17.1 电流与电压和电阻的关系【两大题型】-2024-2025学年九年级物理全一册同步高频考点精讲与热点题型精练(人教版)
2024-07-23
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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 | 作业-同步练 |
| 知识点 | 电流与电压、电阻的关系 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 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 | 1.04 MB |
| 发布时间 | 2024-07-23 |
| 更新时间 | 2024-07-30 |
| 作者 | 名师汇教育 |
| 品牌系列 | 其它·其它 |
| 审核时间 | 2024-07-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/46467056.html |
| 价格 | 3.00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【两大题型】
【题型一 探究电流与电压的关系】
1.(2023•武汉模拟)下列图象中,能正确表示定值电阻上的电流与两端电压关系的是( )
A. B. C. D.
2.(2023•成都期末)如图所示是“探究电流与电压关系”的实验电路,电源电压恒为3V,定值电阻R=5Ω,下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最右端
B.闭合开关后,电流表示数为零,电压表示数接近3V,故障可能是滑动变阻器开路
C.将滑动变阻器的滑片向左滑动,电压表示数逐渐减小
D.该实验电路中,电压表使用的量程正确
3.(2023•株洲模拟)小江同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系“时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,根据图象,下列说法不正确的是( )
A.当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过导体乙的电流为0.1A
B.将甲,乙两导体并联后接到电压为3V的电源上时,干路中的电流为0.9A
C.通过导体甲的电流与其两端的电压成正比
D.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
4.(2023•哈尔滨中考)如图所示,探究“电流跟电压的关系”实验中,下列说法不正确的是( )
A.探究电流跟电压的关系时,需要控制导体的电阻一定
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:电流跟电压成反比
D.多次实验是为了得到电流跟电压之间的定量关系
5.(2023•黄冈模拟)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:多节干电池串联接入MN;
乙:电池与滑动变阻器串联接入MN;
丙:电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN。
可行的方案是( )
A.仅有甲 B.仅有乙
C.仅有甲、乙两种 D.甲、乙、丙都可行
6.(2023•成都模拟)小明和同学们在做电学实验过程中,他们经过讨论,依次完成了“探究电流跟电压的关系”三次实验电路的设计,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.图丙:移动滑动变阻器目的是保持电阻R两端电压不变
C.图丙:进行实验,眼睛一定要先看电流表,再看电压表
D.图丙:多次实验是为了得到电流跟电压之间的定量关系
7.(2023•长沙模拟)为了探究电流与电压的关系,小英选择10Ω定值电阻实验后得到如下数据。
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.6
1.0
1.8
2.0
2.4
电流I/A
0.06
0.10
0.18
0.20
0.24
(1)从表格数据初步得出结论 。
(2)小明认为只做了1次实验,这个结论并不具备说服力,应该多次实验,避免偶然性,小英认为已经进行了5次实验,不需要再重复了。请问谁的想法正确?并说明道理: 。
8.(2023•天津模拟)在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中:
(1)请根据图1所示的电路图,用笔画出导线完成图2的电路连接;
(2)实验过程中得到的部分数据如下表所示。第3次测量时,电流表的示数如图3所示,请将该数据填入表格中;
实验序号
1
2
3
…
电压U/V
0.8
1.6
2.4
…
电流I/A
0.16
0.32
…
(3)在图4中的坐标轴上标出适当的标度,把上表中的数据在坐标系中描点并连线。
9.(2023•广州期末)小羽想了解当滑动变阻器与电阻并联时,调节滑片,电阻两端的电压及电路中的电流怎样改变。实验电路图如图1所示:
(1)改变滑动变阻器接入电路的阻值,记录数据如表2。请根据表2中数据在图2中的坐标系中画出电阻R的U﹣I图线;
序号
1
2
3
4
电压表示数U/V
2.40
1.80
1.20
0.60
电流表Al示数I1/A
0.16
0.12
0.08
0.04
电流表A2示数I2/A
0.30
0.60
1.00
1.20
(2)分析表中数据和图线,请写出通过电阻R的电流和它两端的电压存在的定量关系;结论 ;
(3)实验结果表明:当滑动变阻器与电阻并联时,调节滑片,电阻两端的电压 发生变化(选填“会”或“不会”)。
10.(2023•汕头模拟)在“探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系”实验中,某小组选用规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器等器材进行实验:
(1)请根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路连接完整。
(2)连接电路时开关应该 。闭合开关前将滑动变阻器的滑片移到 (选填“最左”或“最右”)处,闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数,则产生故障的原因可能是 。
(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 A。
(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,如表所示,由测得数据可以得出的结论是:当电阻一定时,导体中的电流与电压成 。
(5)小明认为将定值电阻换成小灯泡也能得出电流与导体两端电压的规律,小红觉得他的说法是错误的,原因是 。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.6
1.0
1.5
2.0
2.4
2.8
电流I/A
0.12
0.20
0.32
0.38
0.48
0.56
【题型二 探究电流与电阻的关系】
11.(2023•绵阳期末)在“探究电流与电阻的关系”的实验中(如图),下列说法正确的是( )
A.导体中的电流与导体的电阻成正比
B.实验中应控制电阻两端电压不变
C.记录多组数据是为了求平均值,减小误差
D.实验只需用到一个10Ω的电阻
12.(2023•天津期末)如图所示是探究电流与电阻的关系”的实验电路图,当A.B间的电阻由10Ω换成15Ω后,闭合开关,接下来正确的实验操作应该是( )
A.观察电流表,向右移动滑片,让电流表示数保持不变读取电压数据
B.观察电流表,向左移动滑片,让电流表示数保持不变读取电压数据
C.观察电压表,向左移动滑片,让电压表示数保持不变读取电流数据
D.观察电压表,向右移动滑片,让电压表示数保持不变读取电流数据
13.(2023•淄博期末)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,下列说法不正确的是( )
A.实验中采用的主要科学探究方法是“控制变量法”
B.滑动变阻器的作用是在多次测量过程中,保证被测电阻两端电压不变
C.换用不同的定值电阻得到多组数据,是为了“避免实验结论的偶然性”
D.经过实验数据分析得出的结论是“电压一定时,这段导体的电阻与通过的电流成反比”
14.(2023•辽阳期中)如图所示是“探究电流与电阻的关系”电路图,下列说法正确的是( )
A.将R1由10Ω换成20Ω,不需要调节滑动变阻器
B.调节滑动变阻器的过程中,应观察电流表的示数
C.实验结论:导体中的电流与导体的电阻成反比
D.三次实验中,电压表与电流表的比值不同
15.(2023•泰州模拟)探究“电流与电阻的关系”时,我们一般需要先预设一个电压值,实验中保持电阻两端电压为预设值不变,现采用如图所示电路进行探究,器材:学生电源(6V)、滑动变阻器(20Ω,1A)、电流表、电压表、开关、三个定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω)及导线若干,以下说法错误的是( )
A.要获得3组实验数据,电压的预设值最小为3V
B.要获得3组实验数据,电压的预设值最大为6V
C.若实验电压的预设值为2V,要获得3组实验数据,要更换最大阻值为40Ω的滑动变阻器
D.若实验电压的预设值为2V,要获得3组实验数据,要将电源电压至少下调至4V
16.(2023•深圳模拟)在探究“电流与电阻的关系”时,电源电压恒为3V,实验准备了阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的电阻,当将5Ω的电阻接入R所在位置时,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2V,再分别用10Ω、20Ω的电阻替换的5Ω电阻进行实验,下列说法正确的是( )
A.此实验中滑动变阻器的作用是改变R两端的电压
B.更换定值电阻时,开关可以不断开
C.用10Ω的电阻替换5Ω电阻时,滑片位置不动,电压表的示数小于2V
D.用10Ω的电阻代替5Ω电阻实验时,为达到实验目的应调节滑片向右移动
17.(2023•江门期末)以下是“探究电流与电阻的关系”实验,其中R是可替换的定值电阻。
(1)图甲的实物连线图中,有一条导线连接错误,请你在该导线上打“×”并画出正确连线;
(2)连接电路时,开关应处于 状态;
(3)滑动变阻器在该实验中的作用除了保护电路之外,还有 的作用;
(4)将5Ω的电阻接入电路,闭合开关后,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2V,记录此时电流表的值;再将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,通过调节滑动变阻器使电压表的示数 (选填“>”、“=”或“<”)2V,记录此时电流表的值;再更换为20Ω的电阻,重复以上实验;
(5)将所得的实验数据在图乙中进行描点,发现图中的第 (填序号)个描点有明显异常应予剔除;
(6)剔除后,请你将图乙中剩下的点用笔进行连接,完成绘制图像;
(7)由图像可得出结论:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成 比。
18.(2023•德州期末)用图甲所示电路“探究电流与电阻的关系”。电源电压为4.5V不变,滑动变阻器规格为“20Ω,1A”,有4Ω、6Ω、8Ω、10Ω、12Ω的定值电阻各一个。
(1)闭合开关前应该将滑动变阻器的滑片P移到最 端(选填“左”或“右”);
(2)先接入12Ω定值电阻,闭合开关,移动变阻器的滑片P移至合适位置,电压表的示数如图乙所示,示数为
V,记下电流表的示数。断开开关,将12Ω电阻换成10Ω后,闭合开关,向 (选填“左”或“右”)移动变阻器的滑片P使 表的示数与前一次相同,记录相关数据;
(3)改变电阻R的阻值,共测得五组实验数据,根据实验数据,在图丙的坐标系中描绘出I﹣R图象为曲线A:由图象可得出的结论是: 。
19.(2023•威海期末)在“探究电流与电阻的关系”实验时,小明准备的器材有:电源、电流表、电压表、阻值不同的定值电阻、开关、导线若干。
(1)为完成实验探究,小明还需要准备的一个器材是 ,这个器材的作用是 。请如图虚线框内画出改进后的电路图。
(2)小明按照改进后的电路图连接好电路,进行了多次实验,并将实验数据记录在表中。请任选两组实验数据,说明如何进行数据分析: 。
(3)根据实验数据或图像,可得到的结论是: 。
实验次数
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
电阻R/Ω
5
10
15
20
30
电流表示数I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
0.1
20.(2023•乐山期末)同学们在探究“电流与电压和电阻的关系”时,实验器材有:电压恒为5V的电源,电流表、电压表各一个,开关一个,阻值分别为6Ω、12Ω、18Ω、24Ω的定值电阻各一个,规格分别为A:“20Ω 2A”和B:“50Ω 1A”的滑动变阻器各一个,导线若干。
(1)1小组探究“电流与电压的关系”。
①小组成员根据图甲的电路图将图乙中的实物电路连接完整。
②将6Ω的电阻接入电路,闭合开关,发现电压表示数很大,电流表几乎没有示数,造成这一现象的原因可能是定值电阻 。(填“断路”或“短路”)
③排除故障后进行实验得到的数据如下表,由此可得到的结论是:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
电压U/V
1.2
1.8
2.4
电流I/A
0.2
0.3
0.4
(2)2小组探究“电流与电阻的关系”。
①将6Ω的电阻接入电路,检查无误后闭合开关,移动滑片,使电压表的示数为1.8V,并记下相应的电流值,再用12Ω的电阻替换6Ω的电阻,为了控制电压不变,此时滑片应向 (填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数为 V,读出电流表的示数。
②为了能完成该实验探究,应选择下列哪一个规格的滑动变阻器 。
A.20Ω 2A
B.50Ω 1A
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17.1 电流与电压和电阻的关系【两大题型】
【题型一 探究电流与电压的关系】
1.(2023•武汉模拟)下列图象中,能正确表示定值电阻上的电流与两端电压关系的是( )
A. B. C. D.
解:
A、图线为正比例函数图线,表示电阻一定时,通过电阻的电流与电压成正比,符合题意;
B、图线不过原点,表示电流为0时,电路中可能会有电压,不符合欧姆定律的要求,不合题意;
C、图线表示随着电压的增大,电流是减小的,不合题意;
D、图线不过原点,表示没有电压的情况下,导体中也可能有电流,不合题意。
答案:A。
2.(2023•成都期末)如图所示是“探究电流与电压关系”的实验电路,电源电压恒为3V,定值电阻R=5Ω,下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最右端
B.闭合开关后,电流表示数为零,电压表示数接近3V,故障可能是滑动变阻器开路
C.将滑动变阻器的滑片向左滑动,电压表示数逐渐减小
D.该实验电路中,电压表使用的量程正确
解:
A、为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,即最左端,故A错误;
B、闭合开关后,电流表示数为零,说明电路可能断路,电压表示数接近3V,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,即故障可能是定值电阻R断路,故B错误;
C、由图可知,将滑动变阻器的滑片向左滑动阻值逐渐变大,根据串联分压原理可知,滑动变阻器两端电压逐渐变大,根据串联电路电压规律可知,定值电阻R两端电压逐渐变小,即电压表示数逐渐减小,故C正确;
D、电源电压恒为3V,因此电压表应选小量程,而图中电压表选用大量程,故D错误。
答案:C。
3.(2023•株洲模拟)小江同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系“时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,根据图象,下列说法不正确的是( )
A.当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过导体乙的电流为0.1A
B.将甲,乙两导体并联后接到电压为3V的电源上时,干路中的电流为0.9A
C.通过导体甲的电流与其两端的电压成正比
D.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
解:
(1)由图象可知,当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过导体乙的电流为0.1A,故A正确;
(2)当甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上,由图知I甲=0.6A,I乙=0.3A,根据并联电路的电流特点可知I=0.6A+0.3A=0.9A,故B正确;
(3)由图象可知,通过导体的电流随电压的增大而增大,并且成倍数的增大,即成正比,故C正确;
(4)加同样电压时(3V),I甲=0.6A,I乙=0.3A,I甲>I乙,根据R可知R甲<R乙,故D错误。
答案:D。
4.(2023•哈尔滨中考)如图所示,探究“电流跟电压的关系”实验中,下列说法不正确的是( )
A.探究电流跟电压的关系时,需要控制导体的电阻一定
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:电流跟电压成反比
D.多次实验是为了得到电流跟电压之间的定量关系
解:
A、探究电流跟电压的关系时,由控制变量法可知,需要控制导体的电阻一定,故A正确;
B、滑动变阻器可以改变接入电路中的电阻,使得电路中电流发生改变,从而起到改变定值电阻两端电压的作用,故B正确;
C、由欧姆定律可知,在电阻不变时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比,故C错误;
D、多次实验得到多组实验数据,从而可以得到电流跟电压之间的定量关系,故D正确。
答案:C。
5.(2023•黄冈模拟)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:多节干电池串联接入MN;
乙:电池与滑动变阻器串联接入MN;
丙:电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN。
可行的方案是( )
A.仅有甲 B.仅有乙
C.仅有甲、乙两种 D.甲、乙、丙都可行
解:研究电流跟电压的关系时,应控制电阻的阻值不变,改变电阻两端的电压,则
甲:多节干电池串联接入MN时,改变干电池串联的节数时电源的电压发生变化,R两端的电压发生变化,方法可行;
乙:电池与滑动变阻器串联接入MN时,移动滑动变阻器滑片P改变接入电路中的电阻,从而改变电路中的电流和R两端的电压,方法可行;
丙:电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN,定值电阻R′的阻值不同,分得的电压不同,定值电阻R两端的电压不同,方法可行;
综上可知,甲、乙、丙三种方案均可行。
答案:D。
6.(2023•成都模拟)小明和同学们在做电学实验过程中,他们经过讨论,依次完成了“探究电流跟电压的关系”三次实验电路的设计,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.图丙:移动滑动变阻器目的是保持电阻R两端电压不变
C.图丙:进行实验,眼睛一定要先看电流表,再看电压表
D.图丙:多次实验是为了得到电流跟电压之间的定量关系
解:
A、探究“电流与电压的关系”实验中,应控制电阻的电压不变,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,故B错误;
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,眼睛观察电流表和电压表的顺序,没有先后,故C错误;
D、在“探究电流跟电压关系”的实验中,测量多组对应的电流和电压值,是为了寻找电流和电压的定量关系,找到普遍规律,故D正确。
答案:D。
7.(2023•长沙模拟)为了探究电流与电压的关系,小英选择10Ω定值电阻实验后得到如下数据。
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.6
1.0
1.8
2.0
2.4
电流I/A
0.06
0.10
0.18
0.20
0.24
(1)从表格数据初步得出结论 当导体的电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比 。
(2)小明认为只做了1次实验,这个结论并不具备说服力,应该多次实验,避免偶然性,小英认为已经进行了5次实验,不需要再重复了。请问谁的想法正确?并说明道理: 小明的说法正确;应该多次实验,避免偶然性 。
解:
(1)由表格数据可知,定值电阻两端的电压增大为原来的几倍时,通过定值电阻的电流也增大为原来的几倍,通过定值电阻的电流与定值电阻两端的电压的比值不变,由此可得出实验的结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比;
(2)利用归纳法探究实验规律时,应该多次实验,避免偶然性,所以小明的说法正确,应该换用阻值不同的定值电阻进行实验。
答案:(1)当导体的电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比;(2)小明的说法正确;应该多次实验,避免偶然性。
8.(2023•天津模拟)在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中:
(1)请根据图1所示的电路图,用笔画出导线完成图2的电路连接;
(2)实验过程中得到的部分数据如下表所示。第3次测量时,电流表的示数如图3所示,请将数据填入表格中;
实验序号
1
2
3
…
电压U/V
0.8
1.6
2.4
…
电流I/A
0.16
0.32
…
(3)在图4中的坐标轴上标出适当的标度,把上表中的数据在坐标系中描点并连线。
解:(1)结合图图1和下面表格记录的实验数据可知,电压表选用小量程与电阻并联,电流表选用小量程与R串联,将变阻器滑片以左电阻丝连入电路中与电阻串联,如下图所示:
(2)根据电流表接线柱,电流表选择0~0.6A量程,可知此时电流表的分度值为0.02A,电流表示数是0.48A;
(3)在坐标轴上标出适当的标度,把上表中的数据在坐标系中描点并连线,如下图所示:
答案:(1)见上图;(2)0.48;(3)见上图。
9.(2023•广州期末)小羽想了解当滑动变阻器与电阻并联时,调节滑片,电阻两端的电压及电路中的电流怎样改变。实验电路图如图1所示:
(1)改变滑动变阻器接入电路的阻值,记录数据如表2。请根据表2中数据在图2中的坐标系中画出电阻R的U﹣I图线;
序号
1
2
3
4
电压表示数U/V
2.40
1.80
1.20
0.60
电流表Al示数I1/A
0.16
0.12
0.08
0.04
电流表A2示数I2/A
0.30
0.60
1.00
1.20
(2)分析表中数据和图线,请写出:通过电阻R的电流和它两端的电压存在的定量关系;结论 电阻不变时,电流与电压成正比 ;
(3)实验结果表明:当滑动变阻器与电阻并联时,调节滑片,电阻两端的电压 会 发生变化(选填“会”或“不会”)。
解:(1)由电路图可知,电压表测电阻电压,电流表A1测经过R的电流,根据表2中的数据,找出每组中电压U和电流表A1的数据,在坐标系中画出对应图线,如下图所示:
(2)由表2数据和坐标系中图线可知,电阻一定时,随着电压的增大,电流也随之增大,成正比例关系。
(3)由实验数据可知,当滑动变阻器与电阻并联时,调节滑片,两个电流表的示数发生变化,电压表的示数也发生了变化,即电阻两端的电压会发生变化。
答案:(1)见解析;(2)电阻不变时,电流与电压成正比;(3)会。
10.(2023•汕头模拟)在“探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系”实验中,某小组选用规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器等器材进行实验:
(1)请根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路连接完整。
(2)连接电路时开关应该 断开 。闭合开关前将滑动变阻器的滑片移到 最右 (选填“最左”或“最右”)处,闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数,则产生故障的原因可能是 电阻R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 0.34 A。
(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,如表所示,由测得数据可以得出的结论是:当电阻一定时,导体中的电流与电压成 正比 。
(5)小明认为将定值电阻换成小灯泡也能得出电流与导体两端电压的规律,小红觉得他的说法是错误的,原因是 小灯泡电阻随温度的变化而变化 。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.6
1.0
1.5
2.0
2.4
2.8
电流I/A
0.12
0.20
0.32
0.38
0.48
0.56
解:(1)根据甲图可知,变阻器左下接线柱连入电路中与R串联,如下所示:
(2)为保护电路,连接电路时开关应该断开,闭合开关前将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即最右处;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,则产生故障的原因可能是电阻R短路;
(3)若电流表的示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其读数为0.34A;
(4)根据表中数据可知,电压增大为原来的几倍,通过的电流也增大原来的几倍,可以得出的结论是:当电阻一定时,导体中的电流与电压成正比;
(5)研究电流与导体两端电压的规律时,要控制电阻的大小不变,小明认为将定值电阻换成小灯泡也能得出电流与导体两端电压的规律,小红觉得他的说法是错误的,原因是小灯泡电阻随温度的变化而变化。
答案:(1)见解析中的图;(2)断开;最右;电阻R短路;(3)0.34;(4)正比;(5)小灯泡电阻随温度的变化而变化。
【题型二 探究电流与电阻的关系】
11.(2023•绵阳期末)在“探究电流与电阻的关系”的实验中(如图),下列说法正确的是( )
A.导体中的电流与导体的电阻成正比
B.实验中应控制电阻两端电压不变
C.记录多组数据是为了求平均值,减小误差
D.实验只需用到一个10Ω的电阻
解:
A、电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比,故A错误;
B、探究电流与电阻的关系时,根据控制变量法,要控制电阻两端的电压不变,故B正确;
C、根据一组数据得出的结论有偶然性,记录多组数据是为了得出普遍性的结论,故C错误;
D、探究电流与电阻的关系时,要研究电流随电阻的变化关系,为得出普遍性的规律,实验至少需用3个不同的定值电阻,故D错误。
答案:B。
12.(2023•天津期末)如图所示是探究电流与电阻的关系”的实验电路图,当A.B间的电阻由10Ω换成15Ω后,闭合开关,接下来正确的实验操作应该是( )
A.观察电流表,向右移动滑片,让电流表示数保持不变读取电压数据
B.观察电流表,向左移动滑片,让电流表示数保持不变读取电压数据
C.观察电压表,向左移动滑片,让电压表示数保持不变读取电流数据
D.观察电压表,向右移动滑片,让电压表示数保持不变读取电流数据
解:
根据串联分压原理可知,将定值电阻由10Ω改接成15Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知,应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数保持不变,并读取电流数据。
只有D正确,ABC错误。
答案:D。
13.(2023•淄博期末)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,下列说法不正确的是( )
A.实验中采用的主要科学探究方法是“控制变量法”
B.滑动变阻器的作用是在多次测量过程中,保证被测电阻两端电压不变
C.换用不同的定值电阻得到多组数据,是为了“避免实验结论的偶然性”
D.经过实验数据分析得出的结论是“电压一定时,这段导体的电阻与通过的电流成反比”
解:AB、探究电流与电阻的关系”的实验中,要控制电阻的电压不变,采用的主要科学研究方法是“控制变量法”,故A正确;
滑动变阻器的作用是在多次测量过程中的作用是保持被测电阻两端电压值不变,故B正确;
C、为得出普遍性的结论,要多次测量,故换用不同的定值电阻得到多组数据,是为了“避免造成规律的偶然性”,故C正确;
D、经过测量得出的结论是“电压相等时,这段导体的电流与电阻成反比”,故D错误。
答案:D。
14.(2023•辽阳期中)如图所示是“探究电流与电阻的关系”电路图,下列说法正确的是( )
A.将R1由10Ω换成20Ω,不需要调节滑动变阻器
B.调节滑动变阻器的过程中,应观察电流表的示数
C.实验结论:导体中的电流与导体的电阻成反比
D.三次实验中,电压表与电流表的比值不同
解:AB、根据串联电路的分压原理可知,将定值电阻由10Ω改接成20Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻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,由串联分压的分压原理可知,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,观察电压表,使电压表的示数不变,故AB错误;
C、探究电流与电阻的关系的结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,不能缺少“电压一定”,故C错误;
D、探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,改变不同的电阻,故三次实验中,电压表与电流表的比值不同,故D正确。
答案:D。
15.(2023•泰州模拟)探究“电流与电阻的关系”时,我们一般需要先预设一个电压值,实验中保持电阻两端电压为预设值不变,现采用如图所示电路进行探究,器材:学生电源(6V)、滑动变阻器(20Ω,1A)、电流表、电压表、开关、三个定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω)及导线若干,以下说法错误的是( )
A.要获得3组实验数据,电压的预设值最小为3V
B.要获得3组实验数据,电压的预设值最大为6V
C.若实验电压的预设值为2V,要获得3组实验数据,要更换最大阻值为40Ω的滑动变阻器
D.若实验电压的预设值为2V,要获得3组实验数据,要将电源电压至少下调至4V
解:闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测通过电路的电流,
串联电路总电压等于各部分电压之和,根据串联分压原理可得,
(1)定值电阻的最大阻值为20Ω,若此时滑动变阻器接入电路最大阻值20Ω,代入数据可得,解方程可得UV=3V,
电源电压为6V,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,根据串联电路电流特点可知通过电路的最大电流为1A,
当R=5Ω时,定值电阻两端的电压为UR=1R=1A×5Ω=5V,所以电压的预设值的范围为3V~5V,故A正确,B错误;
(2)若实验电压的预设值为2V,定值电阻的最大阻值为20Ω,代入数据可得,解方程可得滑动变阻器接入电路的阻值RP=40Ω,故C正确;
若实验电压的预设值为2V,定值电阻的最大阻值为20Ω,若此时滑动变阻器接入电路最大阻值20Ω,代入数据可得,解方程可得U=4V,故D正确。
答案:B。
16.(2023•深圳模拟)在探究“电流与电阻的关系”时,电源电压恒为3V,实验准备了阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的电阻,当将5Ω的电阻接入R所在位置时,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2V,再分别用10Ω、20Ω的电阻替换的5Ω电阻进行实验,下列说法正确的是( )
A.此实验中滑动变阻器的作用是改变R两端的电压
B.更换定值电阻时,开关可以不断开
C.用10Ω的电阻替换5Ω电阻时,滑片位置不动,电压表的示数小于2V
D.用10Ω的电阻代替5Ω电阻实验时,为达到实验目的应调节滑片向右移动
解:
A、在探究“电流与电阻关系”时,要控制电阻的电压不变,故此实验中滑动变阻器的作用除了保护电路以外,还有控制R两端的电压不变的作用,故A错误;
B、更换定值电阻时,为保护电路,开关应处于断开状态,故B错误;
CD、将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,由分压原理,其分得的电压增大,即电压表的示数大于2V,故C错误;
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,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数保持不变,D正确。
答案:D。
17.(2023•江门期末)以下是“探究电流与电阻的关系”实验,其中R是可替换的定值电阻。
(1)图甲的实物连线图中,有一条导线连接错误,请你在该导线上打“×”并画出正确连线;
(2)连接电路时,开关应处于 断开 状态;
(3)滑动变阻器在该实验中的作用除了保护电路之外,还有 控制定值电阻两端的电压不变 的作用;
(4)将5Ω的电阻接入电路,闭合开关后,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2V,记录此时电流表的值;再将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,通过调节滑动变阻器使电压表的示数 = (选填“>”、“=”或“<”)2V,记录此时电流表的值;再更换为20Ω的电阻,重复以上实验;
(5)将所得的实验数据在图乙中进行描点,发现图中的第 ③ (填序号)个描点有明显异常应予剔除;
(6)剔除后,请你将图乙中剩下的点用笔进行连接,完成绘制图像;
(7)由图像可得出结论:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成 反 比。
解:(1)实验中定值电阻应串联接入电路,故定值电阻与滑动变阻器相连的导线错误,应将滑动变阻器的左上接线柱与定值电阻的右侧接线柱相连,如图:
(2)连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
(3)探究电流与电阻的关系,保持电压不变,滑动变阻器在该实验中的作用除了保护电路之外,还可以控制定值电阻两端的电压不变。
(4)实验中应控制定值电阻两端的电压为2V不变,将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,闭合开关,根据串联分压特点可知,定值电阻两端的电压变大,为控制定值电阻两端的电压不变,应让滑动变阻器两端的电压变大,应将滑动变阻器的滑片向右端移动,来保证电压表的示数为2V。
(5)(6)由图可知,将各个点用光滑的线连接起来,发现第③个描点没有在这条线上,应予剔除,如图所示:
(7)由图像可知,电压一定,电流和电阻的倒数成正比,所以电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
答案:(1)见解答图;(2)断开;(3)控制定值电阻两端的电压不变;(4)=;(5)③;
(6)见解答图;(7)反。
18.(2023•德州期末)用图甲所示电路“探究电流与电阻的关系”。电源电压为4.5V不变,滑动变阻器规格为“20Ω,1A”,有4Ω、6Ω、8Ω、10Ω、12Ω的定值电阻各一个。
(1)闭合开关前应该将滑动变阻器的滑片P移到最 左 端(选填“左”或“右”);
(2)先接入12Ω定值电阻,闭合开关,移动变阻器的滑片P移至合适位置,电压表的示数如图乙所示,示数为 2.4 V,记下电流表的示数。断开开关,将12Ω电阻换成10Ω后,闭合开关,向 右 (选填“左”或“右”)移动变阻器的滑片P使 电压 表的示数与前一次相同,记录相关数据;
(3)改变电阻R的阻值,共测得五组实验数据,根据实验数据,在图丙的坐标系中描绘出I﹣R图象为曲线A:由图象可得出的结论是: 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 。
解:(1)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片放在阻值最大处,即最左端;
(2)先接入12Ω定值电阻,闭合开关,移动变阻器的滑片P移至合适位置,电压表用的小量程,分度值为0.1V,示数为2.4V,记下电流表的示数;
断开开关,将12Ω电阻换成10Ω后,闭合开关,电阻减小,根据串联分压的规律可知,其分得的电压减小,此时电压表的示数会小于2.4V;
将12Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻,在探究电流与电阻的关系实验中,应控制定值电阻两端的电压不变,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,由分压原理可知需减小滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片P应向右端移动,使电压表的示数与前一次相同;
(3)依次改变电阻R的阻值,共测得五组实验数据,根据实验数据,在图丙的坐标系中描绘出I﹣R图象为曲线A;由图象可得出的结论是:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
答案:(1)左;(2)2.4;右;电压;(3)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。
19.(2023•威海期末)在“探究电流与电阻的关系”实验时,小明准备的器材有:电源、电流表、电压表、阻值不同的定值电阻、开关、导线若干。
(1)为完成实验探究,小明还需要准备的一个器材是 滑动变阻器 ,这个器材的作用是 保护电路和控制定值电阻两端电压不变 。请如图虚线框内画出改进后的电路图。
(2)小明按照改进后的电路图连接好电路,进行了多次实验,并将实验数据记录在表中。请任选两组实验数据,说明如何进行数据分析: 任选两组实验数据,发现电流与电阻的乘积是一个定值 。
(3)根据实验数据或图像,可得到的结论是: 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 。
实验次数
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
电阻R/Ω
5
10
15
20
30
电流表示数I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
0.1
解:(1)“探究电流与电阻的关系”实验需控制定值电阻两端的电压不变,
将电源、开关、电流表、定值电阻、滑动变阻器用导线串联接入电路,电压表与定值电阻并联接入电路,滑动变阻器可以起到保护电路和控制定值电阻两端电压不变的作用,如图:
(2)分析表格数据可知电阻为5Ω时,通过电阻的电流为0.6A,电阻的阻值为10Ω时,通过电路的电流为0.3A,5Ω×0.6A=10Ω×0.3A=3V,所以电流与电阻的乘积是一个定值;
(3)根据实验数据可得到的结论是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。
答案:(1)滑动变阻器;保护电路和控制定值电阻两端电压不变;见上图;(2)任选两组实验数据,发现电流与电阻的乘积是一个定值;(3)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。
20.(2023•乐山期末)同学们在探究“电流与电压和电阻的关系”时,实验器材有:电压恒为5V的电源,电流表、电压表各一个,开关一个,阻值分别为6Ω、12Ω、18Ω、24Ω的定值电阻各一个,规格分别为A:“20Ω 2A”和B:“50Ω 1A”的滑动变阻器各一个,导线若干。
(1)1小组探究“电流与电压的关系”。
①小组成员根据图甲的电路图将图乙中的实物电路连接完整。
②将6Ω的电阻接入电路,闭合开关,发现电压表示数很大,电流表几乎没有示数,造成这一现象的原因可能是定值电阻 断路 。(填“断路”或“短路”)
③排除故障后进行实验得到的数据如下表,由此可得到的结论是:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 正比 。
电压U/V
1.2
1.8
2.4
电流I/A
0.2
0.3
0.4
(2)2小组探究“电流与电阻的关系”。
①将6Ω的电阻接入电路,检查无误后闭合开关,移动滑片,使电压表的示数为1.8V,并记下相应的电流值,再用12Ω的电阻替换6Ω的电阻,为了控制电压不变,此时滑片应向 右 (填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数为 1.8 V,读出电流表的示数。
②为了能完成该实验探究,应选择下列哪一个规格的滑动变阻器 B 。
A.20Ω 2A
B.50Ω 1A
解:(1)①由图甲可知,滑动变阻器采用“一上一下”的原则与定值电阻串联,电压表与定值电阻并联,如图所示:
②电流表无示数,说明电路可能断路;电压表示数很大,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,与电压表并联的电路断路了;
③根据表中数据可知:电压增大为原来的几倍,通过的电流也增大为原来的几倍,故得出的结论:在导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(2)①根据串联电路的分压原理可知,将定值电阻由6Ω改接成12Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻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,由串联分压的分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,直到电压表的示数为1.8V不变;
②实验中使用的定值电阻阻值最大为24Ω,定值电阻两端的电压始终保持UV=1.8V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=5V﹣1.8V=3.2V,变阻器分得的电压为电压表示数的倍,根据分压原理,当接入24Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:R滑24Ω≈43Ω>20Ω,故选B。
答案:(1)①见解答图;②断路;③正比;(2)①右;1.8;②B。
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