資源簡介

實驗 07 探究電流與電阻的關系
1．【實驗目的】
在電壓一定時，電流與電阻有什么關系？
2．【實驗器材】
（1）電源、開關、導線、定值電阻、電流表、電壓表、滑動變阻器。
（2）主要器材作用： ①電壓表：測定值電阻兩端電壓。
②電流表：測定值電阻中的電流。
③滑動變阻器的作用：A 保護電路。B 保持定值電阻兩端的電壓不
變。。
3. 【實驗電路圖和實物圖】
4. 【實驗步驟】
保持電阻兩端的電壓不變，選用不同的定值電阻接入電路，探究通過電阻的電流是怎
樣隨阻值變化的。
5. 【實驗表格】
次數 1 2 3 4 5
電流/A 0.6 0.3 0.2 0.15 0.1
電阻/Ω 5 10 15 20 30
6．【實驗結論】
在電壓不變時，導體中的電流與導體的電阻成反比。
7．【注意事項】
（1）開關要斷開。
（2）電流表串聯，電壓表并聯，選擇合適的量程，“正進負出”。
（3） A.滑動變阻器按“上下各一”的原則接入電路。
B.閉合開關前，滑片移到阻值最大處。
1.滑動變阻器滑片的移動方向：
更換了大阻值定值電阻后，滑片移動方向應該能使變阻器接入電路中的電阻值變大，從而保
證電壓表的示數不變。
（換大調大，換小調小。）
2.控制變量法的應用：
保持定值電阻兩端電壓不變，改變定值電阻大小，研究電流隨電阻的變化關系，觀察并記錄
電流表示數。
3.如何判斷電流與電壓成正比的方法：
（1）算出每次電流與電阻的乘積，若乘積是定值，則電流與電阻成反比。
（2）作出 I-R 圖像，若圖像為反比例函數，則電流與電阻成反比。
4.關于實驗結論的敘述：
（1）不能少條件：在電壓一定時。
（2）不能亂先后順序：不能反過來說。
5.為了減少來回更換定值電阻的麻煩，實驗中我們可以用電阻箱來代替定值電阻，通過調
節電阻箱的旋鈕來改變電阻大小。
【典例 1】在探究“電流與電阻的關系”的實驗中，某小組設計了如圖甲所示的實驗電路.實
驗室中可選用的器材有：兩節新干電池，電流表、電壓表各一只，開關一個，阻值分別為
10 Ω、20 Ω、30 Ω、50 Ω 的定值電阻各一個，滑動變阻器一個，導線若干.
【基礎設問】
（1）如圖乙所示的實驗電路中有一根導線連接錯誤，請在連接錯誤的導線上畫“×”，然
后另畫一根導線連接正確.
（2）在連接實驗電路時，開關應處于_______（填“斷開”或“閉合”）狀態.閉合開關前，
應將滑動變阻器滑片滑到最_______（填“左”或“右”）端.此實驗中滑動變阻器的作用是
保護電路和_______.
（3）實驗小組的小華先把 10 Ω 的電阻接入電路，連接好電路，閉合開關后，移動滑動變阻
器的滑片時，發現電流表無示數，電壓表有示數且接近電源電壓，則發生這種現象的原因可
能是_______.
（4）故障排除后，小華移動滑動變阻器滑片，使電壓表示數為 2 V，讀出電流表示數后，
斷開開關，她直接拆下 10 Ω 的電阻，改換成阻值為 20 Ω 的電阻繼續做實驗，閉合開關，電
壓表示數如圖丙所示，其示數是_______V，要完成這次實驗，接下來她應將滑動變阻器滑
片向_______（填“左”或“右”）端移動，并觀察_______（填“電流表”或“電壓
表”），使其示數為_______V.
【能力設問】
（5）小華利用收集到的多組數據，作出了如圖丁所示的電流 I 隨電阻 R 變化的關系圖像，
圖中陰影部分“面積”表示的物理量是_______；進一步研究發現由圖線上任一點和坐標軸
圍成的矩形“面積”大小都相等，由此可得出的實驗結論是______________.小華選用的滑
動變阻器的最大阻值至少為_______Ω.
（6）小組間交流時，發現相鄰兩個小組在相同的坐標系中畫出的圖像如圖戊、己所示，你
認為他們的圖像不同的原因是______________.
【拓展設問】
（7）小亮也用圖甲所示的電路圖探究電流與電阻的關系，電源為兩節新干電池，小亮選用
的滑動變阻器的規格為“10 Ω 1 A”.
①若題述 4 個定值電阻均能完成實驗，則應控制定值電阻兩端電壓不低于_______V；
②若控制定值電阻兩端電壓為 2 V，則小亮可以選用的定值電阻的最大阻值為_______Ω；
③小亮認為小華作出的 I - R 圖像為曲線，看起來不直觀，于是將圖像進行了變換，從而直
觀地判斷出了 I 與 R 的關系，小亮的改進方法為______________；
④實驗中需要不斷更換定值電阻，操作復雜，請你提出一條改進建議：______________.
【對點 1】某實驗小組用圖甲所示電路進行“探究電流與電阻的關系”實驗，電源電壓 3V
保持不變。
（1）請將圖甲連接完整，要求滑動變阻器滑片向右移動時電阻變大。
（2）連接電路時開關必須_______，滑動變阻器滑片 P 應該位于_______（選填“A”或
“B”）端。
（3）滑動變阻器在電路中除了保護電路外，在實驗過程中還起到_______的作用。
（4）閉合開關后，同學們發現，無論怎樣調節滑動變阻器的滑片，電流表始終沒有示數，
電壓表示數接近電源電壓，原因可能是_______。
（5）排除故障后，先將 5Ω 定值電阻接入電路，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片，使電
壓表的示數為某一定值，此時電流表的示數如圖乙所示，為_______A。
（6）接下來斷開開關，取下 5Ω 的定值電阻，換成 10Ω 的定值電阻，閉合開關，應向_______
（選填“A”或“B”）端移動滑片，直至電壓表示數為_______V 時，讀出電流表的示數。
再更換為 20Ω 的定值電阻，繼續進行實驗，將實驗數據記錄在下面的表格中。
實驗次數 1 2 3
R/Ω 5 10 20
I /A 0.2 0.1
（7）由表中所示的實驗數據，滑動變阻器的最大阻值應該不低于_______Ω。
1.（2023 四川廣元）同學們“探究電流與電阻的關系”時，實驗室提供的器材有：電壓恒為
6V 的電源一個，定值電阻 5 個（阻值分別為5W 、10W、15W、20W、25W），規格為“ 40W
1A”的滑動變阻器一個，電流表、電壓表、開關各一個，導線若干。
（1）同學們設計并連接了如圖甲所示的實驗電路，想用電壓表的 3V 量程測量定值電阻 R
兩端的電壓，請你用筆畫線代替導線，幫助他們把電壓表正確連接在電路中（導線不能交
叉）；
（2）他們先將R = 5W 的電阻接在圖甲中 a、b 間，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示數
為U0 ；保持滑片不動，用10W的電阻替換 a、b 間的電阻后，需將滑動變阻器的滑片 P 向
___________（選填“左”或“右”）端移動，才能保持 a、b 間的電壓U0 不變；再依次更換 a、
b 間電阻為15W、20W繼續實驗。他們根據測量數據作出了電流表示數 I 與 a、b 間電阻 R 阻
值的關系圖像，如圖乙所示。由乙圖可知：a、b 間電壓U0 的值為___________V；a、b 間電
壓一定時。通過 a、b 間導體的電流與導體的電阻成___________比；
（3）當他們用 25W的電阻替換 20W的電阻后，發現電壓表示數始終不能調為U0 。為繼續完
成此次探究，同學們一起設計了如下方案，下列方案不正確的一項是___________；
A．將滑動變阻器更換為“ 50W 1A”的滑動變阻器，其余不變
B．將電壓為 6V 的電源更換為電壓為 5.2V 的電源，其余不變
C．只調節滑動變阻器，使U0 為 2.3V實驗 07 探究電流與電阻的關系
1．【實驗目的】
在電壓一定時，電流與電阻有什么關系？
2．【實驗器材】
（1）電源、開關、導線、定值電阻、電流表、電壓表、滑動變阻器。
（2）主要器材作用： ①電壓表：測定值電阻兩端電壓。
②電流表：測定值電阻中的電流。
③滑動變阻器的作用：A 保護電路。B 保持定值電阻兩端的電壓不變。
3. 【實驗電路圖和實物圖】
4. 【實驗步驟】
保持電阻兩端的電壓不變，選用不同的定值電阻接入電路，探究通過電阻的電流是怎
樣隨阻值變化的。
5. 【實驗表格】
次數 1 2 3 4 5
電流/A 0.6 0.3 0.2 0.15 0.1
電阻/Ω 5 10 15 20 30
6．【實驗結論】
在電壓不變時，導體中的電流與導體的電阻成反比。
7．【注意事項】
（1）開關要斷開。
（2）電流表串聯，電壓表并聯，選擇合適的量程，“正進負出”。
（3） A.滑動變阻器按“上下各一”的原則接入電路。
B.閉合開關前，滑片移到阻值最大處。
1.滑動變阻器滑片的移動方向：
更換了大阻值定值電阻后，滑片移動方向應該能使變阻器接入電路中的電阻值變大，從而保
證電壓表的示數不變。
（換大調大，換小調小。）
2.控制變量法的應用：
保持定值電阻兩端電壓不變，改變定值電阻大小，研究電流隨電阻的變化關系，觀察并記錄
電流表示數。
3.如何判斷電流與電壓成正比的方法：
（1）算出每次電流與電阻的乘積，若乘積是定值，則電流與電阻成反比。
（2）作出 I-R 圖像，若圖像為反比例函數，則電流與電阻成反比。
4.關于實驗結論的敘述：
（1）不能少條件：在電壓一定時。
（2）不能亂先后順序：不能反過來說。
5.為了減少來回更換定值電阻的麻煩，實驗中我們可以用電阻箱來代替定值電阻，通過調
節電阻箱的旋鈕來改變電阻大小。
【典例 1】在探究“電流與電阻的關系”的實驗中，某小組設計了如圖甲所示的實驗電路.實
驗室中可選用的器材有：兩節新干電池，電流表、電壓表各一只，開關一個，阻值分別為
10 Ω、20 Ω、30 Ω、50 Ω 的定值電阻各一個，滑動變阻器一個，導線若干.
【基礎設問】
（1）如圖乙所示的實驗電路中有一根導線連接錯誤，請在連接錯誤的導線上畫“×”，然
后另畫一根導線連接正確.
（2）在連接實驗電路時，開關應處于_______（填“斷開”或“閉合”）狀態.閉合開關前，
應將滑動變阻器滑片滑到最_______（填“左”或“右”）端.此實驗中滑動變阻器的作用是
保護電路和_______.
（3）實驗小組的小華先把 10 Ω 的電阻接入電路，連接好電路，閉合開關后，移動滑動變阻
器的滑片時，發現電流表無示數，電壓表有示數且接近電源電壓，則發生這種現象的原因可
能是_______.
（4）故障排除后，小華移動滑動變阻器滑片，使電壓表示數為 2 V，讀出電流表示數后，
斷開開關，她直接拆下 10 Ω 的電阻，改換成阻值為 20 Ω 的電阻繼續做實驗，閉合開關，電
壓表示數如圖丙所示，其示數是_______V，要完成這次實驗，接下來她應將滑動變阻器滑
片向_______（填“左”或“右”）端移動，并觀察_______（填“電流表”或“電壓
表”），使其示數為_______V.
【能力設問】
（5）小華利用收集到的多組數據，作出了如圖丁所示的電流 I 隨電阻 R 變化的關系圖像，
圖中陰影部分“面積”表示的物理量是_______；進一步研究發現由圖線上任一點和坐標軸
圍成的矩形“面積”大小都相等，由此可得出的實驗結論是______________.小華選用的滑
動變阻器的最大阻值至少為_______Ω.
（6）小組間交流時，發現相鄰兩個小組在相同的坐標系中畫出的圖像如圖戊、己所示，你
認為他們的圖像不同的原因是______________.
【拓展設問】
（7）小亮也用圖甲所示的電路圖探究電流與電阻的關系，電源為兩節新干電池，小亮選用
的滑動變阻器的規格為“10 Ω 1 A”.
①若題述 4 個定值電阻均能完成實驗，則應控制定值電阻兩端電壓不低于_______V；
②若控制定值電阻兩端電壓為 2 V，則小亮可以選用的定值電阻的最大阻值為_______Ω；
③小亮認為小華作出的 I - R 圖像為曲線，看起來不直觀，于是將圖像進行了變換，從而直
觀地判斷出了 I 與 R 的關系，小亮的改進方法為______________；
④實驗中需要不斷更換定值電阻，操作復雜，請你提出一條改進建議：______________.
答案：（1）如圖所示.
（2）斷開；左；保持定值電阻兩端電壓不變
（3）R 斷路
（4）2.4；左；電壓表；2
（5）電壓；電壓一定時，電流與電阻成反比；25
（6）這兩個小組所控制的定值電阻兩端的電壓不同
1
（7）①2.5；②20；③作 I - 圖像；④用電阻箱替代定值電阻
R
解析：（2）此實驗中滑動變阻器的作用是保護電路和控制定值電阻兩端電壓不變.
（5）陰影部分“面積”可由橫坐標和縱坐標的乘積得出，由U = IR 可知，陰影部分面積
U 2 V
為電壓.用 50 Ω 的電阻時，電路中的電流 I = IR = = = 0.04 AR 50 Ω ，滑動變阻器接入電
U
R = 滑 3 V - 2 V路中的阻值 滑 = = 25 Ω ，所以滑動變阻器最大阻值至少為 25 Ω.I 0.04 A
（7）①將 10 Ω 的定值電阻接入電路，當其兩端的電壓為 2 V 時，滑動變阻器兩端的電壓為
1 V，由串聯電路的分壓規律可得滑動變阻器接入電路中的電阻是 5 Ω；當將 30 Ω 的定值電
阻接入電路時，若電壓表示數仍為 2 V，則滑動變阻器需要接入電路中的電阻為 15 Ω，而滑
動變阻器的最大阻值為10 Ω，故此時無法將電壓表示數調節到2 V.探究電流與電阻的關系時，
接入電路的定值電阻的阻值越大，滑動變阻器需要接入電路的阻值越大，將題中所給的最大
的定值電阻（50 Ω）接入電路，當滑動變阻器接入電路中的阻值最大（為 10 Ω）時，定值
電阻兩端的電壓為 2.5 V，故為使實驗順利完成，定值電阻兩端的電壓應不低于 2.5 V.②當控
制定值電阻兩端電壓為 2 V 時，滑動變阻器兩端電壓為 1 V，由①知，在探究電流與電阻的
關系時，接入電路的定值電阻的阻值越大，滑動變阻器需要接入電路的阻值越大，故當滑動
變阻器接入電路中的阻值最大（為 10 Ω）時，定值電阻的阻值最大，由串聯分壓可知
U 滑 R滑 1 V 10 Ω= ，代入數據得 = ，解得 R = 20 Ω2 V R ，故可以選用的定值電阻的最大阻U R R
U U 1
值為 20 Ω.③根據 I = 可知，電壓保持不變時，電流與電阻成反比關系.因 I = = U × ，
R R R
1
即電壓保持不變時，電流 I 與電阻的倒數成正比.故可作 I - 圖像.
R
【對點 1】某實驗小組用圖甲所示電路進行“探究電流與電阻的關系”實驗，電源電壓 3V
保持不變。
（1）請將圖甲連接完整，要求滑動變阻器滑片向右移動時電阻變大。
（2）連接電路時開關必須_______，滑動變阻器滑片 P 應該位于_______（選填“A”或
“B”）端。
（3）滑動變阻器在電路中除了保護電路外，在實驗過程中還起到_______的作用。
（4）閉合開關后，同學們發現，無論怎樣調節滑動變阻器的滑片，電流表始終沒有示數，
電壓表示數接近電源電壓，原因可能是_______。
（5）排除故障后，先將 5Ω 定值電阻接入電路，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片，使電
壓表的示數為某一定值，此時電流表的示數如圖乙所示，為_______A。
（6）接下來斷開開關，取下 5Ω 的定值電阻，換成 10Ω 的定值電阻，閉合開關，應向_______
（選填“A”或“B”）端移動滑片，直至電壓表示數為_______V 時，讀出電流表的示數。
再更換為 20Ω 的定值電阻，繼續進行實驗，將實驗數據記錄在下面的表格中。
實驗次數 1 2 3
R/Ω 5 10 20
I /A 0.2 0.1
（7）由表中所示的實驗數據，滑動變阻器的最大阻值應該不低于_______Ω。
答案：（1）圖見解析
（2）斷開；B
（3）保持電阻 R 兩端的電壓不變
（4）R 斷路
（5）0.4
（6）B；2
（7）10
解析：（1）滑動變阻器滑片向右移動時電阻變大，故變阻器左下接線柱連入電路中與電阻
串聯，如下圖所示：
（2）為了保護電路，閉合開關必須斷開，滑動變阻器滑片 P 應該位于阻值最大處的 B 端；
（3）探究電流與電阻的關系，應保持電阻 R 兩端的電壓不變，所以滑動變阻器在電路中除
了保護電路外，在實驗過程中還起到保持電阻 R 兩端的電壓不變；
（4）閉合開關后，同學們發現，無論怎樣調節滑動變阻器的滑片，電流表始終沒有示數，
電路可能斷路，電壓表示數接近電源電壓，電壓表與電源連通，原因可能是 R 斷路；
（5）排除故障后，先將 5Ω 定值電阻接入電路，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片，使電
壓表的示數為某一定值，此時電流表的示數如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為
0.02A，示數為 0.4A；
（6）由歐姆定律可得，電阻的電壓為：U = IR = 0.4A 5Ω = 2V ，根據串聯分壓原理可
知，將定值電阻 R 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，即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 B 端移動，使電壓表的示數為 2V，讀出電流表的示數；
（7）由表格數據知定值電阻的阻值最大為 20Ω，根據串聯電路電壓的規律，變阻器的電壓
為：U滑 = U－UV = 3V - 2V 1V
2V
= ，定值電阻的電壓為滑動變阻器兩端電壓的 = 2倍，
1V
根據分壓原理，當定值電阻的阻值最大為 20Ω 時，滑動變阻器連入電路的最大電阻為：
1
20Ω =10Ω 。
2
1.（2023 四川廣元）同學們“探究電流與電阻的關系”時，實驗室提供的器材有：電壓恒為
6V 的電源一個，定值電阻 5 個（阻值分別為5W 、10W、15W、20W、25W），規格為“ 40W
1A”的滑動變阻器一個，電流表、電壓表、開關各一個，導線若干。
（1）同學們設計并連接了如圖甲所示的實驗電路，想用電壓表的 3V 量程測量定值電阻 R
兩端的電壓，請你用筆畫線代替導線，幫助他們把電壓表正確連接在電路中（導線不能交
叉）；
（2）他們先將R = 5W 的電阻接在圖甲中 a、b 間，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示數
為U0 ；保持滑片不動，用10W的電阻替換 a、b 間的電阻后，需將滑動變阻器的滑片 P 向
___________（選填“左”或“右”）端移動，才能保持 a、b 間的電壓U0 不變；再依次更換 a、
b 間電阻為15W、20W繼續實驗。他們根據測量數據作出了電流表示數 I 與 a、b 間電阻 R 阻
值的關系圖像，如圖乙所示。由乙圖可知：a、b 間電壓U0 的值為___________V；a、b 間電
壓一定時。通過 a、b 間導體的電流與導體的電阻成___________比；
（3）當他們用 25W的電阻替換 20W的電阻后，發現電壓表示數始終不能調為U0 。為繼續完
成此次探究，同學們一起設計了如下方案，下列方案不正確的一項是___________；
A．將滑動變阻器更換為“ 50W 1A”的滑動變阻器，其余不變
B．將電壓為 6V 的電源更換為電壓為 5.2V 的電源，其余不變
C．只調節滑動變阻器，使U0 為 2.3V
【答案】 （1） （2）右 2 反 （3）
C
【解析】（1）電壓表與定值電阻并聯接入電路，注意接線柱正進負出，電壓表選用 3V 的
量程
（2）實驗中，用 10Ω 的電阻替換 5Ω，根據分壓原理，電阻兩端的電壓變大，即電壓表示
數變大；研究電流與電阻關系時要控制電壓不變，根據串聯電路電壓的規律，要增大變阻器
兩端的電壓，由分壓原理，要增大變阻器電阻阻值，故應向右移動滑片才能達到實驗要求；
根據圖乙所示的圖象可知，a、b 兩端的電壓為 U=IR=0.4A×5Ω==2V，為一定值，故可得出：
當電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比。
（3）A．由圖可知，電源電壓為 6V，定值電阻兩端電壓為 2V，滑動變阻器兩端電壓為 U 變
=6V-2V=4V，根據串聯分壓原理得 R 定∶R 變=UV∶U 變=2V∶4V=1∶2，滑動變阻器的阻值是定值電阻
的 2 倍，當他們用 25Ω 的電阻替換 20Ω 的電阻后，則解得 R 變=50Ω，如果只更換滑動變阻
器，則更換的滑動變阻器最大阻值至少為 50Ω，因此該方法可行，故 A 正確，不符合題意；
B．如果重新開始實驗，只更換電源，將電壓為 6V 的電源更換為電壓為 5.2V 的電源，定值
電阻兩端電壓保持不變為 2V，滑動變阻器兩端電壓為 U 變=6V-5.2V=3.2V，根據串聯分壓原
理得 R 定∶R 變=UV∶U 變=2V∶3.2V=1∶1.6，滑動變阻器的阻值是定值電阻的 1.6 倍，當他們用 25Ω
的電阻替換 20Ω 的電阻后，則解得 R 變=40Ω，因此該方法可行，故 B 正確，不符合題意；
C．如果重新開始實驗，只改變控制電壓 U0，使 U0為 2.3V，電源電壓為 6V，定值電阻兩端
電壓為 2.3V，滑動變阻器兩端電壓為 U 變=6V-2.3V=3.7V，根據串聯分壓原理得 R 定∶R 變=UV∶U
37
變=2.3V∶3.7V=23∶37，滑動變阻器的阻值是定值電阻的 倍，當他們用 25Ω 的電阻替換 20Ω23
R 25Ω 37的電阻后，則解得 = 40.2Ω變 ，變阻器的最大阻值是 40Ω，因此該方法不可行，23
故 C 錯誤，符合題意。
故選 C。

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