《2025年高分突破课时达标讲练测九年级物理全一册沪科版》

知识点二 实验:探究电流与电阻的关系
【实验目的】探究电压一定时,电流与电阻的关系
【实验器材】电源、导线若干、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、不同阻值的定值电阻。
【实验设计】
1. 实验电路图(如图所示)。

2. 需要控制的物理量是定值电阻两端的电压,如何控制其不变?通过调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变。
3. 实验中自变量是电阻,可通过更换不同阻值的定值电阻来改变。
4. 滑动变阻器在实验中的作用:①保护电路;②控制定值电阻两端电压不变。
【实验步骤】
保持电压不变,测出通过不同电阻的电流值,填入表中,画出I-R图像。
U=2.5（或其他合理电压值）V
| 电阻 R/Ω | | | | | | |
| 电流 I/A | | | | | | |

【实验结论】当导体两端电压不变时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。

答案： 【实验器材】电流表；电压表；滑动变阻器
【实验设计】
2. 定值电阻两端的电压；通过调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变
3. 电阻；更换不同阻值的定值电阻
4. 控制定值电阻两端电压不变
【实验步骤】
U=2.5（或其他合理电压值）
【实验结论】电压；电阻；反比

(1)请你根据甲图所示的电路图,将乙图中的电路连接完整。（将电压表的“3”接线柱与定值电阻的左接线柱相连）
(2)滑动变阻器在电路中的作用是保护电路和保持定值电阻两端的电压不变。
(3)探究时,先将5Ω的电阻连入电路中,闭合开关前,应把滑动变阻器的滑片移到最右(选填“左”或“右”)端。闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为3 V,并记下电流值。接着断开开关,保持滑动变阻器滑片的位置不变,将5Ω电阻更换成10Ω电阻,闭合开关,此时应将滑动变阻器的滑片相对于上次的位置向右(选填“左”或“右”)端移动,直至电压表示数为3V,并记下此时电流表的示数。
(4)小强做此实验时,在电流表使用无误的情况下,收集测量数据,记录表格如下:
| 实验次数 | 电阻 R/Ω | 电流 I/A |
| 第1次 | 5 | 0.6 |
| 第2次 | 10 | 0.4 |
| 第3次 | 15 | 0.2 |
| 第4次 | 20 | 0.15 |
| 第5次 | 30 | 0.1 |
小强的五次实验操作中有一次是错误的,请你对小强记录的数据进行分析,你发现第2次测量的数据是错误的,错误的原因是没有控制定值电阻两端的电压不变。
(5)请你根据表中正确的数据,在丙图中绘制出电流随电阻变化的图像。（图略（在坐标图中找出对应的点，用平滑的曲线连接起来，使各点尽量在曲线上或均匀分布在曲线两侧））
(6)由绘制的图像可以得出结论:导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(7)某小组连接了如图丁所示的实物电路,也完成了该实验。
①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电阻箱的阻值。
②改变电阻箱的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数仍为U₀,并记录相应数据。
③重复步骤②实验多次,根据所得数据画出电流随电阻变化的图像如图戊所示。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导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
④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像如图己所示,你认为图像不同的原因是两个小组控制的定值电阻两端的电压不同。

答案： 【解析】：
本题主要考查了探究电流与电阻关系的实验，涉及电路连接、滑动变阻器的作用、实验操作、数据分析、图像绘制以及实验结论的得出等知识点。
（1）根据电路图连接实物图，电压表应与定值电阻并联，电源电压为6V，定值电阻两端电压控制为3V，所以电压表选择0 - 3V量程。
（2）在探究电流与电阻的关系时，滑动变阻器的作用一是保护电路，防止电路中电流过大；二是保持定值电阻两端的电压不变。
（3）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即最右端。
根据串联分压原理，将5Ω电阻更换成10Ω电阻，电阻增大，其两端电压增大。
为保持定值电阻两端电压不变（仍为3V），应增大滑动变阻器接入电路的电阻，将滑片向右端移动。
（4）在探究电流与电阻的关系时，要控制电阻两端电压不变。
根据$U = IR$，计算前几次实验电阻两端电压：
第1次：$U_1=I_1R_1 = 0.6A×5\Omega = 3V$；
第2次：$U_2 = I_2R_2 = 0.4A×10\Omega = 4V$；
第3次：$U_3 = I_3R_3 = 0.2A×15\Omega = 3V$；
第4次：$U_4 = I_4R_4 = 0.15A×20\Omega = 3V$；
第5次：$U_5 = I_5R_5 = 0.1A×30\Omega = 3V$。
所以第2次测量的数据是错误的，错误原因是没有控制定值电阻两端的电压不变。
（5）根据表中正确的数据，在坐标图中找出对应的点，然后用平滑的曲线连接起来。
（6）由绘制的图像可以得出结论：导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
（7）①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$U_0$，记录电流表的示数和电阻箱的阻值。
②改变电阻箱的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数仍为$U_0$，并记录相应数据。
③由图像可知，电流与电阻的乘积是一个定值，即导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
④图像不同的原因是两个小组控制的定值电阻两端的电压不同。
【答案】：
（1）将电压表的“3”接线柱与定值电阻的左接线柱相连。
（2）保护电路；保持定值电阻两端的电压不变。
（3）右；右；3。
（4）2；没有控制定值电阻两端的电压不变。
（5）图略（在坐标图中找出对应的点，用平滑的曲线连接起来，使各点尽量在曲线上或均匀分布在曲线两侧）。
（6）电流；电阻；反比。
（7）①电阻箱的阻值；②电压表的示数仍为$U_0$；③导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；④两个小组控制的定值电阻两端的电压不同。