实验十八、探究电流与电压的关系
【实验目的】：
探究导体电流与电压的关系
【实验器材】：
若干节干电池、开关、电压表、电流表、两个不同导体、若干导线等。
【实验电路】：
【实验步骤】：
①按图连好电路，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处，实物图如下所示。
②保持电阻R1=5?不变，检查电路后闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数分别为1V、2V、3V，并读出电流表相应的数值、填表。
R1=5Ω
次数 1 2 3 电压U/V 1 2 3 电流I/A 0.2 0.4 0.6
③改变电阻，使R2=10?不变，调节滑动变阻器，使电压表的示数分别为1V、2V、3V，并读出电流表相应的数值、填表。
R2=10Ω
次数 1 2 3 ④根据数据画出I-U图像。 电压U/V 1 2 3 电流I/A 0.1 0.2 0.3
【实验结论】：
1.同一导体，电流与电压成正比。 2.同一导体，电压和电流的比值为定值。 3.不同导体，电压和电流的比值不同。
滑动变阻器在实验“探究电流与电阻的关系”中作用：控制电阻两端电压不变。 【考点方向】：
1、①提出问题：电流与电压有什么定量关系？
②采用的研究方法是：控制变量法。即：保持电阻不变，改变电压研究电流随电压的变化关系； ③得出结论：在电阻一定的情况下，导体中的电流与导体两端的电压成正比；（说法固定，不能更改） 2、电路连接注意事项：开关断开，滑动变阻器滑片移至阻值最大处
3、电表异常偏转原因：①指针反向偏转，原因是正负接线柱接反；②正向偏转幅度过小，原因是量程选择
过大；③正向偏转幅度过大超过最大刻度，原因是量程选择过小； 4、滑动变阻器的作用：①保护电路；②改变电阻两端电压
5、调节滑动变阻器不能使电压达到指定示数的原因是：滑动变阻器的最大阻值过小
6、换不同规格的电阻多次测量的目的是：得出普遍规律，避免偶然性。
7、此实验不能用灯泡代替电阻进行探究的原因：灯丝的电阻随温度的升高而增大。 【经典例题】：
例题：（2017?广西）如图所示，在“探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系”实验中，某小组选用两节新干电池为电源，规格为“
”的滑动变阻器等器材进行实验：
（1）请根据图甲的实物图将图乙的电路图补充完整；
（2）连接电路时开关应该 。闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数但没超出量程，则产生故障的原因可能是导体电阻 （选填“断路”或“短路”）；
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，若电流表的示数如图丙所示，其读数为
；
（4）改变滑动变阻器滑片的位置，测得多组对应的电压、电流值，如下表所 示，由测得数据可知，当电阻一定时，导体中的电流与电压成正比，导体电阻为
（结果保留一位小数）：
（5）进行实验时，该小组发现：调节滑动变阻器无法使电压表示数为方法是 （写出一种即可）。 【答案】
，为了解决这个问题，可采取的
（1）
（2）断开；短路； （3）0.3； （4）5.0；
；
（5）减小电源电压；串联一个电阻；换用最大阻值更大的滑动变阻器等 【解析】
（1）图乙还差一个电压表，将其与电阻并联即可；
（2）在连接电路时，应断开开关；电压表无示数，电流表有示数且不超出量程，说明是电阻短路； （3）电流表选用小量程，分度值为
，得电流大小为
；
；
，说明
（4）根据表中的数据，计算出每一组数据的电阻，最后取平均值，可知电阻为（5）当滑动变阻器接入阻值为0时，电压表示数为电源电压约为
，由题意可知，无法调到
电压表最小值大于，现在需要减小定值电阻两端的电压，即减小电路电流即可，又总电流，故
可通过减小电源电压或者增大电路电阻解决，而串联电阻或者换用最大阻值更大的滑动变阻器都可以增大电路电阻。
练习1：（2024?聊城）在“探究电流与电压的关系”的实验中，
（1）请在方框中画出能够改变定值电阻的电压、并可以同时测量电压和电流的电路图
（2）通过实验记录电流表、电压表的示数如下表所示 R=10Ω
实验序号 电压U/V 电流I/A
1 2.0 0.20
2 2.2 0.22
3 2.4 0.24
4 2.6 0.26
5 2.8 1.40
6 3.0 0.30
对表中数据进行分析，你认为错误的数据是实验序号 ，排除错误数据，可归纳得出的结论是 。
（3）如果想用此电路继续探究“电流与电阻的关系”，每次更换电阻后，可以通过调节 滑动变阻器 ，使电阻两端的电压不变。实验得出的结论是 。 【答案】：
（1）见上图；（2）5；在电阻一定时，电流与电压成正比；（3）滑动变阻器；在导体两端电压一定时，电流与电阻成反比。 【解析】：
（1）实验中为了探究规律，需要多次测量定值电阻两端的电压，因此需要滑动变阻器，多测几组电压和电流值，需要用电流表和电压表测量电流与电压，据此画出电路图； （2）根据数据表中电流与电压的关系可分析出错误数据，并得出结论。
（3）探究通过导体的电流与电阻的关系实验，根据控制变量法可知应通过移动滑动变阻器控制电压不变，从而得出结论。
解：（1）实验中要能够改变定值电阻的电压需要用滑动变阻器测量电压用电压表，测量电流用电流表，电路如图：
（2）根据数据分析可知，随着电压的增大电流在增大，并且电压与电流的比值为=﹣﹣﹣=10，
所以第5次实验中的电流数应当是错误的，应该为0.28A，并且可以看出在电阻一定时，电流与电压成正比； （3）要探究“电流与电阻的关系”，每次更换电阻后，需要通过调节滑动变阻器，使电阻两端的电压不变。可以得出结论：在导体两端电压一定时，电流与电阻成反比。
练习2：（2024?天津）在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中：
专题18 探究电流与电压的关系-2024年中考物理必考22个实验考学练(解析版)
