2023年中考物理重難點突破第16講

探究電流與電壓和電阻的關系一、探究電流與電壓的關系1.實驗電路圖2.實驗方法：控制變量法3.改變定值電阻兩端電壓的常見方法（1）如實驗電路圖中，將滑動變阻器與電源串聯，組成一個可以改變電壓的電源，該方法最方便，實用，實驗中一般采用該方法。（2）改變干電池的節數。將不同節數的干電池串聯起來，獲得不同的電壓。（3）使用學生電源。將學生電源置于不同的電壓檔位實驗【重難點與突破】2023年中考物理重難點突破4.本實驗中滑動變阻器的主要作用：改變定值電阻兩端的電壓。5.本實驗中，多次改變定值電阻兩端的電壓的目的：獲得多組數據，獲取電流與電壓間的規律，避免一次實驗帶來的結果的偶然性。6.本實驗中，能用小燈泡代替定值電阻嗎？不可以。因為在探究電流與電壓的關系時，需要控制電阻不變。小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，不能保持不變。7.本實驗裝置還可以完成電流與電阻的關系探究、電阻的測量、電功率的測量等實驗。8.該實驗的數據分析方法：圖像法。定值電阻的在伏安曲線中是一條過原點的直線。如下圖中的A、B。2023年中考物理重難點突破9.本實驗的結論：在導體的電阻一定時，通過導體中的電流與其兩端的電壓成正比。10.實驗注意事項（1）連接電路時，開關要斷開。閉合開關前，滑動變阻器的滑片要處于最大阻值處。（2）注意選擇電流表、電壓表的量程，接線時，要讓電流從它們的正接線柱流入，負接線柱流出。（３）電壓表要與定值電阻相并聯。（４）每次實驗操作力求迅速，盡量減小由于電阻長時間通電溫度升高，電阻變大。2023年中考物理重難點突破【例1】（2022德陽）小均同學為了探究“電流與導體兩端電壓的關系”，連接了如圖甲所示的電路（電源電壓為3V恒定）。（1）用筆畫線將甲圖中電路連接完整，要求滑動變阻器的滑片P向左端滑動時，接入電路的電阻變小。（2）小均接好電路閉合開關后，電流表無示數，電壓表示數為3V，發生該現象的原因是

。（選填“電阻R處短路”“電阻R處斷路”或“電流表斷路”）2023年中考物理重難點突破（3）排除故障后閉合開關，移動滑片P，小均同學進行多次實驗，根據數據繪制了電阻R的I﹣U圖象（乙圖中的圖線a），根據乙圖中的圖線a可得出結論是：

；小均同學所用R的阻值為R＝

Ω。（4）小均同學又將實驗中的電阻R拆下，其它條件都不變的情況下，換用一個額定電壓為2.5V的小燈泡，繼續多次實驗得到小燈泡的I﹣U圖象如乙圖中的圖線b，可知小燈泡正常發光時的功率為

W。本次實驗中如果滑片P滑至某點時電壓表示數如圖丙所示，電流表顯示讀數是0.22A，那么此時滑動變阻器連入電路的電阻為

Ω（結果在小數點后保留兩位）。2023年中考物理重難點突破【分析】（1）滑動變阻器的滑片P向左端移動時接入電路的電阻變小，則應把滑動變阻器的下接線柱接入電路，實物電路圖如圖所示：（2）電流表無示數而電壓表有示數，說明電路中有斷路，而電壓表與電源接通，則電路中的故障可能定值電阻R斷路；（3）由圖象a可知，電流與電壓的圖象為過原點的直線，是正比例函數圖象，故得結論：在電阻一定時，通過導體的電流與導體導體兩端電壓成正比；由圖象a可知，當U＝1.5V時，I＝0.3A，則R的阻值為：R＝U/I=1.5V/0.3A＝5Ω；2023年中考物理重難點突破（4）由圖象b可知，當UL＝2.5V時，IL＝0.25A，則小燈泡正常發光時的功率為：PL＝ULIL＝2.5V×0.25A＝0.625W；由圖丙知，電壓表量程是0～3V，最小分度值是0.1V，電壓表示數是1.8V，由串聯電路電壓規律可知，變阻器兩端的電壓為：U滑＝U﹣UV＝3V﹣1.8V＝1.2V，由歐姆定律可知，滑動變阻器連入電路的電阻為：R滑＝U滑/I′=1.2V/0.22A≈5.45Ω。【答案】（1）見分析

（2）電阻R處斷路

（3）在電阻一定時，通過導體的電流與導體導體兩端電壓成正比5（4）0.6255.452023年中考物理重難點突破【突破】1.將滑動變阻器連入電路中時，一定要注意題設中的要求。首先確定下面接線柱應該接入哪一端。如果要求滑片向右移動，連入電路的電阻變大或者電路中的電流變小，燈泡亮度變暗，則下端應該接左邊；反之，接右邊。2.因為當電阻一定時，導體中的電流與電壓成正比，所以在伏安曲線中，它的圖像是一條過原點的直線。3.敘述結論時，不能說成“電阻一定時，電壓與電流成正比”。注意變量和因變量。2023年中考物理重難點突破二、探究電流與電阻的關系1.改變電阻的方法：（1）用不同阻值的電阻替換做實驗。（2）使用電阻箱。將電阻箱的阻值設定在不同的阻值下實驗。2.本實驗中滑動變阻器的主要作用：保持定值電阻兩端的電壓不變。3.本實驗中，多次改變定值電阻的值的目的：獲得多組數據，獲取電流與電阻間的規律，避免一次實驗帶來的結論的偶然性。4.實驗中，定值電阻由較小的定值電阻換成較大的定值電阻時，需要將滑動變阻器的滑片向接入電路中的阻值變大的方向滑動，直到電壓表的示數等于設定的定值電阻兩端不變的電壓值時為止。2023年中考物理重難點突破5.本實驗中，滑動變阻器的規格要根據所選用的定值電阻來選擇，最大阻值不能太小，否則，當換用較大的定值電阻實驗時，無論怎樣移動滑片，都不能達到設定的電壓值。設定電壓值時，也要考慮這一點。6.該實驗的數據分析方法：圖像法。在伏安曲線中是一條反比例曲線。如下圖：7.本實驗的結論：在導體兩端的電壓一定時，通過導體中的電流與其電阻成反比。2023年中考物理重難點突破【例2】（2022張家界）探究“電流與電阻的關系”時，可供實驗器材有：三節新的干電池（電壓為4.5V）、電流表、電壓表、滑動變阻器（標有“20Ω2A”字樣）、定值電阻5個（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω），開關一個，導線若干。小靜等同學設計了如圖甲所示的電路圖：2023年中考物理重難點突破（1）請用筆畫線代替導線將圖乙中的實物圖連接完整，要求：滑片向右移動時電阻變大。（2）閉合開關，電流表無示數，電壓表有示數，并接近電源電壓，則故障原因是：

。（3）排除故障后，將定值電阻由5Ω更換為10Ω時，應向

（選填“左”或“右”）適當調節滑動變阻器的滑片，使電壓表示數保持不變。（4）圖丙是根據實驗數據畫出的定值電阻的I﹣R圖像，其中陰影部分面積表示的物理量是

，其數值為

。2023年中考物理重難點突破（5）實驗中，在接入50Ω的定值電阻后，小靜同學無論怎樣移動滑片，都不能使電壓表示數達到原來的數值，為了能完成這次實驗，小靜采取的措施可行的是

。（多選）A.調高電源電壓B.更換一個最大阻值為30Ω的滑動變阻器C.再串聯一個10Ω的電阻D.將電壓表改接到滑動變阻器兩端（6）如圖圖像中能大致反應本實驗中各物理量之間關系的是

。2023年中考物理重難點突破【分析】（1）滑動變阻器接一個上接線柱和一個下接線柱串聯在電路中，按照甲電路圖知滑動變阻器接左下接線柱，如下圖所示：（2）若電流表沒有示數，說明電路可能斷路；電壓表有示數，說明電壓表、電流表、滑動變阻器、開關與電源相連，所以故障為與電壓表并聯的定值電阻斷路；2023年中考物理重難點突破（3）根據串聯分壓原理可知，將定值電阻由5Ω改接成10Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；探究電流與電阻的實驗中應控制電壓不變，應保持電阻兩端的電壓不變，根據串聯電路電壓的規律可知應增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應向右端移動，使電壓表示數恢復到原來的值；（4）根據畫出I﹣R圖象（如圖乙）知，圖中陰影面積為長方形，其面積等于IR，由歐姆定律得，U＝IR，陰影面積表示的物理量是電阻兩端的電壓，其數值為：U＝IR＝0.6A×5Ω＝3V；2023年中考物理重難點突破（5）A.設電源電壓為U，定值電阻兩端的電壓為UV，當接入50Ω的定值電阻時，則

＝

，即

＝

，解得電源電壓為：U＝4.2V，降低電源電壓可以完成這次實驗，A正確。BC.為了能完成這次實驗，滑動變阻器的最小電阻為：

＝

，即

＝

，解得滑動變阻器的最大電阻為：R滑大＝25Ω，所以更換一個最大阻值為30Ω的滑動變阻器可以完成這次實驗，B正確。再串聯一個電阻的阻值可以為：30Ω﹣20Ω＝10Ω，C正確。D.將電壓表改接到滑動變阻器兩端，不能改變電阻的分壓作用，無論怎樣移動滑片，都不能使電壓表示數達到原來的數值，所以不能完成這次實驗，D錯。選ABC。2023年中考物理重難點突破（6）A.因電壓表示數不變，即電流與R之積為一定值，故電流隨R的變化關系為反比例函數，A錯。B.換用不同的電阻時，電壓表示數不變，B錯。C.定值電阻的電壓為2V，變阻器的電壓為1V，由分壓原理，變阻器與R的比值為1：2，故變阻器連入電路的電阻與R的關系為一過原點的直線，C正確。D.根據P＝UI＝U2/R，定值電阻的功率：PR＝U2/R＝(3V)2/R，即電阻的電功率與R之積為一定值，電阻的電功率隨R變化關系為反比例函數，D錯。選C。【答案】（1）見分析

（2）定值電阻斷路

（3）右

（4）電阻兩端的電壓3V（5）ABC（6）C2023年中考物理重難點突破【突破】當定值電阻更換后，移動滑動變阻器滑片能否達到設定的電壓值的計算方法是：設電源電壓為U，設定的不變電壓為U設，定值電阻的阻值為R，滑動變阻器需要連入的電阻為R滑。則根據串聯電壓中電壓的分配與其電阻成正比，有：=。R滑=。

2023年中考物理重難點突破1.（2022蘇州）用如圖所示電路探究電流與電阻的關系，電源電壓不變，電阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。連接電路閉合開關，發現電流表無示數，電壓表示數接近電源電壓為了找出故障，把導線M的一端從接線柱a移開，分別連到接線柱b和c上，發現兩表指針位置均和之前一樣，進一步檢查發現電流表完好，則電路的故障是

排除故障后，將不同阻值的電阻分別接入電路，移動滑片記錄的數據如下表：【針對練習精編】2023年中考物理重難點突破cd間導線斷路實驗次數1234電阻/Ω5101520電流/A0.400.200130.102023年中考物理重難點突破分析表中數據，實驗中電阻兩端的電壓為

V，實驗得出的結論是

。2電壓一定時，導體中的電流與電阻成反比2.（2022畢節）小華同學在“探究電流與電阻關系”的實驗時，定值電阻R有5Ω、10Ω、20Ω三種規格，R1為滑動變阻器，電源電壓保持3V不變。（1）為能完成實驗，用筆畫線將圖甲連接完整。2023年中考物理重難點突破（2）小華首先將阻值為5Ω的電阻接入電路，閉合開關后，發現電流表指針向左偏轉如圖乙所示，其原因可能是

。（3）改正電路后，閉合開關，移動滑片P，當電壓表示數為2V時，記錄電流表的示數，作為第一組數據；接下來用10Ω的電阻替換5Ω的電阻做實驗，移動滑片P，使電流表的示數為

A時，作為第二組數據，然后將20Ω的電阻替換10Ω的電阻繼續實驗，并正確記錄數據，根據實驗數據總結得出：在電壓一定時，電流與電阻成反比。2023年中考物理重難點突破電流表正負接線柱接反0.23.（2022丹東）“探究電流與電壓和電阻的關系”的實驗中，準備的電學器材如下：電源（4.5V）、電流表、電壓表、滑動變阻器R標有“30Ω1A”、定值電阻（5Ω、10Ω、20Ω、30Ω）、開關、導線若干。2023年中考物理重難點突破（1）“探究電流與電壓的關系”實驗①某同學

開關，按如圖甲所示電路圖連接實物。試觸時發現：電流表指針向零刻度線左側偏轉，如圖乙所示，則電路連接出現的錯誤是

。②糾正錯誤后開始實驗，應將滑動變阻器滑片P向

(選填“左”或“右”)滑動，使電阻R0兩端電壓由1.5V逐漸增大到2V、2.5V，讀出所對應的電流值。其中第二次電流表示數如圖丙所示為

A。實驗數據如表所示:2023年中考物理重難點突破實驗次序123U/V1.522.5I/A0.15

△0.25斷開電流表正負接線柱接反左0.2③分析數據，得出結論：電阻一定時，導體中的電流與導體兩端電壓成

比。④善于預習的小輝，分析表中數據可知該同學所用的定值電阻阻值為

Ω。

（2）“探究電流與電阻的關系”實驗①將10Ω的定值電阻接入A、B兩點間，調節滑動變阻器的滑片P，使電壓表示數為2V，讀出電流表示數。②接下來用20Ω的電阻替換10Ω的電阻，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片P，使電壓表示數（選填“大于”、“小于”或“等于”)2V，讀出電流表示數。③將實驗器材中

（選填“5Ω”或“30Ω”）

定值電阻接入A、B兩點間，無論怎樣移動滑片P都無法完成實驗。2023年中考物理重難點突破正10等于30Ω4.（2022達州）現有下列實驗器材：學生電源、定值電阻三個（5Ω、10Ω、15Ω）、小燈泡RL（額定電壓為2.5V）、滑動變阻器“50Ω1A”、電流表、電壓表、開關和導線若干。（1）小聰利用部分實驗器材探究電流跟電壓的關系：①請用筆畫線代替導線，將圖甲所示的實物連接完整（要求：滑片向右移動時電壓表示數減小）。2023年中考物理重難點突破2023年中考物理重難點突破答案②在探究過程中多次移動滑動變阻器滑片，讀出電壓表和電流表示數并記錄如下：A.其中第6次實驗電流表示數如圖乙所示，請將讀數填入表中。B.分析數據可以得出的初步結論是：

。

C.該實驗所用的探究方法是

。2023年中考物理重難點突破實驗次數123456U/V0.511.522.53I/A0.050.10.150.20.24

0.3在電阻一定時，導體中的電流跟兩端電壓成正比控制變量法③換用另外兩個定值電阻重復上面的實驗步驟，分析數據得出結論。（2）小聰同學把定值電阻換成小