初三物理欧姆定律学习指导——电流与电压的关系

方法一：直接观察表格中记录的实验数据特征，发现电流与电压有关，电流随电压的增大而增大，并且成正比。

方法二：在坐标系中根据各电流值和对应的电压值描点，画出I-U图像。分析图像可得出：通过导体的电流与导体两端的电压成正比。

【结论】在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比

1．小明和同学们在做电学实验过程中，他们经过讨论，依次改进了“探究电流跟电压的关系”的实验电路图，如图甲、乙、丙所示。下列说法正确的是（　　）

A．图甲改进为图乙：为保证实验过程中电压这一因素不变

B．图乙改进为图丙：实现多次实验，得到电流跟电压之间的定量关系

C．图丙：移动滑动变阻器目的是保持电阻R两端电压不变

D．图丙：在不增加任何器材的情况下，仅利用本实验的器材可探究电流与电阻的关系

分析：

A、探究“电流与电压的关系”实验中，应控制电阻不变，而灯的电阻随温度的改变而改变，由图甲改进为图乙是为保证实验过程中电阻这一因素不变，故A错误；

B、由图乙改进为图丙是因为使用滑动变阻器既能保护电路，又能通过调节滑动变阻器的滑片使定值电阻R两端的电压改变，得到电流跟电压之间的定量关系，故B正确；

C、探究电流跟电压的关系实验中，需多次改变电流和电压的数值，移动滑动变阻器目的是改变电阻两端电压和通过电阻的电流，故C错误；

D、在“探究电流跟电阻关系”的实验中，需控制电阻两端电压不变，多次改变电阻阻值，故需要添加几个阻值不同的电阻，故D错误。

2．用如图所示电路研究电流跟电压的关系。为了改变定值电阻R两端电压，设计了三种方案：

甲：电池先后与不同定值电阻R'串联接到M、N；

乙：电池与滑动变阻器串联接到M、N；

丙：不同节数干电池依次串联接到M、N；

其中可行的方案是（　　）

A．仅甲、乙两种   B．仅有乙   C．仅有甲   D．甲、乙、丙都可行

甲方案：电池先后与不同定值电阻R′串联到M、N。根据串联电路总电压等于各部分导体电压之和的原理，更换不同的R′，可以改变R两端的电压，且R保持不变，符合“电阻一定”的要求。

乙方案：电池与滑动变阻器串联到M、N。根据欧姆定律可知，通过调节滑动变阻器的滑片，可以改变其接入电路的电阻，还是根据串联电路的电压关系，跟A的区别在于，使用滑动变阻器可以不用一个一个接入不同的R，只需要移动滑动变阻器即可，从而改变电路中的电流和R两端的电压，且R保持不变，符合实验要求。

丙方案：不同节数干电池依次串联到M、N。R两端电压即为电源电压，改变干电池的节数，就改变了电源总电压，从而直接改变了R两端的电压，且R保持不变，符合实验要求。

因此，甲、乙、丙三个方案都可行，故D符合题意，ABC不符合题意。

3．小明在研究通过导体的电流与其两端电压关系时，根据测量数据绘制出如图所示的I-U图像。下列判断正确的是（　　）

A．当R₁两端的电压为0时，它们的电阻也为0

B．通过R₂的电流与它两端所加电压成正比

C．将它们串联接到同一电路中时，通过R₁的电流较大

D．将它们并联连接到两端电压为1.5V的电路中，通过干路的电流是0.45A

分析与解答：

A．电阻是导体本身的一种特性，其大小与导体的材料、长度，横截面积以及导体的温度有关，与电压、电流大小无关，故A不符合题意；

B．电阻R₂的图像是一条弯曲的曲线，所以通过R₂的电流与它两端所加电压不成正比，故B不符合题意；

C．若将它们串联接入到同一电路中，因串联电路中电流处处相等，所以通过R₁和R₂的电流相同，故C不符合题意；

D．将它们并联连接到两端电压为1.5V的电路中时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以它们两端的电压均为1.5V，由图像可知，通过R₁的电流为I₁＝0.3A，通过R₂的电流为I₂＝0.15A，所以干路电流为I＝I₁+I₂＝0.3A+0.15A＝0.45A，故D符合题意。

4．利用如图甲所示的电路探究电流和电阻的关系，电源电压保持3V不变，分别将4Ω、6Ω、8Ω、10Ω、12Ω的定值电阻R连入电路，按实验要求测得通过各定值电阻的电流，描绘出如图乙所示的图象，则下列判断中（　　）

①实验中电压表的示数保持2.4V不变；

②由图象乙可知，当电压一定时，导体的电阻与电流成反比；

③当R短路时，电压表有示数，电流表无示数；

④将R由6Ω换成8Ω后，应将滑动变阻器的滑片向右移。

A．只有①②正确   B．只有②③正确

C．只有③④正确   D．只有①④正确

分析与解答：

①由图像乙可知，电阻两端的电压：U_V＝IR＝0.6A×4Ω＝…＝0.2A×12Ω＝2.4V，故①正确；

②根据图乙可知，当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比，故②错误；这里要注意次序！

③电压表并联的定值电阻R短路时，相当于一根导线，此时电流表有偏转，电压表无示数；故③错误；

④将R从6Ω换成8Ω后，电阻换成大的，电阻两端的电压会变大，为了保证定值电阻R两端电压不变，所以需减小定值电阻两端电压，增大滑动变阻器两端电压，方法：增大滑动变阻器接入电路的阻值即可，故将滑片向右移动，故④正确。

故选：D。

5．在做“探究电流与电压关系”的实验时，三个小组按各自设计的电路图进行实验，并将实验数据记录在表格中，老师看了他们的实验电路图以后指出：“这三个小组中有小组的实验数据很可能是编造的。”则编造数据的小组可能是（　　）

A．第一组   B．第二组    C．第三组    D．第一、二、三组

分析：第一组：数据特点：电压始终不变电流却在变大。因为电压表测电源电压，电压不变，通过移动滑片，电流表的示数发生改变，故第一组数据符合实际。

电阻都等于3Ω，不变，电压变大时，电流变大，电流与电压成正比；

第二组，电压表测滑动变阻器两端电压，通过移动滑片，电流表的示数变大，根据U＝IR可知定值电阻两端的电压变大，根据串联电路电压规律可知，滑动变阻器两端的电压变小（U滑=U总-U定），即电压表示数变小，故第二组数据不符合实际。

第三组，电压表测定值电阻两端电压，通过移动滑片，电压表变大，电流表也变大，且比值都为10，故第三组数据符合实际。

所以编造数据的是：第二组，故选：B。

思考题：如图所示，探究“电流跟电压的关系”实验中，下列说法正确的是（　　）

A．若定值电阻损坏，可用小灯泡代替完成探究

B．滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用

C．实验的结论是：电阻一定时，电压跟电流成正比

D．多次调节滑片进行实验，是为了得到普遍性规律

经过了上面的分析思考，这个问题应该不难回答了吧？答案应该是BD。下一期，我们继续学习欧姆定律中研究电流与电阻的关系。