2020年中考必考实验专项突破 实验20 探究电流与电阻关系的实验(解析版)
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实验二十、探究电流与电阻的关系实验
【提出问题】：
电流和电阻之间有什么样的关系？
【猜想假设】：
电流与电阻成反比。
【设计实验】：
使用控制变量法，即保持定值电阻两端的电压不变，研究电压不变时，电流与电阻的关系。
电路图：
【实验步骤】：
①按图接好电路。注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处，实物图
如下所示。
②分别将 5Ω、10Ω、15Ω 的定值电阻连入电路，检查电路后闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表
示数保持 3V 不变，分别记下电流表的示数，填入表格。
U=3V
次数
1
2
3
③根据数据画出 I-R 图像。 电阻 R/Ω
5Ω
10Ω
15Ω 电流 I/A
0.6
0.3
0.2
【得出结论】：
电阻两端的电压一定时，电流与电阻成反比。
【考点方向】：
1、滑动变阻器的作用：①保护电路；②使电阻两端电压保持不变。
2、在闭合开关前滑动变阻器应将滑片置于 阻值最大 端。
3、该实验中利用多个不同阻值电阻测出多组不同的数据，其目的是避免实验偶然性，得出普遍规律。
4、更换大电阻后如何滑动滑动变阻器的阻值：应使滑动变阻器的阻值变大，滑动变阻器分担的电压变大，
保证定值电阻上分的的电压不变。
5、连接好电路，闭合开关，发现电压表示数接近于电源电压，电流表几乎无示数，则故障为定值电阻R 发
生了断路。
6、为了避免来回更换电阻，带来的麻烦，我们可以使用 电阻箱 来替换定值电阻。
7、电阻箱阻值改变后，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
况的原因可能是电阻箱的阻值调得太大(或滑动变阻器最大阻值太小)。
8、电路中滑动变阻器阻最大值 Rx 的确定方法：UR/R=(U-UR)/RX。
9、实验方法：控制变量法：保持电压不变，改变电阻研究电流随电阻的变化关系。
10、结论：在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
【创新母题】：某班同学做“探究电流与电阻的关系”的实验，某小组连接了如图甲所示的实物电路。
乙 丙
(1)请在方框内画出对应的电路图(电阻箱符号为 )
(2)连接电路时，开关应 ，其目的是 。
(3)连好电路后，将电阻箱调至某一阻值，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为一个适当的
值 U0，记录电流表的示数和 。
(4)改变电阻箱的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使 ，并记录相应数据。
(5)再次改变电阻箱阻值，发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片都不能达到(4)中的要求，引起这种情况的直
接原因是 。
(6)重复步骤(4)多次实验，其目的是 。根据所得数据画出电流随电阻变化的图象
如图乙所示。你认为该小组实验时的 U0= V。
(7)进一步研究发现由图线上的任一点和坐标轴围成的矩形 “面积”大小都相等，由此可以得出的实验结论
是 。
(8) 以上实验过程中，所涉及到的实验探究方法是 法，请再举出其他应用该探究方法的例
子 。
(9)实验结束后，小组间交流时，发现邻组在相同的坐标系中画出的图象如图丙所示，你认为图象不同的原
因是 。
【答案】：
(1)如上图所示；
(2)断开；保护电路，避免因电路中电流过大，而损坏电器元件。
(3)电阻箱的阻值；
(4)电压表的示数仍为 U0；
(5)电阻箱的电阻调得太大了；
(6)一组数据具有偶然性，多组数据可以避免实验偶然性，得出普遍规律；6；
(7)当电压一定时，电流与电阻成反比；
(8)控制变量法；探究电流和电压的关系；
(9)这两个小组所控制的电阻箱两端电压不相同。
【解析】：
(1)根据图甲，由电路元件的连接顺序可得电路图如右所示：
(2)为保护电路，在连接电路的过程中，开关应处于断开状态；
(3)因为要探究电流与电阻的关系，所以须记录电流及电阻的数据进行分析，即要记录电阻箱的阻值；
(4)要探究电流与电阻的关系，须控制电阻箱两端的电压不变，即电压表的示数仍为 U0；
(5)电阻越大，分得的电压越多，但电阻箱的电阻不断变大时，要使电阻箱两端电压达到U0，须使变阻器的
电阻值变大，但不能达到 U0 时，表明滑动变阻器提供的电阻已达最大值，因而是电阻箱的电阻调得太大了；
(6)一组数据具有偶然性，多组数据更能得出普遍规律，由图可知：U0=IR=3.0V×2A=6V；
(7)由图乙可知，其横轴和纵轴所表示的物理量分别为电阻 R 及通过的电流 I，面积不变，即 IR 的乘积不变，
故表明：当电压一定时，电流与电阻成反比；
(8)探究电流和电阻的关系时，要控制电阻两端的电压恒定不变，因此是采用的控制变量法；在探究电流与
电压关系的时候，也是采用了该方法。
(9)由图两可知，电阻箱两端的电压 U0'=I'R'=3A×1Ω=3V≠U0．即两个小组所画出的图象不同，是因为他们所
控制的电阻箱两端电压不同。
练习 1：(2019 丽水)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“50Ω，1A”，依次将阻值为 5 欧、10
欧、20 欧的定值电阻接入 AB 之间完成实验，获得数据如下表。
实验组别
电阻 R(欧)
电流 I(安) 1
5
0.4 2
10
0.2 3
20
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。
【答案】：
(1)②①④③；(2)电压表示数为 2V；(3)AB；(4)4。
【解析】：
(1)改接 10 欧的电阻。继续操作的步骤：将滑动变阻器的滑片移到最右端；闭合开关；将
滑动变阻器的滑片移到适当位置，记录电流表示数；从安全和规范角度考虑，正确的顺序是
②①④③；
(2)研究“电流与电阻的关系“，要控制电阻的电压不变，由表中数据知，这个电压为：
U＝IR＝0.4A×5Ω＝2V，上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是：电压表示数为 2V；
(3)由表中数据知，电阻为原来的几倍，通过的电流为原来的几分之一倍，即电压不变时，电流与电阻成反
比，A 正确，D 错误；
电流与电阻成反比，即电流与电阻的倒数成正比，B 正确，C 错误。故选 AB；
(4)要控制电阻的电压为 2V 不变，当定值电阻最大为 20Ω 时，对应的变阻器的最大电阻不超过 50Ω，由压
原理，变阻器的电压不超过 50Ω/20Ω×2V＝5V，根据串联电路电压的规律，要完成本次实验，电源最多为：
2V+5V＝7V，因 1 节只干电池为 1.5V，故电源最多只能将 4 节干电池串联能将 4 节干电池串联。
练习 2：(2019 泰州)小华在“探究电流与电阻关系”的实验中：
