初中物理探究电流与电压、电阻的关系实验试题

小圆想探究通过导体的电流与导体的电阻之间的关系，他利用干电池、电流表、电压表、多个阻值不同且已知的定值电阻、开关及导线，设计了如图所示的电路。实验中，他将定值电阻R接入电路中，读出相应的电流表的示数并观察电压表的示数，记录实验数据。将R换为不同阻值的另一个电阻后，小圆观察到电压表的示数增大了。小圆意识到自己的实验设计不能实现探究目的。

（1）请你写出小圆的实验设计不能实现探究目的的原因：　             　；

（2）请你画出能够实现探究目的的电路图（可以添加适当的实验器材）；

（3）依据你设计的电路图，针对小圆不能实现探究目的的原因，写出操作的方法。

用图甲所示电路探究“电流与电阻的关系”，电源电压为3V，滑动变阻器的规格为“20Ω，1.5A”。

（1）实验时，依次更换不同的电阻，调节 　　，保证电阻两端电压不变，分别记录每次电阻 $R$和电流表示数 $I$，数据如表：

实验次数	1	2	3	4	5
电阻 $R/\Omega$	30	20	15	10	5
电流 $I/A$	0.08	0.12	0.16		0.48
电阻的倒数 $\frac{1}{R}/{\Omega }^{-1}$	0.033	0.050	0.067	0.100	0.200

（2）第4次实验的电流表示数如图乙所示，读数为 　　 $A$；

（3）为了更精确地描述 $I$与 $R$的关系，在表中增加了 $\frac{1}{R}$的数据，并根据 $I$、 $\frac{1}{R}$的值在图丙的坐标纸中描出了相应的点，请你在图丙中补充第4次的实验数据点，并作出 $I-\frac{1}{R}$图像。

（4）根据图像可以得到的实验结论是：　　。

某学习小组计划探究电流与电阻的关系，设计的电路如图甲所示。

（1）请根据甲图把乙图中的电路连接完整（要求滑动触头向右移动时，电路中电流变大）。

（2）在闭合开关进行实验前，滑动变阻器的滑动触头应位于 　　（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ 端。

（3）为得到多组实验数据，进行实验时需要更换连入电路中的定值电阻。每次更换定值电阻后，都需要调节滑动变阻器，使电压表的示数 　　。

（4）某次实验时，闭合开关，调节滑动变阻器，发现电压表的示数始终等于电源电压，电流表示数为零，则电路中的故障是 　　。

（5）某次实验中，电流表示数如图丙所示，该电流表的示数为 　　 $A$ 。

（6）某同学分析实验数据发现在电压一定的情况下，电流与电阻成反比，于是他作出了如图丁所示的 $I-\frac{1}{R}$ 图线，则实验中该同学加在电阻两端的电压为 　　 $V$ 。

小明和小华在实验室做如下两个电学实验：

实验次数	电阻     $R/\Omega$	电流     $I/A$
1	5	0.32
2	10	0.16
3	20	0.08

（1）在探究"通过导体的电流与电阻的关系"实验中，小明所用的器材有：新干电池两节， $5\Omega$ 、 $10\Omega$ 、 $20\Omega$ 的定值电阻各一个，电流表、电压表、" $20\Omega 1A$ "的滑动变阻器、开关各一个及导线若干。

①实验中小明将 $5\Omega$ 的电阻接入电路中，连接的电路如图甲所示，经检查发现有一根导线连接错误，请你在这根导线上打" $\times$ "，并用笔画线代替导线画出正确的接法；

②改正错误后，将滑片调至 　　（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ 端，闭合开关，调节滑动变阻器滑片至某一位置，使电压表示数为 $1.6V$ ，读出电流表的示数并记录在表格中，将此时滑片的位置标记为 $M$ ；

③接着将 $5\Omega$ 的电阻换为 $10\Omega$ ，调节滑动变阻器，使电压表示数仍为 $1.6V$ ，读出对应电流表的示数并记录，此时滑片的位置在 $M$ 的 　　（选填"左侧"或"右侧" $)$ ；

④最后小明换用 $20\Omega$ 的电阻继续进行实验并记录电流表的示数；分析表中数据，可得到的结论是： 　　。

（2）小华利用电源（电压恒定且未知）、电流表、电阻箱 $(0~999.9\Omega )$ 、铭牌不清楚的滑动变阻器、开关、单刀双掷开关各一个及导线若干，设计了如图乙所示电路，测出了额定电流为 $I_{额}$ 的小灯泡的额定功率请你帮助小华补全实验方案：

①闭合开关 $S_1$ ，将开关 $S_2$ 拨至1，调节电阻箱 $R_1$ ，使 　　，读出此时电阻箱接入电路中的阻值为 $R$ ；

②仍闭合开关 $S_1$ ，将开关 $S_2$ 拨至2，只调节 $R_2$ ，使电流表示数为 $I_{额}$ ；

③在步骤②的基础上，将 $R_1$ 阻值调为0， $R_2$ 的滑片 　　（填滑动变阻器滑片的位置变化情况），并读出电流表示数为 $I$ ；

④则小灯泡额定功率的表达式为： $P=$ 　　（用已知量和所测物理量的符号表示）；

⑤实验后小华发现，电路中只需将 　　和 　　互换位置，可以更简单地测出小灯泡的额定功率。

如表中实验操作不能达到实验目的的是 $($ 　　 $)$

序号	实验目的	实验操作
①	探究声音的产生	将发声的音叉触及面颊
②	探究物体间力的作用是否是相互的	小车     $A$ 上固定磁体，小车     $B$ 上固定铁块，将它们靠近一定距离后，固定     $A$ ，释放     $B$
③	探究通过导体的电流与它两端电压的关系	保持导体的电阻不变，多次改变其两端电压，测量通过它的电流
④	探究平面镜成像的虚实	将白纸放在玻璃板后像的位置，直接观察白纸

A．

①

B．

②

C．

③

D．

④

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 $(5\Omega$ 、 $10\Omega$ 、 $15\Omega$ 、 $20\Omega )$ ，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 $5\Omega$ 的电阻接入 $a$ 、 $b$ 间，闭合开关后，移动滑片 $P$ 使电压表示数为 $U_0$ ，记录相应的电流值；然后将 $5\Omega$ 的电阻换成 $10\Omega$ 、 $15\Omega$ 的电阻接入 $a$ 、 $b$ 间，闭合开关后，滑片 $P$ 应向 　　（选填" $c$ "或" $d$ " $)$ 端移动，直至电压表示数也为 $U_0$ ，记下相应的电流值。

（4）小丽在换用 $20\Omega$ 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决了这个问题。请你写出小丽的做法： 　　。

（5）小丽完成上述操作后又选了一个 $2\Omega$ 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 $U_0=$ 　　 $V$ ，实验的小丽所用的滑动变阻器其最大阻值不能小于 　　 $\Omega$ 。

（7）小丽在得出 $I-R$ 图像之后，又画出了如图丁所示的 $I-\frac{1}{R}$ 图像，得出结论，电流与电阻成反比。请对此做出评价 　　。

某物理学习小组为了探究“电流与电阻的关系”，设计了如图甲所示的实验电路。他们在学校实验室找来了如下一些实验器材：电压恒为 $3V$的电源，电流表、电压表各一只，一个开关，阻值分别为 $5\Omega$、 $10\Omega$、 $15\Omega$、 $20\Omega$的定值电阻各一个，滑动变阻器“ $20\Omega 1A$”一个，导线若干。实验时连接的电路如图乙所示。

（1）连接电路前，开关应　       　（选填“断开”或“闭合”）；

（2）实验中，改变滑动变阻器阻值的目的是使定值电阻两端的电压　       　；

（3）将 $5\Omega$、 $10\Omega$、 $15\Omega$、 $20\Omega$的定值电阻分别接入电路中，每一次都控制定值电阻两端的电压为 $2.5V$；当拆下 $5\Omega$的定值电阻换成 $10\Omega$的定值电阻接入电路时，如果保持滑动变阻器滑片的位置不变，会发现电压表的示数　       　（选填“大”或“小”）于 $2.5V$，接下来应该移动滑片，使电压表示数回到 $2.5V$，读出电流表的示数并记录数据 $\dots \dots$通过多次实验测得多组数据，并利用这些数据得到如图丙所示的电流 $I$随电阻 $R$变化的图像，由数据和图像可以得到的结论是　                                  　；

（4）以上几次实验中记录电表示数时，当定值电阻消耗的电功率最小时，滑动变阻器接入电路的阻值为　      　 $\Omega$。

小明在“探究电流与电阻关系”的实验中，准备了如下实验器材：干电池，标有“ $15\Omega 1A$”字样的滑动变阻器，阻值分别为 $5\Omega$、 $10\Omega$、 $20\Omega$的定值电阻。

（1）小明连接了下面的电路，其中有一条导线连接有误，请将连接错误的导线打“ $\times$”并画出正确连线。

（2）排除故障后，小明将 $5\Omega$定值电阻连入电路，将滑动变阻器的滑片移动到　     　（选填 $a$”或“ $b$”）端，再闭合开关，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，示数为　     　 $A$。

（3）接下来断开开关，取下 $5\Omega$的定值电阻，分别把它换成 $10\Omega$、 $20\Omega$的定值电阻，闭合开关，调节滑动变阻器，控制　      　（选填“电流表”或“电压表”）示数不变，分别读取相应的电流表示数，记录在表中：

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

（4）由数据可知：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　       　。

（5）小明想用一个电流表和一个定值电阻 $R_0$测未知电阻 $R_x$的阻值，于是他和同组同学设计了如图丙所示的电路图，并进行如下实验操作：

①闭合 $S$、 $S_1$，此时电流表的示数为 $I$；

②闭合 $S$、断开 $S_1$，此时电流表的示数为 $I_1$；

③求未知电阻 $R_x$的表达式为： $R_x=$　      　。（用 $R_0$、 $I$、 $I_1$表示）

小月和小亮在探究“欧姆定律”的实验，用电阻箱代替定值电阻，电路如图甲所示，已知电源电压恒为 $6V$，电阻箱 $R_1$规格为“ $0~999.9\Omega$”，滑动变阻器 $R_2$的规格为“ $50\Omega 1A$”。

（1）小月在探究电流与电阻关系时，分别将 $R_1$调到 $5\Omega$、 $10\Omega$、 $15\Omega$和 $20\Omega$接入电路，调节 $R_2$使电压表示数均为 $2.5V$，记下对应电流值，依据数据作出 $I-R$图象，如图乙所示，根据实验目的分析图象可得出结论　                                        　。

（2）小月继续探究电流与电压关系，调节 $R_1$和 $R_2$的阻值，获取了第一组数据，电压表示数如图丙所示，该电压为　      　 $V$．接着他保持 $R_2$的滑片位置不动，调节 $R_1$的阻值，又测得三组数据，如表所示，他分析实验数据后发现通过 $R_1$的电流与其两端电压不成正比，请指出实验中存在的问题　                    　。

试验次数	电压 $U/V$	电流 $I/A$
1		0.3
2	4.0	0.20
3	4.5	0.15
4	5.0	0.10

（3）正在他准备重新实验时，小亮巧妙处理了实验数据，做出了某个元件的 $I-U$图象，顺利得出了正确结论，请你帮他们在图丁中画出该图象。

（4）与两实验中使用电阻箱实现多次测量的目的相同的是　       　。

$A$．测量定值电阻的阻值

$B$．探究平面镜成像的特点

在探究“通过导体中的电流与电阻的关系”实验中，所用电源电压恒为 $10V$．已有的5个定值电阻的阻值分别为 $20\Omega$、 $30\Omega$、 $40\Omega$、 $50\Omega$、 $60\Omega$。

（1）根据图（甲 $)$所示电路，用笔画线代替导线将图（乙 $)$所示的实物电路连接完整。（导线不交叉）

（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至最　　（选填“左”或“右” $)$端。闭合开关后，发现电流表指针无偏转，电压表指针有明显偏转，原因可能是电阻 $R$　　（选填“短路”或“断路” $)$。

（3）在实验中，先接入 $20\Omega$的电阻，调节滑动变阻器的滑片 $P$至某一位置时，观察到电流表、电压表指针位置如图（甲 $)$、（乙 $)$所示，则电流表示数为　　 $A$，电压表示数为　　 $V$，接下来用 $30\Omega$代替 $20\Omega$的电阻做实验时，应将滑动变阻器的滑片 $P$从上一位置向　　（选填“左”或“右” $)$滑动。

（4）为了完成实验探究，依次将剩下的3个定值电阻分别接入图（乙 $)$的电路中，替换前一次接入的定值电阻，调节滑动变阻器的滑片 $P$至合适位置，再读出电流表的示数，计算出每次接入的定值电阻 $R$的倒数 $\frac{1}{R}$，以电阻的倒数 $\frac{1}{R}$为横坐标，电流 $I$为纵坐标，在坐标系中描点并作出 $I-\frac{1}{R}$图线，如图（丙 $)$所示。由 $I-\frac{1}{R}$图线可初步得出结论：在电压一定时，导体中的电流跟导体电阻的倒数成　　比；由此进一步得出结论：在电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成　　比。

（5）上述实验中所选滑动变阻器的最大阻值至少为　　 $\Omega$。

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。

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。

在探究电流与电压关系的实验中，同学们设计了如下三种电路：

（1）甲同学认为图2电路比图1电路好，理由是：　　。乙同学认为图3电路比图2电路更好，理由是图3电路便于多次实验。

（2）乙同学利用图3电路（其中电阻 $R=5\Omega )$完成了本实验，测得数据如下：

实验次数	电压 $U$（伏 $)$	电流 $I$（安 $)$	电压 $/$电流
1	1	0.2
2	2	0.4
3	4	0.8

分析表格数据，可得出的结论是　　。

（3）实验操作过程中，丙同学发现滑动变阻器损坏，但经过思考后利用图2电路最终也完成了多次实验，该同学的做法是　　。

为了探究小灯泡电流与电压的关系，小明选择额定电压为2.5伏的小灯泡，电压为4伏的电源以及其他相关器材按图甲连接电路，进行实验。

（1）闭合开关移动滑动变阻器的滑片，当观察到　　时，可以判断此时小灯泡正常发光。

（2）在实验过程中，小明将滑动变阻器的滑片从 $A$端开始移动，直到灯泡正常发光，在此过程中测得小灯泡电流和电压的几组数据，并正确画出曲线 $a$，如图乙所示，该实验小明选择的滑动变阻器可能是　　。

$A$、滑动变阻器 $R_1(20$欧，3安） $B$、滑动变阻器 $R_2(50$欧，2安） $C$、滑动变阻器 $R_3(2000$欧，0.25安）

（3）小明在图乙中还画出了本实验中滑动变阻器的电流随电压变化的曲线 $b$，老师据图指出该曲线是错误的，其理由　　。

小柯利用如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系，已知电源电压为 $6V$且保持不变，实验所用电阻 $R$的阻值分别为 $5\Omega$、 $10\Omega$、 $20\Omega$，滑动变阻器的规格为“ $30\Omega 2A$”。

（1）请设计实验数据记录表，画在虚线框内。

（2）小柯将5欧的电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器使电压表示数为2伏，读出相应的电流值记录在表格中；然后更换电阻重复上述实验。当接入20欧的电阻时，发现无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数都无法达到2伏，其原因是　　。

（3）小柯用图乙所示的电路测未知电阻 $R_X$的阻值，图中 $R_0$为定值电阻，他先将导线 $a$端接到电流表“ $-$”接线柱上，电流表示数为 $I_1$，然后将导线 $a$端接到电流表“3”接线柱上，电流表示数为 $I_2$，则 $R_X$的阻值为　　（用 $I_1$、 $I_2$、 $R_0$表示）