《2026年易点通基础提分物理山西专版》

实验 11 探究电流与电压、电阻的关系
一、问题（发现问题+提出问题）
小梦在做电学实验时发现一个现象：两灯串联接在电源两端，两灯都比较暗；两灯并联接在同一个电源两端，两灯都比较亮。她分析：两灯串联时，每个灯泡两端的电压小，电流也小，所以每个灯都比较暗；两灯并联时，每个灯泡两端的电压大，电流也大，所以每个灯都比较亮。每个电路元件两端的电压、通过它的电流和它的电阻之间有怎样的定量关系呢？这就需要测量每个元件两端的电压、通过它的电流和它的电阻，看三者之间满足怎么样的定量关系。
(1) 他们选择了一个定值电阻，可以用电压表测电阻两端电压，串联一个滑动变阻器，调节滑片改变定值电阻两端电压，串联一个电流表测通过电阻的电流，这样可以获得多组实验数据，分析实验数据得出电流与电压的关系。实验过程中的不变量是定值电阻和电源电压。
(2) 如果要探究电流和电阻的关系，就需要多次改变定值电阻的阻值，移动滑动变阻器的滑片，控制定值电阻两端的电压不变，测出多组电流和电阻值，分析实验数据得出电流与电阻的关系。
二、证据（设计实验+进行实验+收集证据）
(3) 根据上述思路，实践小组的同学设计了如图甲所示的电路图。已知电源电压恒为4.5V，选用的定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω和15Ω，两个滑动变阻器（规格分别为“5Ω 2A”“20Ω 1A”），电流表、电压表和开关各一个，小梦所在的A组探究“电流与电压的关系”，小牛所在的B组探究“电流与电阻的关系”。

(4) 如图乙所示是小牛根据图甲电路连接的实物图，他发现其中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的电路。电路连接完毕后，闭合开关前，要注意检查滑动变阻器的滑片是否在阻值最大处。
(5) 滑动变阻器在此实验中的作用是：____；用此实验的实验装置____（选填“可以”或“不可以”）探究“电流与电压关系”，此时滑动变阻器的作用是：____。
(6) 改正电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，小牛发现电流表有示数，电压表无示数，发生的故障可能是定值电阻R短路。
【拓展】若电流表无示数，电压表有示数，故障可能是定值电阻R断路；若电流表无示数，电压表无示数，故障可能是滑动变阻器接线柱接触不良(电流表断路或开关接触不良等)(合理即可)。
(7) 排除故障后，小牛先将5Ω的电阻接入电路中，闭合开关，将滑动变阻器的滑片移至适当位置，记下此时电流表的示数如图丙所示，为0.4A。
(8) 为了得出具有普遍性的实验结论，在每次更换定值电阻后，都要移动滑动变阻器的滑片，此过程中小牛应注意观察电压表(选填“电流表”或“电压表”)的示数。
(9) 小牛将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻，闭合开关后，应移动滑片使电压表示数为2V，此时滑动变阻器滑片应接入的电路的阻值为12.5Ω。
三、解释（处理信息+分析论证+得出结论）
(10) 实验结束后，小牛根据实验数据作出如图丁所示的I-R图像，分析图像可以得出结论：____。

(11) 小梦用此实验装置进行探究“电流与电压关系”实验时，多次改变滑动变阻器滑片的位置，进行了多次实验，实验数据记录如下表所示。

① 请在图戊中画出电流I随电压U变化的图像。
② 小梦进行多次实验的目的是通过多组实验数据得出的结论更具有普遍性。
③ 分析表中数据或图像可得出结论：____。
④ 同组的小雯和小华通过实验得到的I-U图像倾斜程度不同，可能的原因是____。
四、交流（准确表述+全面评估）
(12) 下表是另一小组实验得到的数据，分析数据不能(选填“能”或“不能”)正确得出电流与电阻的关系，原因是更换电阻后没有调节滑动变阻器滑片，使定值电阻两端电压保持不变。

(13) 同组的小华换用15Ω的电阻做实验时发现该电阻损坏，无法继续使用。她利用现有器材也完成了实验，请你写出她的方法：将5Ω和10Ω的电阻串联接入电路进行实验。
(14) 实验结束后，小牛还想将阻值为20Ω的定值电阻连入电路进行探究，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表示数都无法调到既定值。为保证5Ω、10Ω、15Ω和20Ω的四个定值电阻单独接入电路都能完成实验，应该换用一个最大阻值不小于____Ω滑动变阻器。不改变定值电阻两端电压的情况下，除了换用最大阻值更大的滑动变阻器外，还可采取的措施是____。

答案：

(1)电压表；滑动变阻器；电流表；定值电阻和电源电压；
(2)定值电阻；电压；
(4)如图所示；阻值最大处；

(5)保持定值电阻两端电压不变；可以；改变定值电阻两端电压；
(6)定值电阻R短路；
[拓展]定值电阻R断路；滑动变阻器接线柱接触不良(电流表断路或开关接触不良等)(合理即可)；
(7)0.4；
(8)电压表；
(9)2；12.5；
(10)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反比；
(11)①如图所示；
　　　　　
②通过多组实验数据得出的结论更具有普遍性；
③当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
④小雯和小华实验时选用的定值电阻的阻值不同；
(12)不能；更换电阻后没有调节滑动变阻器滑片，使定值电阻两端电压保持不变；
(13)将5Ω和10Ω的电阻串联接入电路进行实验；
(14)25；减小电源电压(或串联一个定值电阻)；