登录
12. 小明用如图所示的电路探究电流跟电阻的关系. 将电阻 $R_1$ 接入电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到适当位置,使电压表的示数为 $U$,并记下电流表的示数 $I_1$; 然后用电阻 $R_2$ 替换电阻 $R_1$,移动滑片,使电压表的示数为
U
,并记下此时电流表的示数 $I_2$. $I_1:I_2=$$R_2:R_1$
.答案
12. U $R_2:R_1$ 解析:探究电流跟电阻的关系时,要控制电阻两端的电压不变,将电阻$R_1$接入电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数为$U$,用电阻$R_2$替换电阻$R_1$后,应移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数仍为$U$;在电压一定时,电流与电阻成反比,则$I_1:I_2=R_2:R_1$.
解析
【分析】
这道题是探究电流与电阻关系的实验题，首先要明确该实验的核心研究方法是控制变量法：要探究电流和电阻的对应关系，必须保持定值电阻两端的电压恒定，仅改变电阻的阻值来观测电流的变化。所以替换电阻R₂之后，需要移动滑动变阻器的滑片，让定值电阻两端的电压和之前设定的U保持一致。接下来结合欧姆定律，在电压固定的前提下，通过导体的电流和导体的电阻成反比，对U=IR的公式做变形推导，就能得到两次电流的比值。
【解析】
1. 探究电流跟电阻的关系时，根据控制变量法的要求，需要控制定值电阻两端的电压不变，改变电阻阻值进行实验。因此用电阻R₂替换R₁后，移动滑动变阻器的滑片，要使电压表的示数仍然为U，保证定值电阻两端电压和之前的设定值一致。
2. 根据欧姆定律I=U/R，当定值电阻两端电压恒为U时，可得I₁=U/R₁，I₂=U/R₂，因此电流比值：
$I_1:I_2 = \frac{U}{R_1}:\frac{U}{R_2} = R_2:R_1$
【答案】
U $R_2:R_1$
【知识点】
控制变量法，欧姆定律
【点评】
本题属于电学探究实验的基础考点，重点考察对探究电流与电阻关系实验操作逻辑的理解，易错点是容易混淆反比关系，误将电流比值写为R₁:R₂，只要明确电压不变时电流与电阻成反比的规律就能顺利解题。
【难度系数】
0.8
这道题是探究电流与电阻关系的实验题，首先要明确该实验的核心研究方法是控制变量法：要探究电流和电阻的对应关系，必须保持定值电阻两端的电压恒定，仅改变电阻的阻值来观测电流的变化。所以替换电阻R₂之后，需要移动滑动变阻器的滑片，让定值电阻两端的电压和之前设定的U保持一致。接下来结合欧姆定律，在电压固定的前提下，通过导体的电流和导体的电阻成反比，对U=IR的公式做变形推导，就能得到两次电流的比值。
【解析】
1. 探究电流跟电阻的关系时，根据控制变量法的要求，需要控制定值电阻两端的电压不变，改变电阻阻值进行实验。因此用电阻R₂替换R₁后，移动滑动变阻器的滑片，要使电压表的示数仍然为U，保证定值电阻两端电压和之前的设定值一致。
2. 根据欧姆定律I=U/R，当定值电阻两端电压恒为U时，可得I₁=U/R₁，I₂=U/R₂，因此电流比值：
$I_1:I_2 = \frac{U}{R_1}:\frac{U}{R_2} = R_2:R_1$
【答案】
U $R_2:R_1$
【知识点】
控制变量法，欧姆定律
【点评】
本题属于电学探究实验的基础考点，重点考察对探究电流与电阻关系实验操作逻辑的理解，易错点是容易混淆反比关系，误将电流比值写为R₁:R₂，只要明确电压不变时电流与电阻成反比的规律就能顺利解题。
【难度系数】
0.8
13. 小明用如图甲所示的实物电路探究电流与电压的关系.
(1)请用笔画线代替导线,将如图甲所示的实物电路连接完整.要求:滑片向左移动时电流表示数减小.
(2)小明连接电路时,必须
(3)闭合开关后发现电流表无示数,电压表示数为3 V,移动滑片,两个电表示数均无变化,则电路故障可能是
(4)排除故障后继续实验,小明记录的数据如下表所示.为了得出电流与电压的定量关系,请你利用表中数据,在图乙坐标系中绘制出电流与电压的关系图像.分析图像可知:当
(5)某同学探究电流与电阻的关系时,先测出了5 Ω的电阻在2 V电压下的电流,然后断开开关,将5 Ω的电阻换成10 Ω的电阻,再闭合开关,直接读出电流值,这种做法
(1)请用笔画线代替导线,将如图甲所示的实物电路连接完整.要求:滑片向左移动时电流表示数减小.
(2)小明连接电路时,必须
断开
开关,并将滑动变阻器的滑片移至最左
(选填“左”或“右”)端,这个操作的目的是保护电路
.(3)闭合开关后发现电流表无示数,电压表示数为3 V,移动滑片,两个电表示数均无变化,则电路故障可能是
定值电阻断路
.(4)排除故障后继续实验,小明记录的数据如下表所示.为了得出电流与电压的定量关系,请你利用表中数据,在图乙坐标系中绘制出电流与电压的关系图像.分析图像可知: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.小华用小灯泡代替定值电阻重复上述实验,却发现无法得出正确结论,原因是小灯泡的电阻随温度的变化而变化
.(5)某同学探究电流与电阻的关系时,先测出了5 Ω的电阻在2 V电压下的电流,然后断开开关,将5 Ω的电阻换成10 Ω的电阻,再闭合开关,直接读出电流值,这种做法
错误
(选填“正确”或“错误”),理由是更换电阻后,没有调节滑片使电压表示数为2
V.答案
13. (1)如图甲所示
(2)断开 左 保护电路 (3)定值电阻断路 (4)如图乙所示
导体的电阻 导体两端的电压 小灯泡的电阻随温度的变化而变化 (5)错误 2解析:(1)滑片向左移动时电流表示数减小,说明滑动变阻器接入电路的阻值增大,故应将滑动变阻器的右下接线柱接入电路.(2)为了保护电路,连接电路时,必须断开开关,并将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,即最左端.(3)闭合开关后发现电流表无示数,说明电路可能断路,电压表示数为3 V,说明电压表与电源相连,则电路故障可能是定值电阻R断路.(4)根据题表中数据,利用描点法在坐标系中绘制出电流与电压的关系图像;根据图像可得出结论: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;在探究电流与电压的关系时,应控制电阻不变,由于小灯泡的电阻随温度的升高而增大,不是定值,所以不能用小灯泡得出正确结论.(5)在探究电流与电阻的关系时,应控制导体两端的电压不变,由于更换电阻后,没有调节滑片使电阻两端的电压仍为2 V,故这种做法是错误的.
解析
【分析】
我们可以逐问梳理清晰的解题思路：
1. 第一问连接实物：题目要求滑片左移时电流表示数减小，说明电路总电阻要变大，也就是滑动变阻器接入电路的电阻丝长度要变长，结合滑动变阻器“一上一下”的接线原则，选择右下接线柱接入电路，就能满足滑片左移时接入电阻变大、电流减小的要求。
2. 第二问是电学实验的基础安全操作：所有电学实验连接电路时，开关都必须断开，滑动变阻器滑片要调到接入阻值最大的位置，结合第一问的接线逻辑，此时最大阻值对应滑片在最左端，这个操作是为了避免电路接通瞬间电流过大，保护所有电路元件。
3. 第三问故障判断：电流表无示数首先判断电路大概率是断路，电压表示数等于电源电压3V，且移动滑片示数无变化，说明电压表的两个接线柱可以正常连通到电源正负极，因此故障就是和电压表并联的定值电阻发生了断路。
4. 第四问实验结论部分：探究电流与电压的关系需要控制定值电阻的阻值不变，所以得到的结论是电阻一定时，电流和导体两端电压成正比；小灯泡的灯丝电阻会随温度升高而变大，无法保持电阻恒定，因此不能用小灯泡完成该实验得到正确结论。
5. 第五问探究电流与电阻的关系时，必须控制定值电阻两端的电压不变，本实验之前控制的是2V，更换大电阻后，定值电阻分压会变大，没有调节滑动变阻器让它两端电压回到2V，变量不唯一，所以操作是错误的。
【解析】
(1) 滑片向左移动时电流表示数减小，说明滑动变阻器接入电路的阻值增大，按照滑动变阻器“一上一下”的接线规则，将滑动变阻器的右下接线柱接入电路即可，满足滑片左移接入电阻变大的要求。
(2) 连接电路时，为防止接线过程中误触导通电路烧坏元件，必须断开开关；同时将滑动变阻器的滑片移至接入阻值最大的位置，结合本电路接线，滑片移到最左端时接入电阻最大，该操作的目的是保护电路，避免闭合开关瞬间电流过大损坏元件。
(3) 闭合开关后电流表无示数，说明电路存在断路故障；电压表示数为电源电压3V，且移动滑片示数无变化，说明电压表两端可以正常连通电源两极，因此故障为与电压表并联的定值电阻断路。
(4) 根据表格中的多组电压、电流数据，在坐标系中逐个描点，再用直线将各点连接起来，就得到电流与电压的关系图像；分析图像可知，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；由于小灯泡的灯丝电阻会随温度的升高而发生变化，无法控制电阻保持恒定，因此用小灯泡代替定值电阻无法得出电流与电压的定量关系。
(5) 探究电流与电阻的关系时，需要控制定值电阻两端的电压保持不变，本实验中预设的定值电阻两端电压为2V，将5Ω电阻换成10Ω电阻后，定值电阻分压会变大，没有调节滑动变阻器滑片使定值电阻两端电压回到2V就读数，变量不唯一，因此该做法是错误的。
【答案】
(1)
(2) 断开；左；保护电路
(3) 定值电阻断路
(4)；导体的电阻；导体两端的电压；小灯泡的电阻随温度的变化而变化
(5) 错误；2
【知识点】
滑动变阻器的使用；电流与电压、电阻的关系；电路故障分析
【点评】
本题是初中电学核心探究实验的综合考题，覆盖了实物电路连接、实验操作规范、故障排查、实验结论推导、控制变量法应用等多个高频考点，都是电学实验的核心基础内容，易错点集中在滑动变阻器接线逻辑、小灯泡无法替代定值电阻的原因、探究电流与电阻关系时的控制变量细节，能有效巩固电学实验的相关知识点。
【难度系数】
0.7
我们可以逐问梳理清晰的解题思路：
1. 第一问连接实物：题目要求滑片左移时电流表示数减小，说明电路总电阻要变大，也就是滑动变阻器接入电路的电阻丝长度要变长，结合滑动变阻器“一上一下”的接线原则，选择右下接线柱接入电路，就能满足滑片左移时接入电阻变大、电流减小的要求。
2. 第二问是电学实验的基础安全操作：所有电学实验连接电路时，开关都必须断开，滑动变阻器滑片要调到接入阻值最大的位置，结合第一问的接线逻辑，此时最大阻值对应滑片在最左端，这个操作是为了避免电路接通瞬间电流过大，保护所有电路元件。
3. 第三问故障判断：电流表无示数首先判断电路大概率是断路，电压表示数等于电源电压3V，且移动滑片示数无变化，说明电压表的两个接线柱可以正常连通到电源正负极，因此故障就是和电压表并联的定值电阻发生了断路。
4. 第四问实验结论部分：探究电流与电压的关系需要控制定值电阻的阻值不变，所以得到的结论是电阻一定时，电流和导体两端电压成正比；小灯泡的灯丝电阻会随温度升高而变大，无法保持电阻恒定，因此不能用小灯泡完成该实验得到正确结论。
5. 第五问探究电流与电阻的关系时，必须控制定值电阻两端的电压不变，本实验之前控制的是2V，更换大电阻后，定值电阻分压会变大，没有调节滑动变阻器让它两端电压回到2V，变量不唯一，所以操作是错误的。
【解析】
(1) 滑片向左移动时电流表示数减小，说明滑动变阻器接入电路的阻值增大，按照滑动变阻器“一上一下”的接线规则，将滑动变阻器的右下接线柱接入电路即可，满足滑片左移接入电阻变大的要求。
(2) 连接电路时，为防止接线过程中误触导通电路烧坏元件，必须断开开关；同时将滑动变阻器的滑片移至接入阻值最大的位置，结合本电路接线，滑片移到最左端时接入电阻最大，该操作的目的是保护电路，避免闭合开关瞬间电流过大损坏元件。
(3) 闭合开关后电流表无示数，说明电路存在断路故障；电压表示数为电源电压3V，且移动滑片示数无变化，说明电压表两端可以正常连通电源两极，因此故障为与电压表并联的定值电阻断路。
(4) 根据表格中的多组电压、电流数据，在坐标系中逐个描点，再用直线将各点连接起来，就得到电流与电压的关系图像；分析图像可知，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；由于小灯泡的灯丝电阻会随温度的升高而发生变化，无法控制电阻保持恒定，因此用小灯泡代替定值电阻无法得出电流与电压的定量关系。
(5) 探究电流与电阻的关系时，需要控制定值电阻两端的电压保持不变，本实验中预设的定值电阻两端电压为2V，将5Ω电阻换成10Ω电阻后，定值电阻分压会变大，没有调节滑动变阻器滑片使定值电阻两端电压回到2V就读数，变量不唯一，因此该做法是错误的。
【答案】
(1)
(2) 断开；左；保护电路
(3) 定值电阻断路
(4)
；导体的电阻；导体两端的电压；小灯泡的电阻随温度的变化而变化(5) 错误；2
【知识点】
滑动变阻器的使用；电流与电压、电阻的关系；电路故障分析
【点评】
本题是初中电学核心探究实验的综合考题，覆盖了实物电路连接、实验操作规范、故障排查、实验结论推导、控制变量法应用等多个高频考点，都是电学实验的核心基础内容，易错点集中在滑动变阻器接线逻辑、小灯泡无法替代定值电阻的原因、探究电流与电阻关系时的控制变量细节，能有效巩固电学实验的相关知识点。
【难度系数】
0.7
