初中物理探究电流与电压、电阻的关系实验试题

做“串联与并联电路中电流、电压的关系”实验时，实验用的两个灯泡 $L_1$、 $L_2$上分别标有“ $2.5V$”和“ $3.8V$”字样，电源电压恒为 $2.5V$。

（1）串联时，小科连接了如图甲所示的电路。闭合开关，两灯均不发光。小科猜想是灯泡 $L_1$灯丝断了，就用一根导线的两端在灯泡 $L_1$两端接线柱处同时试触，若看到灯泡 $L_2$　　，说明小科猜想正确。

（2）并联时，小科连接了如图乙所示的电路。闭合开关前，小科检查发现电路连接有误，但只要改动一根导线即可。请你在要改动的这根导线上打“ $\times$”。并用笔画线代替导线，将图乙中的电路连接正确。

（3）改正电路后继续实验，小柯记录的实验数据如下表：

物理量	电流			电压
串联电路	$I_A=0.16A$	$I_B=0.16A$	$I_C=0.16A$	$U{}_{L_1}=0.9V$	$U{}_{L_2}=1.6V$	$U_{总}=2.5V$
并联电路	$I{}_{L_1}=0.34A$	$I{}_{L_2}=0.20A$	$I_{总}=0.54A$	$U{}_{L_1}=2.5V$	$U{}_{L_2}=2.5V$	$U_{总}=2.5V$

学习了欧姆定律以后，小科发现：根据串联电路中的数据，可计算得到 $R{}_{L_1}=5.63\Omega$，根据并联电路中的数据，可计算得到 $R{}_{L_1}=7.35\Omega$．造成这一差异的根本原因是灯丝电阻的大小随着　　的升高而增大。

某同学为探究电流和电压的关系，设计了如图所示的电路，图中电流表量程为“ $0~0.6A$”，电压表量程为“ $0~3V$”，定值电阻规格为“ $10\Omega 0.5A$”，滑动变阻器规格为“ $20\Omega 1A$”，电源电压恒为 $4.5V$．请回答：

（1）闭合开关发现电流表有示数，电压表无示数，经检测发现电路中只有一处故障，该故障可能是　　。

（2）故障排除后，闭合开关重新进行实验，在保证电路安全的前提下，移动滑动变阻器的滑片 $P$改变电阻 $R$两端电压，则滑动变阻器允许接入电路的最小阻值是　　。

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　　。

在探究电流与电阻的关系时，小明设计如图所示电路图进行实验：连接电路，更换不同的定值电阻，分别测出电流大小，记录并分析数据。

实验数据记录表

电源电压（伏特）	电阻（欧姆）	电流（安培）
3	5	0.48
	10	0.27
	20	0.14

（1）分析表格中的数据，发现电阻两端的电压是　　（选填“变化的”或“不变的” $)$。

（2）小芳通过对实验数据的分析，认为此实验需要改进。请你和小芳一起设计探究电流与电阻的关系的实验电路图。

（3）你设计的电路中，更换电阻后，是如何控制变量的？　　。

小金自学了电学，知道了欧姆定律，他想用实验来验证欧姆定律所表述的“通过导体的电流与这段导体两端的电压成正比”的结论，于是找了实验器材：电压表、电流表、电源、滑动变阻器、开关各一个，若干定值电阻、导线，请你利用这些器材帮他设计一个验证此结论的实验方案。

（1）画出实验的电路图；

（2）写出实验的步骤以及需要测量的物理量。

用如图的电路研究通过导体的电流与电压、电阻的关系。

表一

次数	$U/V$	$I/A$
①	1.0	0.20
②	1.5	0.30
③	2.0	0.40

表二

次数	$R_1/\Omega$	$I/A$
①	3.0	0.50
②	6.0	0.33
③	9.0	0.25

（1）保持电源电压和电阻箱 $R_1$的阻值不变，移动滑动变阻器 $R_2$的滑片 $P$，测得电流、电压如表1；根据表1中的数据，你得出的结论是　　；这时 $R_1$的阻值为　　 $\Omega$。

（2）在研究电流与电阻的关系时，先将 $R_1$的阻值调为5欧姆进行实验，使电压表的示数为 $1.5V$，然后将 $R_1$的阻值调为10欧姆时，某同学没有改变滑动变阻器滑片的位置，合上开关后，电压表的示数将　　 $1.5V$（选填“大于”、“小于或“等于” $)$。因此要向　　（选填“右”或“左” $)$调节滑片，使电压表的示数仍为 $1.5V$。

（3）李明同学用该电路测量电源电压时，将滑动变阻器的滑片到适当位置保持不变，仅改变电阻箱 $R_1$的阻值，测得相应的电流值，如表2所示，利用表2中的数据求得电源电压约为　　。

同学们想探究“导体中电流跟导体两端电压的关系”。

（1）小明同学通过学习知道了　　是形成电流的原因，因此做出了如下三种情想：

$A$．电流跟电压成反比

$B$．电流跟电压成正比

$C$．电流跟电压无关

（2）为了验证猜想，小明设计了如图甲所示的电路图，其中电源为三节新干电池，电阻 $R$为 $10\Omega$，滑动变阻器 $R\text{'}$标有“ $50\Omega 1A$”字样，电压表电流表均完好。

实验次数	1	2	3
电压 $U/V$	2	2.6	3
电流 $I/A$	0.20	0.26	0.30

①根据甲电路图将乙图实物电路连接完整；

②闭合开关前，小明应将滑动变阻器滑片移到　　阻值处（选填“最大”或“最小” $)$；

③他检查电路时发现电压表、电流表位置互换了，若闭合开关电流表　　（选填“会”或“不会” $)$被烧坏；

④排除故障后小明进行了实验，得到表格中的实验数据。分析数据，可得出的正确结论是：电阻一定时，

　　。

（3）小明还想用这个电路测量小灯泡的额定功率，于是他是他将电阻 $R$换成一只额定电压是 $4V$的小灯泡（阻值约为 $13\Omega )$，电阻一定时，并将电压表更换为 $15V$的量程，闭合开关 $S$后，调节滑片至电压表示数为 $4.0V$时，电流表示数如图丙所示为　　 $A$，小灯泡的额定功率为　　 $W$。

图甲为“探究电流与电阻的关系”的实验电路图，电源电压恒为 $3V$，用电阻箱来选用不同的电阻，按下述步骤进行实验，回答下列问题

（1）闭合开关 $S$，将滑动变阻器的滑片 $P$移到适当位置，调节电阻箱使接入电路的电阻为 $4\Omega$时，电流表示数如图乙所示，为　　 $A$；电压表示数应为　　 $V$。

（2）将电阻箱调到一个阻值更大的电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向　　端移动（选填“ $a$”或“ $b$ “ $)$，使电压表的示数保持不变，同时记下对应的电流值。

（3）多次改变电阻箱的阻值，重复上述操作，得到了下表中所示的数据，通过观察表中的数据，分析得出：当电阻两端的电压一定时，接入电路的电阻越大，通过它的电流越　　。

物理量	次数	1	2	3	4	5
$R\left(\Omega \right)$		4	5	10	20	25
$I$（A）		乙图的示数	0.40	0.20	0.10	0.08

（4）为了进一步确定电流与电阻的定量关系，老师提出将表中各组电阻值的倒数算出，请你在丙图中描点作出 $I-\frac{1}{R}$的图像，根据画出的图像可知：电压一定时，电流Ⅰ跟电阻 $R$成　　比。

如图甲，是张勇实验小组在探究“电流与电阻的关系”时的电路图，电源电压恒为 $6V$．电压表、电流表无损坏，有阻值为 $5\Omega$、 $10\Omega$、 $20\Omega$、 $30\Omega$、 $40\Omega$定值电阻5个。

（1）根据图甲，用笔画线代替导线连接完成图乙的实物图。

（2）实验过程中，需要改变定值电阻，观察电流的变化，为了科学地得出实验结论，当每次更换电阻后，都要移动滑动变阻器的滑片，此时眼睛应注意观察　　（选填序号）。

$A$．变阻器滑片   $B$．电压表   $C$．电流表   $D$．电源

（3）某次实验，更换电阻 $R$，合上开关后，电压表示数为0，电流表示数正常，其原因可能是　　。

（4）在老师的引导下，他们将5次实验数据描绘在图丙中。图中阴影部分“面积”表示的物理量是　　（选填序号）。

$A$．电流 $B$．电压 $C$．电阻 $D$．电功率

（5）实验中，他们选择下列哪个滑动变阻器最合适　　（选填序号）。

$A$． $10\Omega 0.5A$ $B$． $50\Omega 0.5A$ $C$． $50\Omega 1A$ $D$． $200\Omega 1A$

（6）请你用平滑曲线将图丙中5个点连接起来，观察图象你可以得出实验结论：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻　　。

小芳在探究“通过导体的电流跟导体电阻的关系”时，设计了如图甲所示的电路，但稍作思考之后，就将电路改进为如图乙所示的电路。她这样改进有何好处？　　。

在实验过程中，她保持电源电压不变，通过调节电阻箱先后6次改变 $A$、 $B$间的电阻值，测得相应的电流值如表1所示。

表1

实验次数	$I/A$	$\mathit{AB}$间电阻值 $R/\Omega$
1	0.80	5
2	0.60	10
3	0.48	15
4	0.40	20
5	0.34	25
6	0.30	30

（1）小芳分析表1中数据发现总结不出电流跟电阻的定量关系，你认为其原因是　　。

（2）小芳认真思考后发现了自己在实验过程中的错误，并采取了正确的实验操作。你认为小芳每次改变电阻后应该采取的正确操作是：　　。

（3）正确操作实验后，小芳将得到的实验数据记录在表2中，请分析表2中的数据，你能得出什么探究结论？　　。

表2

电流 $/A$	1.20	0.60	0.40	0.30	0.24	0.20
电阻 $R/\Omega$	5	10	15	20	25	30

小明探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时，使用的器材如图（甲 $)$所示。电源电压不变， $R$为定值电阻。

（1）请用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整。（要求导线不交叉）

（2）由于导线中的电流可能与两端的电压和导体的电阻都有关系，所以，在本次实验中应该保持　　不变；变阻器的作用除了保护电路外，还起到　　的作用；

（3）连接电路时，开关应该　　，合上开关前，变阻器滑片 $P$应该处于图中　　端（选填：“ $C$”或“ $D$” $)$；

（4）某次实验电压表示数如图（乙 $)$所示，电压为　　 $V$；

（5）通过实验，他得到如图（丙 $)$所示的 $I-U$图象，根据此图象，他初步得到实验结论：导体的电阻一定时，导体中的电流与该导体两端的电压成　　。

用图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”，电源电压 $15V$保持不变，规格为“ $50\Omega 2A$”、“ $100\Omega 2A$”的滑动变阻器各一个，阻值为 $10\Omega$、 $20\Omega$、 $30\Omega$、 $40\Omega$的电阻各一个。

（1）根据图甲将图乙所示的实物图连接完整。

（2）在实验过程中，当滑动变阻器的滑片移到某点时，两电表的示数如图丙所示，则电压表的示数为　　 $V$，电流表的示数为　　 $A$

（3）小明将 $10\Omega$的电阻接入电路，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片，记录对应的几组电表示数，此过程小明实际探究的问题是电流与　　的关系。

（4）小明在探究“电流与电阻的关系”时，记录的实验数据如表一。他在分析数据时发现，不能得出教科书上“通电导体的电流跟电阻的大小成反比”的结论，出现这一问题的原因是：未控制电阻 $R$的　　不变。

表一

实验次数	电阻 $R/\Omega$	电流 $I/A$
1	10	0.30
2	20	0.50
3	30	0.20

表二

实验次数	电阻 $R/\Omega$	电流 $I/A$
1	10	0.60
2	20	0.30
3	30	0.20
4	40	0.15

（5）表二为小慧记录的“探究电流与电阻的关系”的实验数据，据此可推测，她选用的是本题中规格为“　　”的滑动变阻器。

在探究“电流与电阻关系”的实验中，满足实验要求的器材有：

$A$．电源（电压为 $9V)$；

$B$．电流表 $A$（量程 $0~0.6A$， $0~3A)$；

$C$．电压表 $V$（量程 $0~3V$， $0~15V)$；

$D$．滑动变阻器 $R$；

$E$．电阻箱 $R_0$；

$F$．开关 $S$一个，导线若干。则：

（1）在连接电路的过程中，开关 $S$应该是　　。

（2）请用铅笔画线代替导线在图甲中将实验器材连接起来，使之成为符合实验要求的电路（电流表选用 $0~0.6A$的量程，电压表选用 $0~15V$的量程；部分导线已连接好）。

（3）在实验过程中，当电阻箱 $R_0$的阻值变小时，为了完成该实验研究，应该将滑动变阻器 $R$的滑片 $P$向　　端滑动（选填“ $A$”或“ $B$” $)$。

（4）在实验中，为了获得多组不同的数据，改变电阻箱 $R_0$的阻值，移动滑动变阻器的滑片，测出相应的电流值 $I$，并记录。在平面直角坐标系中，若以电流 $I$为纵坐标，以　　为横坐标，使图象完全在经过坐标原点的直线上（电压、电流、电阻采用的单位分别为 $V$、 $A$、 $\Omega )$。

（5）在某次实验中，当电阻箱 $R_0$的阻值为 $50\Omega$时，电流表对应的示数如图乙所示，其示数为　　 $A$；测出多组数据后，按（4）问的方法用描点法作图，在连线时发现只有一个点 $(0.04,0.20)$使图象明显不能成为一条直线，经实验小组同学回忆，是由于将电阻箱 $R_0$的阻值由　　 $\Omega$变换为该数据点对应的阻值时，没有调节滑动变阻器的滑片就读取了电流值而造成的。

某同学利用如图甲所示的电路，进行“探究电流跟电压的关系”实验。

实验器材：电源（电压恒为 $3V)$，电流表、电压表各一只，一个开关，一个定值电阻，一只滑动变阻器，导线若干。

（1）用笔画线代替导线把图甲嗾使的实物图连接完整，并在图乙虚线框内画出对应的电路图。

（2）某同学在闭合开关 $S$后，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，发现电流表的指针都指在零刻度线处，电压表指针则有明显偏转。但示数不变。出现这种现象的原因是　　。

（3）某同学通过实验得到多组实验数据，由这些数据画出如图丙所示的图象，由图象可得出结论：电阻一定时，　　。

用 $x$， $y$分别表示两个物理量，如图所示图象表示这两个物理量之间的变化规律，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．如果 $y$表示物体受到的重力，则 $x$表示该物体的质量

B．如果 $y$表示物质的密度，则 $x$表示由该物质构成的物体体积

C．如果 $y$表示物体匀速直线运动的路程，则 $x$表示该物体运动的时间

D．如果 $y$表示通过导体的电流强度，则 $x$表示该导体的电阻