拔高学习4探究电流与电压和电阻的关系习题课件 2023-2024学年沪科版物理九年级

典例提分法 拔高学习4　探究电流与电压和电阻的关系 例1小西和同学们在“探究电流与电压的关系”的实验中，设计的实验电路如图甲所示， 电源电压恒为3 V，定值电阻 R的阻值为5 Ω，滑动变阻器 有两只(R1：“10 Ω　2 A”， R2：“30 Ω　1.5 A”)。 典例讲解 2 实验序号 1 2 3 4 5 U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 I/A 0.1 0.3 0.4 0.5 典例讲解 3 (1)连接电路时，开关应________；闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P调至________(选填“A”或“B”)端。 断开 A 【点拨】为了保护电路，连接电路时，开关必须断开；正确连好电路后，闭合开关S前，要将滑动变阻器的滑片P调至阻值最大处，即A端。 典例讲解 4 (2)小西连接好电路后闭合开关S，发现电流表、电压表均无示数。已知电路只有一处故障且导线完好，请你写出用导线、电流表或电压表检测故障的方法：__________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(写出一种即可)。 将导线并联 在滑动变阻器(或开关)两端，若电压表有示数，说明滑 动变阻器(或开关)断路；若电压表无示数，再将导线并 联在电流表两端，若电压表有示数，说明电流表断路 (答案不唯一，合理即可) 典例讲解 5 【点拨】 闭合开关，电流表、电压表均无示数，说明电路发生了断路，且断路发生在与电压表并联部分以外的电路；要检测电路故障，可将导线并联在待检测部分两端，若电压表有示数，则说明与导线并联部分存在故障(答案不唯一，合理即可)。 典例讲解 (3)排除故障后，第2次实验中电流表的示数如图乙所示，为______A。 【点拨】 由图乙可知，电流表选用小量程，分度值为0.02 A，示数为0.2 A。 0.2 典例讲解 7 (4)将多次实验测得的数据记录在表格中，分析数据可得：在导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成__________。 【点拨】 由表中数据可得，在导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 正比 典例讲解 8 (5)分析实验数据可知，本实验选取的滑动变阻器为__________。 R2 典例讲解 9 【拔高设问】 (6)小西完成实验后，将R换成100 Ω的定值电阻，其他器材不变，请你评估小西能否正常完成实验，并说明原因：_________________________________________________________________________。 不能，因为电源电压为3 V，定值电阻阻值过大导致电流 表示数过小，无法准确读数　 典例讲解 10 【点拨】 电源电压为3 V，100 Ω的定值电阻的阻值过大，会导致电流表示数过小，无法准确读数，所以小西不能正常完成实验。 典例讲解 (7)实验操作过程中，小西发现滑动变阻器损坏，且没有滑动变阻器进行替换，于是去掉损坏的滑动变阻器，添加一个电阻箱，设计的改进电路如 图丙所示(电源仍为2节新干电池)。 典例讲解 12 请你分析小西设计的改进电路能否完成本实验：________(选填“能”或“不能”)；若能完成，请写出实验方案，若不能，请说明原因：__________________ ________________________________。 能 通过改变电阻箱的 阻值可以改变定值电阻R两端的电压 典例讲解 13 【点拨】 完成实验需要改变定值电阻两端的电压，而通过改变电阻箱的阻值可以改变定值电阻两端的电压，故小西设计的改进电路能完成本实验。 典例讲解 1. 小红为了探究“电流与电压的关系”，设计了如图甲所示的电路。 方法针对练 15 (1)请将图甲中的实物电路连接完整，导线不允许交叉。 解：如图所示(合理即可) 方法针对练 16 【点拨】探究“电流与电压的关系”时，电压表测定值电阻两端的电压，故电压表应与定值电阻并联，结合表格数据可知电压表量程选小量程；电流表测通过定值电阻的电流，故电流表应与定值电阻串联；滑动变阻器起到保护电路元件安全和改变定值电阻两端电压的作用，故滑动变阻器应与定值电阻串联，采用“一上一下”接法。 方法针对练 (2)小红将5 Ω的电阻R接入电路，闭合开关，通过调节滑动变阻器滑片，测出四组不同的电压值和电流值，并记录在表格中。 实验序号 1 2 3 4 U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 I/A 0.12 0.22 0.32 0.42 方法针对练 18 通过分析数据和观察电表，她发现实验中存在一个失误，该失误是_______________________。 实验前电流表没有调零 方法针对练 19 (3)数据修正后，小红绘制了图乙中的a图像。根据图像可知，在电阻一定时，电流与电压成______。图乙中U0与I0 的比值为________Ω。 正比 5 方法针对练 20 【点拨】由图乙可知，a图像是正比例函数图像，故可以得出结论：在导体电阻一定的情况下，通过导体的电流和导体两端的电压成正比。图中U0与I0的比值等于定值电阻的阻值，即5 Ω。 方法针对练 (4)将电阻换成小灯泡，重复上述实验过程，绘制出图乙中的b图像，b图像是一条曲线，图乙中A、B、C三点对应的阻值为RA、RB、RC，它们由大到小的排列顺序是____________。 RB＞RC＞RA 方法针对练 22 方法针对练 (5)若某次调节中滑动变阻器接入电路的电阻增加了ΔR1，同时小灯泡电阻变化了ΔR2，则ΔR1________(选填“＞”“＜”或“＝”)ΔR2。 【点拨】滑动变阻器接入电路的电阻增加时，由串联分压原理可知，小灯泡两端的电压减小，由图乙知通过小灯泡的电流即电路电流减小，故小灯泡电阻减小，由欧姆定律可知电路总电阻增大，由电阻的串联规律可知ΔR1＞ΔR2。 ＞ 方法针对练 24 2.某同学在“探究通过导体的电流与电阻的关系”的实验中，所用的实验器材有两节干电池，电流表、电压表、滑动变阻器及开关各一个，定值电阻和导线若干，实验电路如图甲所示。 方法针对练 25 (1)连好电路后，开关闭合前应将滑动变阻器的滑片移动到__________(选填“a”或“b”)端；该同学发现电流表的指针位置如图乙所示，原因是_______________。 b 电流表没有调零 方法针对练 26 (2)调整好元件后，该同学用开关“试触”时，发现电压表和电流表均无示数。他检查发现导线与各接线柱均接触良好，猜想可能是滑动变阻器出现了断路。他另外取来一根导线，用这根导线验证出猜想是正确的。写出他的做法和观察到的现象：____________________________ ________________________________________________。 用导线连接滑动变阻器的a、d端 接线柱，用开关试触，观察到电流表和电压表均有示数 方法针对练 27 (3)该同学排除故障后，进行实验，记录的实验数据如表所示。(控制电压U＝2.4 V) 实验次数 1 2 3 4 5 6 电阻R/Ω 4 8 12 16 20 24 电流I/A 0.60 0.30 0.20 0.15 0.12 0.10 方法针对练 28 ①分析实验数据得出结论：__________________________ ___________________。 ②为了使结论更具有普遍性，该同学接下来的做法是________________________________________________。 电压一定时，通过导体的电流 与导体的电阻成反比 改变控制电压大小两次，按相同的步骤再做两组实验 方法针对练 29 (4)若该同学用三节干电池串联作为电源，测完前5组数据后，将定值电阻换成24 Ω，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数都调不到2.4 V，他可以尝试采取的措施是________(多选)。 A．调高预设电压值 B．调低预设电压值 C．换用最大阻值更大的滑动变阻器 D．调低电源电压 ACD 方法针对练 30 【点拨】调高预设电压值，由串联电路的电压规律可知，滑动变阻器两端的电压变小，由串联分压可知，滑动变阻器接入电路中的电阻应变小，原来的滑动变阻器的最大阻值可满足要求，故A符合题意；调低预设电压值，由串联电路的电压规律可知，滑动变阻器两端的电压变大，由串联分压可知，滑动变阻器接入电路中的电阻应变大，原来的滑动变阻器的最大阻值不能满足要求，故B不符合题意； 方法针对练 当定值电阻的阻值增大时，为了保持其两端电压不变，由串联分压可知，应增大滑动变阻器接入电路中的电阻，故换用最大阻值更大的滑动变阻器可完成实验，故C符合题意；调低电源电压，为了保持定值电阻两端电压不变，滑动变阻器两端电压应减小，由串联分压可得，滑动变阻器接入电路中的电阻应变小，原来的滑动变阻器的最大阻值可满足要求，故D符合题意。 方法针对练 【点拨】当电路中的电流为0.1 A时，滑动变阻器接入电路的阻值是5次实验中最大的，由串联电路的电压规律可得，此时滑动变阻器两端的电压U滑＝U－UR＝ 3 V－0.5 V＝2.5 V，滑动变阻器接入电路的电阻 R滑max＝＝＝25 Ω；电路中的最大电流为0.5 A＜1.5 A，故应选“30 Ω　1.5 A”的滑动变阻器R2。 【点拨】电阻为5 Ω，利用I＝计算出5次实验中电路的电流分别为0.1 A、0.2 A、0.3 A、0.4 A，表中每个电流值都大了0.02 A，所以存在的失误是实验前电流表没有调零。 【点拨】图乙中 A、B两点对应的电流相同，B点对应的电压更大，由R＝可知RA＜RB；B、C两点对应的电压相同，B点对应的电流更小，由R＝可知 RC＜RB; A、C都是小灯泡的I­U图像上的点，小灯泡的电阻随温度的升高而增大，所以C点电阻大于A点电阻，故RB＞RC＞RA。 $$