电路中的阻值变小，故滑动变阻器的接在c接线柱，故用一根导线一端与c和b两端相连。（2）[2]电流表指针反偏，只能说明电流表的正负接线柱接反了。（3）[3]探究电流与电阻的关系，需要控制定值电阻两端的电压相同，当换成大电阻后，根据串联分压，电阻变大，电压表的示数变大，那么滑动变阻器需要分担更多的电压，那么滑动变阻器的所接入的阻值变大，故需要将滑片向d端移动。（4）[4]将5Ω和15Ω串联，即可等效于20Ω的电阻。（5）[5]一个2Ω的电阻时，电阻太小，定制电阻为2Ω，定值电阻的电压为2.4V，则电流为1.2A，电流过大，需要更换大量程。（6）[6][7]根据图丙可知，当电阻为10Ω时，电流为0.24A，那么电压为2.4V；定值电阻分担的电压为3.6V，电压之比为2：3，即为电阻之比，故实验的小丽所用的滑动变阻器其最大阻值不能小于15Ω。（7）[8]更形象，更进一步描述电流与电阻的反比关系。3．（2021·吉林中考真题）在探究电流与电阻关系的实验中，所用实验器材均完好，如图所示，电源电压为6V不变，定值电阻分别为10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，滑动变阻器规格为“20Ω1A”。（1）实验前，发现电流表的指针位置如图甲所示，原因是电流表___________。（2）如图乙所示，导线a应与滑动变阻器的___________接线柱相连。（3）电路连接完成后，分别用10Ω、15Ω、20Ω的电阻进行实验，正确操作，记录的数据如下表所示，则实验中控制电压表的示数为___________V不变。当使用30Ω的电阻做实验时，无论怎样调节滑动变阻器的滑片都无法使电压表的示数与前三次相同，为了继续完成第四次实验，如果只能更换电源，则电源电压应不高于___________V。实验次数1234/ΩR10152030/AI0.30.20.15（4）分析实验数据得出结论：在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成___________。【答案】没调零；C或D；3；5；反比。【解析】（1）[1]实验前，电流表有示数，即指针没有在零刻度，原因是电流表指针没调零。（2）[2]变阻器应一上一下接，所以a接C或D。（3）[3]取第1组数据，电压为U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V则实验中控制电压表的示数为3V。[4]30Ω电阻分压为3V，所以电流为23V0.1A30ΩUIR变阻器取最大20Ω，变阻器分压U3=IRP=0.1A×20Ω=2V电源电压最大为U4=3V+2V=5V（4）[5]由表格，在电压一定时，电流和电阻乘积为定值，故可得在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。4．（2021·四川攀枝花市）物理组小组做“探究小灯泡的电流与电压的关系”实验，电源电压为3V。序号电压/V电流/A11.000.1722.000.2530.2843.000.30（1）他们连接的实物电路如图甲所示。（2）闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，而电压表示数接近3V。取下灯泡，两表的示数仍然不变，出现故障的原因可能是______。（3）障排除后，当滑动变阻器的滑片P在如图甲所示的位置时，小灯泡亮度较亮，要让小灯泡亮度减小，应把滑片P向______（选填“左”或“右”）适当移动。（4）他们测出的小灯泡电流I与电压U变化的情况如上表所示，第3次实验时，电压表的示数如图乙所示，则小灯泡的电压为______V；功率为______W。（5）他们根据上表数据想测出小灯泡的电阻。为了减小误差，他们把四次测量所得电阻的平均值作为小灯泡的电阻值。你认为他们的做法是______（选填“正确”或“错误”）的，理由是______。【答案】小灯泡断路；右；2.5；0.7；错误；小灯泡电阻受温度影响发生了改变。【解析】（2）[1]当灯泡断路时，电压表和电流表串联时，因为电压表的电阻很大，所以电路中的电流很小，几乎忽略不计，电流表示数为0，电压表测的是电源电压示数为3V，当去掉小灯泡时，两个电表示数不变，符合题意，因此故障是小灯泡断路。（3）[2]小灯泡较暗是因为滑动变阻器的滑片在阻值最大处，电路电阻很大，所以要想增大小灯泡的亮度应该向右移动滑片减小电阻。（4）[3]由图可知，电压表选择的量程是0到3V的量程，分度值是0.1V，读数为2.5V。[4]小灯泡的功率为2.5V0.28A0.7WPUI（5）[5][6]小灯泡的电阻受温度影响很大，实验过程中小灯泡的电阻会发生改变，所以不能把四次测量所得电阻的平均值作为小灯泡的电阻值。5．（2021·江苏扬州市）在“探究电流和电阻的关系”实验中，器材有：电源（6V），电阻箱（0-9999Ω），滑动变阻器（200Ω1A），电压表、电流表，开关和导线若干；（1）请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整，使滑片向左移动时电阻减小______；（2）第一组数据的测量过程中，有下列步骤，正确的顺序是______；①保持开关断开，连接实物电路②检查电路无误后闭合开关③读出电流表的示数，断开开关④将滑动变阻器的金属滑片置于阻值最大处⑤转动电阻箱的旋钮使它的阻值为20，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为4V（3）将电阻箱调到15Ω，闭合开关，发现电流表示数如图所示，示数为______A，该电流值与15Ω电阻值______（填“能”或“不能”）作为第二组数据记在表格中，此时电压表示数为0V可能发生的故障是______。【答案】如图；①④②⑤③；0.24；不能；电阻箱被短路。【解析】（1）[1]滑片向左移动时电阻减小，连接变阻器左下方的接线柱，如图所示：（2）[2]实验步骤：①保持开关断开，连接实物电路；④将滑动变阻器的金属滑片置于阻值最大处；②检查电路无误后闭合开关；⑤转动电阻箱的旋钮使它的阻值为20，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为4V；③读出电流表的示数，断开开关。（3）[3]由图可知，电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.24A。[4]电阻箱调到15Ω，此时的电压表的示数为U=IR=0.24A×15Ω=3.6V电压表的示数没有达到4V，该电流值与15Ω电阻值不能作为第二组数据记在表格中。[5]此时电流表有示数，说明电路是通路，电压表示数为0V，可能电阻箱被短路。6．（2021·内蒙古中考真题）在“探究电流与电压关系”实验中，小峰所用电路如图甲所示。（1）电路连接完整后，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P滑到_______（填“a”或“b”）端；（2）闭合开关，移动滑片，依次进行实验，小峰记录的数据如下表所示，其中第二次实验时，电流表指针如图乙所示，则电流表的示数为_______A；实验序号①②③④电压U/V0.81.62.43.0电流I/A0.160.480.58（3）分析表中数据，得到的结论是_______；（4）实验结束，小峰整理器材时发现定值电阻很热，他联想到处理数据时，第四组数据之间的关系与前三组数据之间的关系存在差异，他和同组的小华就此展开讨论，认为数据差异可能是________造成的。由此反思实验过程：实验时每次读取数据后要________（写具体操作），再记录数据，减小此因素对测量结果的影响。【答案】a；0.32；电阻一定时，通过导体的电流与它两端的电压成正比；温度；断开开关。【解析】（1）[1]电路连接完整后，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P滑到最大值，即a端。（2）[2]由图甲可知，电流表使用小量程，分度值为0.02A，由图乙可知，电流表的示数为0.32A。（3）[3]分析表中数据，考虑到误差因素，电压增大为原来的几倍，电流也增大为原来的几倍，可得的结论是：通过导体的电流与它两端的电压成正比。（4）[4]由欧姆定律可得，第四组数据测量出电阻的阻值为R4=44UI=3.0V0.58A=5.17Ω同理，第三组数据测量出电阻的阻值为5Ω，由于长时间通电导致电阻温度过高，电阻受温度的影响，随温度升高而增大，所以数据差异可能是由于温度变化导致R变大造成的。