17．为了探究电流与电压的关系，小明设计了如图甲所示的电路图，所用的电源电压恒为3V，所用的滑动变阻器规格是“10Ω1A”。
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 0.8 1.2 1.5 2.0 2.4
电流I/A 0.2 0.3 0.38 0.5 0.6
(1)请根据图甲将图乙中的实物电路连接完整（导线不允许交叉）。
(2)该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，还可以。
(3)如表是某同学记录的实验数据。从中可看出，第次实验把滑动变阻器的阻值调到了与定值电阻阻值相等。分析实验数据可以得到的结论是。
(4)为了保证电路安全，第5次实验后，滑动变阻器的滑片不能向移动。
【答案】(1)
(2)改变定值电阻两端的电压
(3) 3当电阻一定时，电流与电压成正比(4)左
【详解】（1）由图甲可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表并联在定值电阻两端，故应将图乙中定值电阻的右接线柱与滑动变阻器的左下接线柱相连，并把定值电阻的左接线柱与电源负极相连，如图所示：
（2）探究电流与电压的关系时，要不断改变定值电阻两端的电压，观察电流表示数的变化，故滑动变阻器的作用除了保护电路外，还可以改变定值电阻两端的电压。
（3）[1] 根据串联分压可知，当滑动变阻器与定值电阻的阻值相同时，滑动变阻器与定值电阻两端的电压相同，已知电源电压为3V，故当定值电阻两端电压为1.5V时，滑动变阻器与定值电阻的阻值相同，即第3次实验把滑动变阻器的阻值调到了与定值电阻阻值相等。
[2]从表格中的实验数据可以看出定值电阻两端电压增大，通过定值电阻的电流也增大，电压与电流的比值不变，所以可以得到的结论是当电阻一定时，电流与电压成正比。
（4）第5次实验时，电路中的电流已经达到了电流表允许通过的最大值，电路中的电流最大，为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路中的阻值不能再变小了，故滑动变阻器的滑片不能向左移动。
18．小明用阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的四个定值电阻探究电流与电阻的关系，电源电压为3V 且保持不变，实验电路如图甲所示。
(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P 应置于最（选填“左”或“右”）端。
(2)闭合开关，小明发现无论怎样调节滑动变阻器，电流表指针均不偏转，电压表指针有明显偏转且保持不变。已知导线及各接线柱连接完好，则电路中（填元件名称）出现了故障。
(3)排除故障后，接入5Ω的电阻进行实验，闭合开关，移动滑片P 使电压表示数为2V，记录电流表示数。断开开关，用10Ω电阻替换5Ω电阻，此时应向移动滑片才可以达到实验要求。
(4)更换其他电阻继续实验，并将实验数据记录在表中。
实验次数 1 2 3 4
电阻R/Ω 5 10 15 20
电流I/A 0.4 0.2 0.12 0.1
①请根据表中数据，在图乙中用描点法画出通过导体的电流I 与导体的电阻R的关系图像。
②分析实验数据可得：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比。
③小明还想获得R=25Ω时的一组实验数据，在现有器材条件下，可行的操作方法是。
【答案】(1)左
(2)定值电阻断路
(3)左
(4) 反 可以将5Ω和20Ω的两个电阻串联，然后将电压
表并联在串联电阻整体的两端/可以将10Ω和15Ω的两个电阻串联，然后将电压表并联在串联电阻整体的两端
【详解】（1）为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，由图知，滑片右侧电阻丝接入电路，所以滑片应移到阻值最大的最左端。
（2）[1][2]电路连接正确后闭合开关，发现电流表无示数，说明电路是断路，电压表示数为电源电压，说明电压表并联的电路断路，即定值电阻断路。
（3）根据串联电路的分压原理可知，用10Ω电阻替换5Ω电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的关系的实验中应控制电压不变，根据串联电路电压的规律可知，为了保持定值电阻两端电压不变，应增大滑动变阻器分得的电压，由串联电路的分压原理可知，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数不变。
（4）[1]根据表格数据描点画出图像，如图所示：
14.3 探究电流、电压与电阻的关系分层练习（解析版）
[2]该实验得到的结论是：导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
[3]小明还想获得R=25Ω的一组实验数据，在现有器材条件下，根据串联电路电阻的规律知：可以将5Ω和20Ω的两个电阻串联（或将10Ω和15Ω的电阻串联），然后将电压表并联在串联电阻整体的两端。
19．图甲是明明“探究电流与电阻关系”的电路图。已知电源电压恒为4.5V，滑动变阻器规格为“20Ω1A”，可供选择的定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω。
(1)实验中，闭合开关S 后，滑片置于某位置时，电压表的示数突然变为0，而电流表的指针依然有明显的偏转，产生这一现象的原因可能是定值电阻（选填“短路”或“断路”）；
(2)排除故障后，先用5Ω的定值电阻进行实验，闭合开关S 后，移动滑动变阻器的滑片，此时电流表的示数如图乙所示，则电路中的电流为A；再将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻进行实验，为保持电压表的示数不变，滑动变阻器的滑片应向（选填“左”或“右”）滑动；
(3)当明明选用20Ω或25Ω电阻进行实验时，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表都无法 与原来相同，原因可能是滑动变阻器；
(4)在不改变器材的基础上，为使所有的电阻都能单独完成实验，实验中定值电阻两端的电压应不小于V。
【答案】(1)短路
(2)0.4右
(3)滑动变阻器最大阻值太小了(4)2.5
【详解】（1）电流表的指针依然有明显的偏转，说明电路不存在断路，电压表的示数突然变为0，则可能是与电压表并联的定值电阻短路了。
（2）[1][2]由图乙知，电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，故电流表示数为0.4A，根据串联电路电压的规律，再将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻进行实验，定值电阻两端电压变大，为保持电压表的示数不变，应增大滑动变阻器分担的电压，根据串联分压原理可知，应增大滑动变阻器接入电路的阻值，因此滑动变阻器的滑片应向右滑动。
（3）定值电阻两端的电压始终保持为UV=IR=0.4A×5Ω=2V
根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压U 滑=U-UV=4.5V-2V=2.5V电压表示数为变阻器分得的电压的
根据分压原理，当滑动变阻器接入电路的电阻最大为20Ω时，定值电阻的最大阻值为R=0.8×20Ω=16Ω
定值电阻20Ω、25Ω均大于16Ω,因此论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表都无法与原来相同，原因可能是滑动变阻器最大阻值太小了。
（4）设定值电阻两端的电压始终保持为UV'，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压U 滑'=U-UV'
根据串联分压可得
当定值电阻的阻值为25Ω,滑动变阻器接入最大阻值时，则有
解得UV'=2.5V，所以在不改变器材的基础上，为使所有的电阻都能单独完成实验，实验中定值电阻两端的电压应不小于2.5V。
拓展培优练
20．在“探究电流与电压关系”的实验中，小凯所在的小组用导线将开关、电源、定值电阻、电流表、电压表和规格为“20Ω 2A”的滑动变阻器连接成如图所示的电路，电源电压为3V保持不变。
数据序号 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
(1)小凯正准备闭合开关时，旁边的小兰急忙告诉他，电路连接有错，只要改接一根导线就可以了。请你在图中把小凯接错的那根导线找出来，并打上“×”符号，再用笔画线代替导线连接到正确的位置上。
(2)连接好电路后，闭合开关S，发现电流表指针几乎没有偏转，电压表指针迅速偏转到满偏刻度外。出现这一现象的原因可能是（）（假设电路只有一处故障）。
A．定值电阻R0短路B．定值电阻R0断路
C．滑动变阻器R断路 D．滑动变阻器R短路
(3)小凯排除故障闭合开关，调节滑动变阻器，得到的实验数据如表所示。分析表中数据可以看出，有一组数据是明显捏造的数据，这组数据序号是，分析表格中其余的数据可得出结论是：。
【答案】(1)
(2)B
(3) 1 导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比
【详解】（1）由图可知，图中电路开关闭合后，电压表与定值电阻被短路，应将连接电压表负接线柱与开关右接线柱的导线画“×”,用导线连接定值电阻右侧接线柱与开关右侧接线柱，如下图所示：
（2）AD．闭合开关S，发现电流表指针几乎没有偏转，说明电路故障为断路，故AD 不符合题意；BC．电压表指针迅速偏转到满偏刻度外，说明与电压表并联之外的电路是通路，则可能是定值电阻断路，故B 符合题意，C 不符合题意。
故选B。
（3）[1]滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路总电阻最大，因为电源电压不变，根据欧姆定律可知，此时电路电流最小。根据表格数据可知，电路中的最小电流为0.1A，根据串联电路的电压特点可知，此时滑动变阻器两端的电压为U滑 = U -U定 = 3V -0.5V= 2.5V
根据欧姆定律可知，此时滑动变阻器接入的电阻为R滑 所以序号是1的数据明显是捏造的数据。
[2]分析表格中其余的数据可知，电压和电流的比值为定值，故可得出结论：导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
21．如图所示，这是小明“探究通过导体的电流与导体电阻的关系”的实验过程。
(1)如图甲所示，这是小明设计的电路，该电路中存在的错误是 。
(2)改正电路后闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数，则原因可能是 。
A．定值电阻开路B．滑动变阻器开路
C．定值电阻短路D．滑动变阻器短路
(3)根据实验数据绘制的I -R图像如图乙所示，正确的是曲线 （选填“a”或“b”）。
【答案】(1)电流表的正、负接线柱接反了(2)C
(3)b
【详解】（1）由图甲可知，电源的负极接线柱与电流表的正极接线柱相连，所以电流表的正、负接线柱接反了。
（2）闭合开关，电流表有示数，说明电路为通路，发现电压表无示数，说明与电压表并联的部分发生了短路故障，其原因可能是电阻R 短路，故ABD不符合题意，C 符合题意。
故选C。
（3）如图乙中a曲线所示，电阻与电流的乘积并不是定值，所以没有保持电阻R 两端的电压不变；如图乙中b曲线所示，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，故b正确。
22．学生小组利用现有器材：电源（6V）、阻值不超过20Ω的多个定值电阻、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器（50Ω 2A）、开关、导线若干，研究电流与电压的关系实验。
14.3 探究电流、电压与电阻的关系分层练习（解析版）
(1)设计电路并画出电路图如图甲所示；依据电路图选用部分器材连接电路。请用笔画线代替导线将图乙实物电路连接完整，导线不要交叉；
(2)将滑片调至阻值最大处，闭合开关，移动滑片，发现电流表与电压表均无示数，故障可能是（写出一处即可），查找故障，排除故障；
(3)闭合开关，移动滑片，多次改变定值电阻两端的电压和通过它的电流。记录数据并绘制如图丙所示的I -U图像。分析图像可得：电阻一定时，。本实验选用的是Ω的定值电阻。
【答案】(1)
(2)滑动变阻器断路
(3) 通过导体的电流与导体两端的电压成正比 10
【详解】（1）由图甲知，滑动变阻器应与定值电阻串联接入电路，变阻器的接线柱一上一下接入电路，图乙中，变阻器的上端的左或右接线柱接入电路都可以，如下图所示：
（2）图乙中，电压表并联在定值电阻两端，闭合开关，移动滑片，两电表都无示数，可能是电路出现断路，且电压表与电源的连接断开，所以故障可能是滑动变阻器断路了。
（3）[1][2]由图丙知，由实验数据有 = 10Ω, = 10Ω, = 10Ω, = 10Ω, = 10Ω
则每组数据对应电流与电压的比值是定值，所以在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比，定值电阻的阻值为10Ω。
23．在探究电流与电阻的关系实验中，实验器材如下：学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器“40Ω;
1.5A”、开关各一个，五个定值电阻（5Ω 、10Ω 、15Ω 、20Ω 、25Ω),导线若干。
(1)图（a）为使用5Ω 定值电阻连接的实验电路。某同学检查电路时发现有一条导线连接错误。请在图（a）中错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确（导线不能交叉）。
(2)改正错误后，将滑动变阻器的滑片P 移到最端。闭合开关，移动滑片P 使电压表的示数达到所要控制的电压U0时，电流表的示数如图（b）所示，为A。
(3)将不同阻值的定值电阻分别接入电路中，重复实验，记录的数据如下表。
数据序号 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 5 10 15 20 25
电流I/A 0.24 0.16 0.12 0.10
分析表中数据，在误差允许范围内，电流值与其对应的电阻值的乘积近似（填“相等”或“不相等”），从而得出结论：在导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成比。
(4)利用本实验提供的器材（填“能”或“不能”）探究电流与电压的关系。
【答案】(1)见详解
(2)右0.48
(3)相等反(4)能
【详解】（1）探究“电流与电阻的关系”时，定值电阻与滑动变阻器、电流表串联，电压表并联在定值电阻两端，正确的电路连接，如图所示：
14.3 探究电流、电压与电阻的关系分层练习（解析版）
（2）[1]为了保护电路，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处，所以将滑动变阻器的滑片置于最右端。
[2]图中电流表的量程是0~0.6A，分度值为0.02A，则读数为0.48A。
（3）[1]分析表中数据0.24A×10Ω = 2.4V
0.16A×15Ω = 2.4V
0.12A×20Ω = 2.4V
0.10A×25Ω = 2.5V
在误差允许范围内，电流值与其对应的电阻值的乘积近似相等。
[2]当导体两端电压一定时，电阻增大，电流减小，且两者乘积恒定，故通过导体的电流与导体的电阻成反比。
（4）阻值已知的定值电阻，可利用滑动变阻器改变电路中的电流，记录多组电压、电流值，所以可以探究电阻一定时，电流与电压的关系。
24．小坤计划做“探究通过导体的电流I 与电阻R的关系”的实验。他根据实验电路图，在实验桌上连接了如图所示的实验电路，实验桌上还有多个阻值已知的不同的定值电阻。
(1)若滑动变阻器的滑片P向左移动，接入电路的电阻值变小，则应将滑动变阻器的接线柱连入电路（选填“A”或“B”）；
(2)小坤的探究实验主要步骤如下：
①闭合开关S，调节滑片位置，使电压表有合适的示数U，读出此时电流表的示数I，并把R、U、I记录在数据表格中。
②调节滑动变阻器的滑片，改变R 两端的电压，并把U、I记录在数据表格中。
③仿照步骤②,再做四次实验，并把实验数据记录在表格中。
根据以上实验步骤可知，小亮实际探究的是通过导体的电流I 与的关系；
(3)针对小坤原本计划探究的问题，在实验步骤②中，正确的操作方法应是：断开开关S，改变电路中，再闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片位置，使，并把R、I记录在数据表格中；
(4)小坤通过（3）中正确的实验步骤重新进行了实验，实验时，他将滑动变阻器的滑片从阻值最大处移到最小处的过程中，发现电压表有较大的示数并且示数始终不变，而电流表始终无示数。经检查是定值电阻出现了故障，故障应是定值电阻发生了；
(5)小坤排除故障后继续进行实验，在第1次实验中，两电表的示数如图甲、乙所示。此时电流表的示数为A，所选用的电阻为Ω。
(6)分析表格中的数据，可得出的结论是；
实验次数 电阻R/Ω 电流I/A
1
2 10 0.24
3 20 0.12
【答案】(1)A
(2)电压U
(3) 连入定值电阻的阻值电压表示数保持不变
(4)断路/开路
(5)0.485
(6)电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比
【详解】（1）若滑动变阻器的滑片P向左移动，接入电路的电阻值变小，说明滑片P向左移动，接入电路的电阻丝长度变短，则应将滑动变阻器的接线柱A 连入电路。
（2）由实验步骤可知，小坤控制电阻不变，改变电阻两端的电压，因此探究的是通过导体的电流I 与导体两端的电压U 的关系。
（3）[1][2]小坤原计划是探究通过导体的电流I跟电阻R的关系，因此需要控制电压不变，改变电阻，在实验步骤②中，正确的操作方法应是：断开开关S，改变连入定值电阻的阻值，再闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片位置，使电压表的示数不变，并把R、I记录在数据表格中。
（4）电压表有示数说明电压表与电源之间存在通路，能测到电源电压或部分电压；电流表无示数说明电路中没有电流，即电路存在断路（开路）。所以故障应是定值电阻发生了断路（开路）。
（5）[1][2]由甲图可知，电压表的量程为0~3V，分度值为0.1V，示数为2.4V；电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.48A，则电阻为
（6）根据表格中的数据进行分析可以得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
25．利用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”。已知电源电压为6V 恒定不变，滑动变阻器R9规格为“50Ω1A”。实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)请将图乙所示的实物电路连接完整（导线不允许交叉）；
(2)闭合开关后，小明发现电压表示数约等于6V，电流表指针略有偏转，若故障只有一处，那么出现这种现象可能的原因是；
(3)排除故障后，移动滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V，正常实验、记录，结束对5Ω电阻的测量。接下来的操作是，取下5Ω的电阻，将10Ω的电阻接入电路，再将滑动变阻器滑片移至最端，闭合开关，移动滑片使电压表示数为V时，读出电流表的示数；
(4)多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到图丙所示的电流I 随电阻R 变化的图像。小明根据图像得出了该实验的结论：电压一定时，电流I 与电阻R 成反比。你认为他判断I 与R 成反比的依据是。
【答案】(1)
(2)电阻R断路
(3)断开开关左 2.5
(4)I与R的乘积是一个常数
【详解】（1）探究电流与电阻的关系，定值电阻、滑动变阻器、电流表串联在电路中，电压表并联在定值电阻两端，滑动变阻器接线柱一上一下接入电路中，如图所示：
14.3 探究电流、电压与电阻的关系分层练习（解析版）
（2）电源电压为6V，闭合开关后，电压表示数约等于6V，即电源电压几乎全部加在R 两端，且电流表指针略有偏转，可能的原因是电阻R断路。
（3）[1][2][3]探究电流与电阻的关系，每次应控制电压相同。移动滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V，正常实验、记录，结束对5Ω电阻的测量，然后断开开关，取下5Ω的电阻，将10Ω的电阻接入电路，为保护电路，再将滑动变阻器阻值调至最大，即滑片移至最左端，闭合开关，移动滑片使电压表示数为2.5V时，读出电流表的示数。
（4）由图像可知，五次实验，电流与电阻的乘积都相等，根据数学知识可知，电压一定时，电流I 与电阻R 成反比。
