17.1 电流与电压和电阻的关系-2024-2025学年物理九年级全一册同步学案(人教版)
2024-06-18
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2份
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22页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版(2012)九年级全一册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第1节 电流与电压和电阻的关系 |
| 类型 | 学案-导学案 |
| 知识点 | 电流与电压、电阻的关系 |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.66 MB |
| 发布时间 | 2024-06-18 |
| 更新时间 | 2025-08-08 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | 其它·其它 |
| 审核时间 | 2024-06-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/45827963.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
17.1 电流与电压和电阻的关系
学习目标
1.通过实验探究电流、电压和电阻的关系.
2.会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和通过的电流.
3.会使用滑动变阻器来改变一段导体两端的电压.
知识重点
知识点1.探究电阻一定时,导体中的电流跟电压的关系
1.实验方法:保持电阻不变,用电压表、电流表测出一定值电阻两端的电压值和电流值,研究电流跟电压的关系。
2.画出该实验的电路图
3.实验中滑动变阻器的作用是改变导体两端的电压、保护电路。
4.实验器材:电源、导线、滑动变阻器、开关、定值电阻(5Ω 、10Ω、15Ω )、电压表、电流表。
5.按图连接电路,R = 10 Ω,测量并记下几组电压值和电流值
电压U/V
1
2
3
4
5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
6.在下图的坐标系中画出电阻的I—U关系图像。
7.分析数据和图像可得出的结论是在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
知识点2.探究电压一定时,电流跟电阻之间的关系
1.实验中要改变的量是导体的电阻;要控制不变的量是导体两端的电压;要达到这一目的应该调节滑动变阻器的电阻值,使定值电阻两端的电压不变。
2、实验电路图
3.实验中滑动变阻器的作用是控制R两端的电压不变、保护电路。
4.按图连接电路,U = 3 V,测量并记下几组电阻值和电流值
电阻R(Ω)
5
10
15
20
25
电流I(A)
0.6
0.3
0.2
0.15
0.12
5.在下图的坐标系中画出每个电阻的I—R关系图像。
6.分析数据可得出的结论是在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
考点一、探究电流与电压的关系
[例题1] (2023秋•杭锦后旗期中)在“探究电流与电压的关系”实验中:
(1)请用笔画线代替导线,将甲图中电路连接完整,要求滑片P向A端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大(连线时导线不允许交叉)。
(2)正确连接好电路后,闭合开关发现电压表有示数且接近3V,电流表无示数,滑动滑片P两表示数均无变化,则故障原因是 。
(3)排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如乙图所示,此时通过电阻的电流为 A。若要增大电阻两端的电压,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。
(4)实验中测得多组数据,绘制出电阻R的I﹣U图象如图丙所示:由图象可得电流与电压的关系是 ;本实验所用电阻的阻值为 Ω。
[例题2] (2023秋•郑州期中)在“探究电流与电压的关系”实验中,其实物图如图所示:
(1)为了保护电路,连接电路时开关应该 (填“断开”或“闭合”),滑动变阻器的滑片应置于 (选填“最左”或“最右”)端。
(2)闭合开关,发现电流表有示数,电压表的无示数,其原因可能是 。(选填字母代号)
A.定值电阻短路 B.滑动变阻器断路 C.电流表短路
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为0.5V时,电流表的示数如图乙所示,则电流表示数为 A。
(4)继续实验,记录实验数据如下表所示,请将表格的表头补充完整。请你根据表中数据在图丙中描点作出图象。
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
0.2
0.3
0.38
0.5
0.6
(5)分析图象可以得到的结论是: 。
考点二、探究电流与电阻的关系
[例题3] (2023秋•临沂期中)在探究“电流与电阻关系”实验时,老师给小明提供了如下器材:电源(电压恒定为4.5V),电流表,电压表,开关各一个,滑动变阻器甲“10Ω,2A”和滑动变阻器乙“20Ω,1A”各一个,定值电阻5Ω、10Ω、15Ω各一个,导线若干。
(1)注意在连接电路时,开关必须处于 状态;
(2)用笔画线代替导线,将图甲的实验电路连接完整(要求:滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变大,导线不允许交叉);
(3)正确连接电路后闭合开关,发现电流表有示数,无论怎样移动滑片P,电压表都无示数,则故障可能是 (答出一种情况即可);
(4)排除故障后,小明把5Ω的电阻接入电路中,移动滑片P到适当位置,读出电流表示数如图乙所示,正确记录后,小明又改用10Ω电阻继续实验,闭合开关后,小明应将滑片P向 (选填“左”或者“右”)移动至电压表示数为 V;
[例题4] (2023秋•青羊区校级期中)在“探究通过导体的电流与电阻关系”的实验中,小美利用电源电压为6V的电源、5个定值电阻(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω)、滑动变阻器(20Ω 0.5A)、电压表、电流表、开关以及若干导线做了如下实验:
(1)他根据图甲所示电路图连接成了图乙所示的实物电路,其中只有一根导线连接错误,请在这根导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线。(连线不要交叉)
(2)改正图乙电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最 端(选填“左”或“右”)。
(3)正确连接电路后,闭合开关,小美发现电流表示数为0,而电压表有较大示数,则电路中的故障是: 。
(4)排除故障后,连好电路,小类进行了以下操作:
①小美接入10Ω的定值电阻后,移动滑片,电流表示数如图丙所示,她记录此时电压表示数和电流表示数。
②小美保持滑动变阻器滑片位置不变,将10Ω的定值电阻换为15Ω的定值电阻后,闭合开关,电压表的示数会 (选填“大于”、“小于”或“等于”)刚才数据,然后她再移动滑片恢复电压表示数。
巩固提高
1. (2023秋•站前区校级期中)小明同学在做“探究电流与电压的关系”实验时,准备了以下器材:干电池(1.5V)两节,电流表(0~0.6A/0~3A)、电压表(0~3V/0~15V)、滑动变阻器(20Ω、2A)、定值电阻(5Ω)、开关各一只、导线若干。根据图甲所示的电路图进行实验。
(1)用笔画线代替导线,按照图甲所示电路,将乙图中的实物图连接完整。
(2)连接电路。闭合开关前,滑动变阻器滑片P应处于 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,原因可能是 。
(4)实验过程中,要使电压表示数逐渐变大,滑动变阻器滑片P应向 (“左”或“右”)移动。
(5)实验过程中,电流表的示数如图丙所示,此时电路中的电流为 A。
(6)最后结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
小明还想做“探究电流与电阻的关系”实验,又找来了阻值分别为10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个。
(7)小华先把10Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,她直接拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数 (变大、变小、不变),要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向 端(选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为 V。所以此实验中,滑动变阻器作用是 。
2. (2023秋•海勃湾区校级期中)同学们利用以下器材探究“电流与电压、电阻的关系”。学生电源、电流表(0﹣0.6A)、电压表(0﹣3V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路(要求连线不得交叉);
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.4
(2)连接电路时,应将滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关,改变滑片的位置,记录的实验数据如表格所示。请将表格数据补充完整;
(4)之后再将另外两个定值电阻分别接入电路中,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,利用描点法得到如图丙所示的电流/随电阻R变化的图像。实验中若定值电阻从20Ω换成10Ω时,滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)移动;
(5)由图像可以得出结论:电压一定时,电流与电阻成 (选填“正比”或“反比”)。
3. (2023秋•怀化期中)在“探究电流与电压的关系”的实验中,亮亮连接了如图所示的电路。
(1)闭合开关前,变阻器的滑片应位于最 端。闭合开关发现电流表几乎无示数,电压表示数接近电源电压,移动滑动变阻器的滑片,电流表、电压表示数均无变化,则故障可能是定值电阻 。
(2)排除故障以后,闭合开关,亮亮调节滑片使电压表示数为0.5V,记录电流表读数,再将滑片向 端移动,使电压表示数为1.0V,继续记录电流表读数,多次实验后,分析数据得出“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”的结论。
4. (2023秋•兴化市期中)用图甲所示的电路探究通过导体的电流与电压、电阻的关系。器材有:干电池3节(每节电压略小于1.5V),滑动变阻器3个(铭牌上分别标有“5Ωㅤ3A”“20Ωㅤ2A”“50Ωㅤ1.5A”字样),电流表、电压表、开关各一个,阻值为5Ω、10Ω、20Ω的电阻各一个,导线若干。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至 (选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关后,电流表和电压表示数为0,移动滑片P,两表指针不偏转。将与电压表“﹣”接线柱相连的导线从D端拆下,试触C点,电压表指针不偏转,试触B点,电压表指针偏转,若电路中只有一处故障,则可能是 。
5. (2023秋•泗水县期中)同学们“探究电流与电阻的关系”时,实验室提供的器材有:电压恒为6V的电源一个,定值电阻5个(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),规格为“40Ω 1A”的滑动变阻器一个,电流表、电压表、开关各一个,导线若干。
(1)同学们设计并连接了如图甲所示的实验电路,想用电压表的3V量程测量定值电阻R两端的电压,请你用笔画线代替导线,帮助他们把电压表正确连接在电路中(导线不能交叉)。
(2)他们先将R=5Ω的电阻接在图甲中a、b间,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为U0;保持滑片不动,用10Ω的电阻替换a、b间的电阻后,需将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,才能保持a、b间的电压U0不变;再依次更换a、b间电阻为15Ω、20Ω继续实验。他们根据测量数据作出了电流表示数I与a、b间电阻R阻值的关系图像,如图乙所示。由乙图可知:a、b间电压U0的值为 V;a、b间电压一定时,通过a、b间导体的电流与导体的电阻成 比。
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17.1 电流与电压和电阻的关系
学习目标
1.通过实验探究电流、电压和电阻的关系.
2.会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和通过的电流.
3.会使用滑动变阻器来改变一段导体两端的电压.
知识重点
知识点1.探究电阻一定时,导体中的电流跟电压的关系
1.实验方法:保持电阻不变,用电压表、电流表测出一定值电阻两端的电压值和电流值,研究电流跟电压的关系。
2.画出该实验的电路图
3.实验中滑动变阻器的作用是改变导体两端的电压、保护电路。
4.实验器材:电源、导线、滑动变阻器、开关、定值电阻(5Ω 、10Ω、15Ω )、电压表、电流表。
5.按图连接电路,R = 10 Ω,测量并记下几组电压值和电流值
电压U/V
1
2
3
4
5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
6.在下图的坐标系中画出电阻的I—U关系图像。
7.分析数据和图像可得出的结论是在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
知识点2.探究电压一定时,电流跟电阻之间的关系
1.实验中要改变的量是导体的电阻;要控制不变的量是导体两端的电压;要达到这一目的应该调节滑动变阻器的电阻值,使定值电阻两端的电压不变。
2、实验电路图
3.实验中滑动变阻器的作用是控制R两端的电压不变、保护电路。
4.按图连接电路,U = 3 V,测量并记下几组电阻值和电流值
电阻R(Ω)
5
10
15
20
25
电流I(A)
0.6
0.3
0.2
0.15
0.12
5.在下图的坐标系中画出每个电阻的I—R关系图像。
6.分析数据可得出的结论是在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
考点一、探究电流与电压的关系
[例题1] (2023秋•杭锦后旗期中)在“探究电流与电压的关系”实验中:
(1)请用笔画线代替导线,将甲图中电路连接完整,要求滑片P向A端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大(连线时导线不允许交叉)。
(2)正确连接好电路后,闭合开关发现电压表有示数且接近3V,电流表无示数,滑动滑片P两表示数均无变化,则故障原因是 。
(3)排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如乙图所示,此时通过电阻的电流为 A。若要增大电阻两端的电压,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。
(4)实验中测得多组数据,绘制出电阻R的I﹣U图象如图丙所示:由图象可得电流与电压的关系是 ;本实验所用电阻的阻值为 Ω。
【解答】解:(1)滑片P向A端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大即远离下接线柱,故接右下接线柱,如下图所示:
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,说明电路可能断路;电压表示数为3V,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的定值电阻断路了,此时电压表串联在电路中测电源电压;
(3)图中电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,示数为0.2A;根据串联电路的分压作用,若要增大电阻两端的电压,应减小滑动变阻器的电阻,从而减小滑动变阻器分得的电压,滑片P向B端移动;
(4)据图象可得出“电流与电压关系”的结论是:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
由图象知,当电压为0.5V时电流为0.1A,
则定值电阻的阻值为:R5Ω;
[例题2] (2023秋•郑州期中)在“探究电流与电压的关系”实验中,其实物图如图所示:
(1)为了保护电路,连接电路时开关应该 (填“断开”或“闭合”),滑动变阻器的滑片应置于 (选填“最左”或“最右”)端。
(2)闭合开关,发现电流表有示数,电压表的无示数,其原因可能是 。(选填字母代号)
A.定值电阻短路 B.滑动变阻器断路 C.电流表短路
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为0.5V时,电流表的示数如图乙所示,则电流表示数为 A。
(4)继续实验,记录实验数据如下表所示,请将表格的表头补充完整。请你根据表中数据在图丙中描点作出图象。
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
0.2
0.3
0.38
0.5
0.6
(5)分析图象可以得到的结论是: 。
【解答】解:(1)为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态;且实验前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,即最左端;
(2)电流表有示数,说明电路为通路,而电压表的示数始终为零,说明电压表测量导线两端电压,即定值电阻R短路,故选A;
(3)当电流表的示数如图乙所示时,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.1A;
(4)探究电流与电压的关系时,选用记录电流和电压,所以表格的上面一行是电压U/V,下面一行是电流I/A;
根据表中数据描点、连线作图:
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(5)分析图像可以得到的结论是电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
考点二、探究电流与电阻的关系
[例题3] (2023秋•临沂期中)在探究“电流与电阻关系”实验时,老师给小明提供了如下器材:电源(电压恒定为4.5V),电流表,电压表,开关各一个,滑动变阻器甲“10Ω,2A”和滑动变阻器乙“20Ω,1A”各一个,定值电阻5Ω、10Ω、15Ω各一个,导线若干。
(1)注意在连接电路时,开关必须处于 状态;
(2)用笔画线代替导线,将图甲的实验电路连接完整(要求:滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变大,导线不允许交叉);
(3)正确连接电路后闭合开关,发现电流表有示数,无论怎样移动滑片P,电压表都无示数,则故障可能是 (答出一种情况即可);
(4)排除故障后,小明把5Ω的电阻接入电路中,移动滑片P到适当位置,读出电流表示数如图乙所示,正确记录后,小明又改用10Ω电阻继续实验,闭合开关后,小明应将滑片P向 (选填“左”或者“右”)移动至电压表示数为 V;
【解答】解:(1)为保护电路,在连接电路时,开关必须处于断开状态;
(2)滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变大,说明滑动变阻器阻值变小,故滑动变阻器选用左下接线柱与电阻R串联在电路中,如下图所示:
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(3)正确连接电路后闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路;无论怎样移动滑片P,电压表都无示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路,即故障可能是电阻R短路(或电压表短路或电压表断路);
(4)排除故障后,小明把5Ω的电阻接入电路中,移动滑片P到适当位置,读出电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.5A,则定值电阻两端电压为UV=I1R1=0.5A×5Ω=2.5V;
实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,要增大滑动变阻器电阻阻值,故应把滑动变阻器滑片向右移动至电压表示数为2.5V;
[例题4] (2023秋•青羊区校级期中)在“探究通过导体的电流与电阻关系”的实验中,小美利用电源电压为6V的电源、5个定值电阻(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω)、滑动变阻器(20Ω 0.5A)、电压表、电流表、开关以及若干导线做了如下实验:
(1)他根据图甲所示电路图连接成了图乙所示的实物电路,其中只有一根导线连接错误,请在这根导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线。(连线不要交叉)
(2)改正图乙电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最 端(选填“左”或“右”)。
(3)正确连接电路后,闭合开关,小美发现电流表示数为0,而电压表有较大示数,则电路中的故障是: 。
(4)排除故障后,连好电路,小类进行了以下操作:
①小美接入10Ω的定值电阻后,移动滑片,电流表示数如图丙所示,她记录此时电压表示数和电流表示数。
②小美保持滑动变阻器滑片位置不变,将10Ω的定值电阻换为15Ω的定值电阻后,闭合开关,电压表的示数会 (选填“大于”、“小于”或“等于”)刚才数据,然后她再移动滑片恢复电压表示数。
【解答】解:(1)原电路图中,电压表和定值电阻没有接入电路,是错误的,由图甲可知,定值电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,如下图所示:
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(2)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,即最左端;
(3)正确连接电路后,闭合开关,小美发现电流表示数为0,说明电路可能断路,电压表有较大示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即电路中的故障是定值电阻断路;
(4)①由图乙可知电流表的量程为0~0.6A;小美接入10Ω的定值电阻后,移动滑片,电流表示数如图丙所示,电流表分度值0.02A,其示数为0.4A,则定值电阻两端电压为UV=I2R2=0.4A×10Ω=4V;
②实验中,当把10Ω的电阻换成15Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,即电压表的示数会大于刚才数据,然后她再移动滑片恢复电压表示数;
巩固提高
1. (2023秋•站前区校级期中)小明同学在做“探究电流与电压的关系”实验时,准备了以下器材:干电池(1.5V)两节,电流表(0~0.6A/0~3A)、电压表(0~3V/0~15V)、滑动变阻器(20Ω、2A)、定值电阻(5Ω)、开关各一只、导线若干。根据图甲所示的电路图进行实验。
(1)用笔画线代替导线,按照图甲所示电路,将乙图中的实物图连接完整。
(2)连接电路。闭合开关前,滑动变阻器滑片P应处于 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,原因可能是 。
(4)实验过程中,要使电压表示数逐渐变大,滑动变阻器滑片P应向 (“左”或“右”)移动。
(5)实验过程中,电流表的示数如图丙所示,此时电路中的电流为 A。
(6)最后结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
小明还想做“探究电流与电阻的关系”实验,又找来了阻值分别为10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个。
(7)小华先把10Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,她直接拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数 (变大、变小、不变),要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向 端(选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为 V。所以此实验中,滑动变阻器作用是 。
【解答】解:(1)电源电压是干电池(1.5V)两节,故电压表选用小量程,如图所示:;
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片要移到最大阻值处,故滑片P应处于B端;
(3)电流表无示数,可判断为断路;电压表指针有明显偏转,说明与电源连通,则故障可能是定值电阻R断路;
(4)实验过程中,要使电压表示数逐渐变大,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压减小,由分压原理,变阻器连入电路中的电阻变小,滑动变阻器滑片P应向左移动;
(5)如图丙所示,电流表用的小量程,分度值0.02A,则此时电路中的电流为0.3A;
(6)电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(7)根据串联电路电压的规律和串联电路电压与电阻成正比,拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻,电压表示数变大;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,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2V。所以此实验中,滑动变阻器作用是控制电阻两端电压不变;
2. (2023秋•海勃湾区校级期中)同学们利用以下器材探究“电流与电压、电阻的关系”。学生电源、电流表(0﹣0.6A)、电压表(0﹣3V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路(要求连线不得交叉);
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.4
(2)连接电路时,应将滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关,改变滑片的位置,记录的实验数据如表格所示。请将表格数据补充完整;
(4)之后再将另外两个定值电阻分别接入电路中,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,利用描点法得到如图丙所示的电流/随电阻R变化的图像。实验中若定值电阻从20Ω换成10Ω时,滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)移动;
(5)由图像可以得出结论:电压一定时,电流与电阻成 (选填“正比”或“反比”)。
【解答】解:(1)变阻器按一下一上连入电路中与电阻串联,电压表与电阻并联,如下所示:
(2)连接电路时,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即最左端;
(3)根据第1组和第3组数据可知,电阻均为:
R5Ω,
故第2组实验电流为:
I20.3A;
(4)根据串联分压原理可知,实验中若定值电阻从20Ω换成10Ω时,电阻变小,其分得的电压变小;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,记下电流表的示数,根据串联电路电压的规律可知应减小滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动;
(5)由图丙知,电阻的电流与电阻之积为:
UV=I′R′=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V;
电流与电阻之积为一定值,得出的结论是:电压一定时,电流与电阻成反比。
故答案为:(1)见解答图;(2)左;(3)0.3;(4)右;(5)反比。
3. (2023秋•怀化期中)在“探究电流与电压的关系”的实验中,亮亮连接了如图所示的电路。
(1)闭合开关前,变阻器的滑片应位于最 端。闭合开关发现电流表几乎无示数,电压表示数接近电源电压,移动滑动变阻器的滑片,电流表、电压表示数均无变化,则故障可能是定值电阻 。
(2)排除故障以后,闭合开关,亮亮调节滑片使电压表示数为0.5V,记录电流表读数,再将滑片向 端移动,使电压表示数为1.0V,继续记录电流表读数,多次实验后,分析数据得出“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”的结论。
【解答】解:(1)闭合开关前,变阻器的滑片应位于最左端;闭合开关发现电流表几乎无示数,电压表示数接近电源电压,移动滑动变阻器的滑片,电流表、电压表示数均无变化,则故障可能是定值电阻断路;
(2)闭合开关后,亮亮调节滑片使电压表示数为0.5V,记录电流表读数,要使电压表的示数为1.0V,即增大定值电阻两端的电压,由串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的电压需要减小,由串联电路的分压作用知滑动变阻器的电阻需减小,即将滑片向右端移动,使电压表示数为1.0V,继续记录电流表读数;
故答案为:(1)左;断路;(2)右。
4. (2023秋•兴化市期中)用图甲所示的电路探究通过导体的电流与电压、电阻的关系。器材有:干电池3节(每节电压略小于1.5V),滑动变阻器3个(铭牌上分别标有“5Ωㅤ3A”“20Ωㅤ2A”“50Ωㅤ1.5A”字样),电流表、电压表、开关各一个,阻值为5Ω、10Ω、20Ω的电阻各一个,导线若干。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至 (选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关后,电流表和电压表示数为0,移动滑片P,两表指针不偏转。将与电压表“﹣”接线柱相连的导线从D端拆下,试触C点,电压表指针不偏转,试触B点,电压表指针偏转,若电路中只有一处故障,则可能是 。
【解答】解:(1)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处,即B端;
(2)闭合开关后,电流表示数为0,说明电路可能断路,电压表示数为0,说明电压表与电源没有连通;将与电压表“﹣”接线柱相连的导线从D端拆下,试触C点,电压表指针不偏转,试触B点,电压表指针偏转,说明此时电压表与电源连通,电压表并联的电路断路,若电路中只有一处故障,则可能是导线BC断路;
5. (2023秋•泗水县期中)同学们“探究电流与电阻的关系”时,实验室提供的器材有:电压恒为6V的电源一个,定值电阻5个(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),规格为“40Ω 1A”的滑动变阻器一个,电流表、电压表、开关各一个,导线若干。
(1)同学们设计并连接了如图甲所示的实验电路,想用电压表的3V量程测量定值电阻R两端的电压,请你用笔画线代替导线,帮助他们把电压表正确连接在电路中(导线不能交叉)。
(2)他们先将R=5Ω的电阻接在图甲中a、b间,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为U0;保持滑片不动,用10Ω的电阻替换a、b间的电阻后,需将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,才能保持a、b间的电压U0不变;再依次更换a、b间电阻为15Ω、20Ω继续实验。他们根据测量数据作出了电流表示数I与a、b间电阻R阻值的关系图像,如图乙所示。由乙图可知:a、b间电压U0的值为 V;a、b间电压一定时,通过a、b间导体的电流与导体的电阻成 比。
【解答】解:(1)电压表与定值电阻并联接入电路,注意接线柱正进负出,由图乙可知控制电压为2V,正接线柱选择“3“接线柱,如下图所示:
(2)实验中,用10Ω的电阻替换5Ω,根据分压原理,电阻两端的电压变大,即电压表示数变大;研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大变阻器两端的电压,由分压原理,要增大变阻器电阻阻值,故应向右移动滑片才能达到实验要求;
根据图乙所示的图象可知,a、b两端的电压为:U=IR=0.4A×5Ω=﹣﹣﹣=0.1A×20Ω=2V,为一定值,
故可得出:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
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