14.3 欧姆定律(专题训练)【四大题型】-2024-2025学年九年级物理上册同步知识解读与专题训练(苏科版)
2024-09-09
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版(2012)九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 三、欧姆定律 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | 电流与电压、电阻的关系,欧姆定律的应用 |
| 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 | 6.93 MB |
| 发布时间 | 2024-09-09 |
| 更新时间 | 2024-09-09 |
| 作者 | 理化课代表精品中心 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-09-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/47271712.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
14.3 欧姆定律(专题训练)【四大题型】
一.探究电流与电压的关系(共8小题)
二.探究电流与电阻的关系(共8小题)
三.欧姆定律的表达式与U、l、R的决定关系(共8小题)
四.欧姆定律的l-U图像和I-R图像(共8小题)
一.探究电流与电压的关系(共8小题)
1.小明想要利用如图所示的电路探究“电流与电压的关系”,下列说法正确的是( )
A.实验过程中应该保持滑动变阻器阻值不变
B.实验过程中可以将换成小灯泡
C.实验过程中应该调滑动变阻器使电流表示数不变
D.实验过程中应该调滑动变阻器改变电压表示数
2.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:导体中的电流跟导体两端的电压成正比
D.多次实验是为了得到电流跟电压之间的定量关系
3.在“探究电流跟电压的关系”时,应保持 这个物理量不变。两定值电阻A、B中的电流与电压的关系图象如图所示,则它们的阻值 (选填“>”“<”或“=”)。
4.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 ;
(8)当小华改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,则换用的滑动变阻器最大阻值不得小于 ;
(9)解决了上述问题后,完成了实验。利用收集到的多组数据。分析得结论:电压一定时,导体的电流与导体的电阻成 比。
5.小明利用如图所示的实验装置探究“电流跟电压的关系”,电源电压为3V,定值电阻的阻值为5Ω,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
(1)请用笔画线代替导线将图中元件连成完整的实验电路(要求符合实验规范) ;
(2)刚连完最后一条导线,小明发现两电表的指针都发生了偏转, 其原因可能是( )
A.滑动变阻器连接错误
B.电阻R开路
C.开关未断开
(3)小明把上面的问题解决后,检查发现,开关断开时,电压表的指针指到零刻度的左边,其原因是 ;
(4)解决了所有问题后,小明通过实验得到了五组数据如下表所示:
实验次数
1
2
3
4
5
电压/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流/I
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
在获得第3组数据后,要得到第4组数据,应将滑片P向 端移;(选填“A”或“B”)
(5)通过分析表中数据,可以知道第3次实验中滑动变阻器的阻值为 Ω。
(6)分析讨论时,同组的小李通过计算发现表格中有一组错误数据,你认为是第 组。
(7)排除错误数据分析可得,电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成 比。
6.小明在“探究电流与电压的关系”的实验中,实验电路如图-1所示,电源电压恒为3V,定值电阻R的阻值为5Ω。
(1)请用笔画线代替导线将图-1所示电路连接完整(滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大);
(2)检查无误后,闭合开关发现电流表几乎无示数,电压表示数接近3V。移动滑片P,两电表示数均无变化,则电路故障可能是 ;
(3)排除故障后,开始测量并将实验数据记录在表中,当电压表示数为1.0V时,电流表示数如图-2所示,为 A;
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.3
0.4
0.5
(4)根据表中实验数据,得出的实验结论是 。
7.小华用如图甲所示装置探究电流与电压的关系,电源电压3V恒定不变,滑动变阻器规格为“30Ω 2A”。
(1) 请用笔画线代替导线。在图甲中完成电路连接,要求滑片P向右滑动时,电流表的示数变小;
(2)排除故障后,改变滑片位置,记录实验数据如下表,空白处的电流如图乙所示,为 A。
电压 U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.10
0.20
0.40
0.50
0.60
(3) 为了进一步探究电流与电阻的关系,又找来 10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻继续实验。
①当用5Ω完成实验后,断开开关,更换10Ω的电阻后继续实验,有以下几个实验操作 a.闭合开关; b.调节滑动变阻器至合适的位置; c.读电流表的示数,并记录数据; d.将滑动变阻器调至阻值最大处; 请根据实验步骤对以上几个实验操作进行排序: ;
②当将20Ω的电阻接入电路进行实验时,发现无论如何调节滑片都无法满足预设电压为1V的条件。为使该电阻也能完成实验,小华思考能不能以在不改变预设值的情况下,解决上述问题,如果能,请列举出一种方法;若不能,请写出该预设值的取值范围 。
8.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,根据图甲所示电路图进行实验。
(1)用笔画线代替导线,按照图甲所示电路,将乙图中的实物电路图连接完整;( )
(2)连接电路前,发现电流表指针如图丙所示,则接下来应 ,该实验中,滑动变阻器除保护电路外,还起到 的作用;
(3)连接好电路,闭合开关,发现电流表、电压表示数较小,移动滑片,两表示数大小保持不变,则电路中存在的故障可能是 ;
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流Ⅰ/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
(4)排除故障后,进行实验记录的多组数据如表所示。分析数据可得出结论: ;
(5)该实验中, (选填“能”或“不能”)使用小灯泡代替定值电阻进行探究,原因是 。
二.探究电流与电阻的关系(共8小题)
9.同学为了探究“电流跟电阻”的关系,在如图所示的情况下,将电阻R由10Ω的电阻更换为20Ω的电阻,闭合开关后,下一步的操作应当是( )
A.记录电流表和电压表的示数
B.将滑动变阻器滑片向右适当移动
C.将滑动变阻器滑片向左适当移动
D.适当增加电池的节数
10.小刚同学用如图电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。在此实验过程中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的唯一操作是( )
A.保持滑动变阻器滑片不动 B.将滑动变阻器滑片适当向右移动
C.将滑动变阻器滑片适当向左移动 D.将电池个数增加
11.实验小组利用图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。实验过程中,电阻箱阻值由50调为90,电压表示数会 (选填“变大”、“不变”、“变小”),要继续探究,应该将滑片P向 (选填“左”、“右”)移。
12.用图甲电路探究“电流跟电阻的关系”,电源电压恒为3V,滑动变阻器规格为“50Ω 2A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中电压表接入电路,测R两端的电压;
(2)滑片P移至阻值最大处,将5Ω电阻接入电路,闭合开关,移动滑片P发现,电压表有示数,电流表始终无示数,其原因可能是______(填序号);
A.R短路 B.R断路 C.滑动
(3)故障排除后,移动滑片P使电压表的示数如图乙所示,记下电压表的示数为 V;
(4)将5Ω电阻换成10Ω电阻,滑片P应向 (“A”或“B”)端移动,目的是 ;
(5)若每次实验均选用单个定值电阻连入电路,实验室有“15Ω,20Ω,30Ω,35Ω,50Ω”5个电阻,你认为能供继续实验的电阻最多还有 个;
(6)利用可选电阻继续实验,并得到结论: 。
13.在探究“导体的电流与电阻的关系”的过程中,小潞和同学们用6V的直流电源,电流表(0~0.6A),电压表(0~3V),开关,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω的定值电阻各1个,滑动变阻器1个(50Ω 1A),导线若干,进行了以下实验:
(1)小潞连接的实物电路如图甲所示,有一根导线没有连接,请你用笔画线代替导线帮他连接完整。要求:开关闭合前无需移动滑片 ;
(2)小潞连好电路并检查无误后闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为3V,此时电流表示数如图乙所示,此时接入的定值电阻为 Ω;
(3)接着小潞将(2)问中的定值电阻换成15Ω电阻,接下来她应将滑动变阻器的滑片向 (填“左”或“右”)移动,当观察到电压表示数为3V时,再次记录电流表示数;
(4)为了用上所有的定值电阻正确完成五次实验,所选滑动变阻器的最大阻值不能小于 Ω;
(5)为了用上所有的定值电阻正确完成五次实验,并保证电路及元件安全,电压表示数设置的范围为 V~3V;
(6)小潞完成五次实验后,根据所得数据画出电流与电阻关系的图像如图丙,且实验中各电路元件完好,读数、记录均正确。但老师发现五次实验中有一次未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定,根据图丙中的数据分析,阻值为 的定值电阻连入电路时未移动滑片;
(7)去掉出错的实验数据,分析可得到的结论是:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 比。
14.小华同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为10Ω,20Ω,50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω;1A”字样,导线若干。
(1)小华在检查仪器时,发现电流表指针如图乙所示,则接下来的操作是 ;
(2)小华连接好电路,闭合开关后,移动滑变阻器滑片时,发现电流表指针正常偏转,电压表示数为零,则发生这种故障的原因可能是 ;
(3)故障排除后,小华先把10Ω的电阻接入电路,移动滑变阻器滑片,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,电压表示数将 (选填“变小”、“不变”或“变大”),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;
(4)当小华改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是( )
A.滑动变阻器的阻值太大 B.电压表量程选小了
C.滑动变阻器的阻值太小 D.滑动变阻器烧坏了
(5)小华解决了上述问题后,完成了实验。利用收集到的多组数据。作出了如图丙所示的电流I随电阻R变化的关系图象。分析图象得出了电流与电阻的关系是 。
15.晓晨所在的实验小组探究“电流与电阻的关系”时,所用三个定值电阻的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω, 滑动变阻器标有“50Ω 1A”字样。
(1)图甲是晓晨组画出的实验电路图,图乙是连接好的部分实验电路,请你根据电路图用笔画线代替导线将实物电路连接完整;( )
(2)连接电路时,开关应处于 状态。实验时,晓晨先将5Ω的电阻连入电路中,闭合开关前,应将滑动变阻器的金属滑片移动到最 (选填“左”或“右”)端;
(3)检查电路连接无误,闭合开关,观察到电流表有示数,但电压表指针不偏转,这可能是5Ω的定值电阻 (选填“开路”或“短路”)造成的;故障排除后,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为1.5V,电流表的示数如图丙,则电路中的电流为 A;
(4)断开开关,依次使用10Ω和15Ω的电阻重复上述过程,实验数据如表一所示:
表一
电阻R/Ω
5
10
15
电流I/A
0.15
0.10
表二
电阻R/Ω
5
10
15
电流I/A
0.4
0.20
0.13
表二是晓华组记录的实验数据。分析两组的实验数据可以得到相同的结论,但是晓晨发现两个小组使用的实验器材完全相同,通过定值电阻的电流却不相同,原因是 。
16.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,电流表,电压表,开关各一个,滑动变阻器“20Ω;1A”一个,定值电阻5Ω、10Ω、20Ω各一个,导线若干,小明利用器材连接了如图甲所示的电路图。
(1)当他正要闭合开关时,同组的小天告诉他有一根导线连错了。请你帮他检查一下电路,把接错的那一根导线找出来,打上“×”,再画线把它改到正确的位置上 ;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表和电压表均无示数,老师告诉他故障只有一处,且发生在定值电阻或滑动变阻器上,则故障应该是 ;
(3)排除故障后,当电路中连入5Ω的定值电阻,闭合开关,移动滑动变阻器至合适的位置,电流表的示数如图乙所示,则电流表的示数为 A,并记录此时电流表的读数;
(4)接下来,分别将10Ω和20Ω的电阻接入电路中,调节滑片至合适位置,使电压表示数为 V,记录电流表的示数,如下表所示。得出该实验的结论是,电压一定,通过导体的电流与导体的电阻成 。
实验序号
R/Ω
I/A
①
5
▲
②
10
0.20
③
20
0.1
三.欧姆定律的表达式与U、l、R的决定关系(共8小题)
17.根据欧姆定律可得,则( )
A.R与U成正比,与I成反比
B.R与U成正比,与I无关
C.R与I成反比,与U无关
D.R是导体本身的一种性质,与U、I无关
18.对于欧姆定律公式的理解,下面说法中正确的是( )
A.当导体两端的电压减小时,导体的电阻减小
B.当导体两端的电流增大时,导体的电阻减小
C.导体中的电流既与导体两端的电压有关也与导体电阻有关
D.某段导体的电阻,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电流成反比
19.下列说法中正确的是( )
A.验电器的原理是异种电荷相互吸引
B.电源是提供电压的装置,正、负电荷定向移动都会形成电流
C.导体的电阻与导体两端电压成正比,与通过导体的电流成反比
D.温度不变时,决定导体电阻大小的因素为导体长度和横截面积
20.对于欧姆定律的理解,下列说法正确的是( )
A.导体电阻越大,通过导体的电流越小
B.当导体两端的电压为0时,导体的电阻为0
C.导体的电阻等于导体两端的电压和通过它的电流之比
D.导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体的电流成反比
21.关于电流、电压和电阻,下列说法中正确的是( )
A.电压一定时,电阻与电流成反比
B.导体两端的电压越大,这段导体的电阻就越大
C.电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
D.灯丝的电阻由它自己的电压电流决定
22.为了纪念德国物理学家 在电学中的突出贡献,以他的名字命名为电阻的单位。他通过实验探究发现了通过导体电流通跟导体两端的电压和电阻的关系,其表达式为: 。
23.如图所示的情景粗略而形象地反映了电流与电压、电阻的关系,图中模拟电阻的是 。(选填“甲”、“乙”或“丙”)
24.首先揭示通过导体的电流与导体两端电压关系的物理学家是 ;一根铜丝其电阻为11Ω,当它两端电压从220V降低到110V时,其电阻为 Ω;连接电路时,需要将其剪去一段,其电阻将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
四.欧姆定律的l-U图像和I-R图像(共8小题)
25.莹莹与实验小组的同学通过实验探究了导体中的电流与电压的关系,由实验数据画出了以下图像,其中正确的是(不考虑温度对导体电阻的影响)( )
A. B.C.D.
26.在“探究电流跟电压、电阻关系”的实验中,同学们也想用图像来反映三个物理量之间的关系,绘制了四条图线如图,正确的是( )
A. B. C. D.
27.如图所示实验电路图,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压恒定;闭合开关S,调节滑动变阻器滑片,电流I与R1、R2两端的电压的变化关系图像如图所示,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
28.如图所示为定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图像,由图像可知( )
A.通过小灯泡L的电流与小灯泡L两端的电压成正比
B.通过定值电阻R的电流与定值电阻R两端的电压成反比
C.定值电阻R和小灯泡L并联接在2V的电源上时,干路中的电流是0.6A
D.定值电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源上时,电路中的电流是0.4A
29.电阻R1和R2的I﹣U图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.当R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B.R1是定值电阻,它两端的电压与通过它的电流成正比
C.将R1与R2并联在电路中,如果干路上电流为0.4A,则电源电压为2V
D.将R1与R2串联在电路中,如果电路中电流为0.2A,则电源电压为3V
30.在“探究电流与电压的关系”的实验中,根据实验数据分别画出了电阻A和B的图像如图所示,其中A的电阻为 。若将两个电阻串联,通过的电流为0.2A,则总电压为 V,若将A和B并联接入到电压为1V的电源两端时,干路总电流 A。
31.如图a所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S调节滑动变阻器,两电压表的示数随电路中电流变化的图象如图b所示。根据图象的信息可知: (选填“甲”“乙”)是电压表示数变化的图象,电阻的最大阻值是 Ω。
32.如图是一个灯泡与一个定值电阻的“”图象,其中 (选“甲”或“乙”)为灯泡图象。将它们串联在同一个电源两端时,测得过甲的电流为0.4A,则电源电压为 V。
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14.3 欧姆定律(专题训练)【四大题型】
一.探究电流与电压的关系(共8小题)
二.探究电流与电阻的关系(共8小题)
三.欧姆定律的表达式与U、l、R的决定关系(共8小题)
四.欧姆定律的l-U图像和I-R图像(共8小题)
一.探究电流与电压的关系(共8小题)
1.小明想要利用如图所示的电路探究“电流与电压的关系”,下列说法正确的是( )
A.实验过程中应该保持滑动变阻器阻值不变
B.实验过程中可以将换成小灯泡
C.实验过程中应该调滑动变阻器使电流表示数不变
D.实验过程中应该调滑动变阻器改变电压表示数
【答案】D
【详解】ACD.探究“电流与电压的关系”,应保持定值电阻阻值不变,调节滑动变阻器的滑片,改变定值电阻的电压和电流,从而多次实验,寻求普遍规律,故AC错误,D正确;
B.探究“电流与电压的关系”,应保持电阻不变,小灯泡电阻随温度的升高而变大,是变化的,故B错误。
故选D。
2.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:导体中的电流跟导体两端的电压成正比
D.多次实验是为了得到电流跟电压之间的定量关系
【答案】D
【详解】A.根据控制变量法可知,探究电流跟电压的关系时,需要控制导体的电阻一定,故A正确,不符合题意;
B.滑动变阻器可以改变接入电路中的电阻,从而起到改变定值电阻两端电压的作用,故B正确,不符合题意;
C.由欧姆定律可知,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比,故C正确,不符合题意;
D.多次实验得到多组实验数据,是为了寻找普遍规律,故D错误,符合题意。
故选D。
3.在“探究电流跟电压的关系”时,应保持 这个物理量不变。两定值电阻A、B中的电流与电压的关系图象如图所示,则它们的阻值 (选填“>”“<”或“=”)。
【答案】 电阻 <
【详解】[1]根据控制变量法可知,在“探究电流跟电压的关系”时,应保持电阻不变。
[2]由图像可知,当电压为4V,通过A的电流为0.8A,通过B的电流为0.4A,由欧姆定律可知
因此。
4.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 ;
(8)当小华改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,则换用的滑动变阻器最大阻值不得小于 ;
(9)解决了上述问题后,完成了实验。利用收集到的多组数据。分析得结论:电压一定时,导体的电流与导体的电阻成 比。
【答案】(1)
(2)B
(3)定值电阻R断路
(4)左
(5)0.30
(6)正
(7) 变大 右 2 控制电阻两端电压不变
(8)25
(9)反
【详解】(1)电源电压是干电池(1.5V)两节,故电压表选用小量程并联在定值电阻两端,如图所示:
(2)为保护电路,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,可判断出电路某处断路;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0.30A。
(6)在实验中会发现,电阻一定时,电阻的两端电压增大,通过其的电流也增大,电压增大几倍,电流也增大几倍,可得:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(7)[1][2][3][4]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,根据串联分压,应增大变阻器接入电路的电阻,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。
(8)电阻两端的电压始终保持,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为
变阻器分得的电压为电压表示数的,根据分压原理,当接入50Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
(9)解决了上述问题后,完成了实验。利用收集到的多组数据。分析可知,电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻的乘积是一定值,所以可得:电压一定时,导体的电流与导体的电阻成反比。
5.小明利用如图所示的实验装置探究“电流跟电压的关系”,电源电压为3V,定值电阻的阻值为5Ω,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
(1)请用笔画线代替导线将图中元件连成完整的实验电路(要求符合实验规范) ;
(2)刚连完最后一条导线,小明发现两电表的指针都发生了偏转, 其原因可能是( )
A.滑动变阻器连接错误
B.电阻R开路
C.开关未断开
(3)小明把上面的问题解决后,检查发现,开关断开时,电压表的指针指到零刻度的左边,其原因是 ;
(4)解决了所有问题后,小明通过实验得到了五组数据如下表所示:
实验次数
1
2
3
4
5
电压/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流/I
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
在获得第3组数据后,要得到第4组数据,应将滑片P向 端移;(选填“A”或“B”)
(5)通过分析表中数据,可以知道第3次实验中滑动变阻器的阻值为 Ω。
(6)分析讨论时,同组的小李通过计算发现表格中有一组错误数据,你认为是第 组。
(7)排除错误数据分析可得,电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成 比。
【答案】(1)
(2)C
(3)电压表没有调零
(4)A
(5)5
(6)1
(7)正
【详解】(1)电源电压3V,故电压表选用小量程,滑动变阻器选一上一下接线柱接入电路,如图所示:
(2)连接电路时,开关要断开。刚连完最后一条导线,小明发现两电表的指针都发生了偏转, 其原因可能是连接电路时,开关未断开。
故选C。
(3)电压表使用前,要观察量程,认清分度值,指针调零;开关断开时,电压表的指针指到零刻度的左边,其原因是电压表没有调零。
(4)定值电阻和滑动变阻器串联,根据串联电路电压规律,在获得第3组数据后,要得到第4组数据,定值电阻两端电压增大,则变阻器两端电压减小,再根据串联电压分压规律,变阻器接入阻值减小,按所连接电路可知,变阻器滑片P向A端移动。
(5)由表格数据可知,第3次实验电路中电流为0.3A,则电路中总电阻为
根据串联电路电阻规律,可知此时变阻器接入的阻值为
(6)当定值电阻两端电压为0.5V时,变阻器两端电压为
则此时变阻器需接入电路的阻值为
大于滑动变阻器的最大阻值,故第一组数据是错误的。
(7)分析表格中数据可得,数据分析可得,电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
6.小明在“探究电流与电压的关系”的实验中,实验电路如图-1所示,电源电压恒为3V,定值电阻R的阻值为5Ω。
(1)请用笔画线代替导线将图-1所示电路连接完整(滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大);
(2)检查无误后,闭合开关发现电流表几乎无示数,电压表示数接近3V。移动滑片P,两电表示数均无变化,则电路故障可能是 ;
(3)排除故障后,开始测量并将实验数据记录在表中,当电压表示数为1.0V时,电流表示数如图-2所示,为 A;
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.3
0.4
0.5
(4)根据表中实验数据,得出的实验结论是 。
【答案】 R断路 0.20 在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
【详解】(1)[1]由题意知,要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大,即滑动变阻器的阻值变小,因此滑动变阻器的右下接线柱接入电路,如图所示:
(2)[2]闭合开关后,电流表几乎无示数,说明电路可能发生了断路,电压表的示数接近电源电压,说明与电压表并联的定值电阻R断路。
(3)[3]由图可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,因此示数为0.20A。
(4)[4]由表中数据可知,通过定值电阻的电流随其两端的电压的增大而增大,且
因此可得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
7.小华用如图甲所示装置探究电流与电压的关系,电源电压3V恒定不变,滑动变阻器规格为“30Ω 2A”。
(1) 请用笔画线代替导线。在图甲中完成电路连接,要求滑片P向右滑动时,电流表的示数变小;
(2)排除故障后,改变滑片位置,记录实验数据如下表,空白处的电流如图乙所示,为 A。
电压 U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.10
0.20
0.40
0.50
0.60
(3) 为了进一步探究电流与电阻的关系,又找来 10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻继续实验。
①当用5Ω完成实验后,断开开关,更换10Ω的电阻后继续实验,有以下几个实验操作 a.闭合开关; b.调节滑动变阻器至合适的位置; c.读电流表的示数,并记录数据; d.将滑动变阻器调至阻值最大处; 请根据实验步骤对以上几个实验操作进行排序: ;
②当将20Ω的电阻接入电路进行实验时,发现无论如何调节滑片都无法满足预设电压为1V的条件。为使该电阻也能完成实验,小华思考能不能以在不改变预设值的情况下,解决上述问题,如果能,请列举出一种方法;若不能,请写出该预设值的取值范围 。
【答案】 0.3 dabc 在不改变预设值,把10Ω或15Ω的电阻串联在电路中,或改变预设值为
【详解】(1)[1]要求滑片P向右滑动时,电流表的示数变小,即滑动变阻器接入电路的阻值变大,所以应把滑动变阻器的C接线柱接入电路,电路连接如图
(2)[2]电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,该示数为0.3A。
(3)①[3]接入的电阻为5Ω,完成实验后,用10Ω的电阻替换原电阻,接下来应:d.将滑动变阻器调至阻值最大处;a.闭合开关; b.调节滑动变阻器至合适的位置; c.读电流表的示数,并记录数据;因此合理的顺序是:dabc。
②[4]当将20Ω的电阻接入电路进行实验时,滑动变阻器需要接入电路的电阻为
此实验中滑动变阻器的规格是“30Ω 2A”,所以不能完成实验。当将20Ω的电阻接入电路进行实验时,滑动变阻器的最小阻值为40Ω才能满足要求,已知滑动变阻器的最大阻值是30Ω,为了完成实验,可以把10Ω或15Ω的电阻串联在电路中。
把滑动变阻器的最大阻值20Ω接入电路时,定值电阻两端的电压即为电压表的预设最小电压,把滑动变阻器的最大阻值20Ω接入电路时,电路中的电流最小为
电压表的预设最小电压为
若不改变原来电路,为了完成实验预设值的取值范围为。
8.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,根据图甲所示电路图进行实验。
(1)用笔画线代替导线,按照图甲所示电路,将乙图中的实物电路图连接完整;( )
(2)连接电路前,发现电流表指针如图丙所示,则接下来应 ,该实验中,滑动变阻器除保护电路外,还起到 的作用;
(3)连接好电路,闭合开关,发现电流表、电压表示数较小,移动滑片,两表示数大小保持不变,则电路中存在的故障可能是 ;
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流Ⅰ/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
(4)排除故障后,进行实验记录的多组数据如表所示。分析数据可得出结论: ;
(5)该实验中, (选填“能”或“不能”)使用小灯泡代替定值电阻进行探究,原因是 。
【答案】 对电流表进行调零 改变定值电阻两端的电压 滑动变阻器都接下面两个接线柱 当电阻一定时,通过导体中的电流与电压成正比 不能 灯泡的电阻会受到温度的影响
【详解】(1)[1]电源电压为3V,定值电阻为5Ω,由欧姆定律,电路的最大电流为
故电流表选用小量程与电阻串联,变阻器按一上一下接入电路中,如图所示:
(2)[2]连接电路前,发现电流表指针如图丙所示,指针不在零刻度线上,因此应对电流表进行调零。
[3]在探究电流与电压关系实验中,控制电阻不变,改变电阻两端电压,因此滑动变阻器除保护电路外,还可以改变定值电阻两端的电压。
(3)[4]闭合开关,发现电流表、电压表示数变化较小,说明电路不是断路且电阻较大,移动滑动变阻器的滑片,发现两表示数均不变,说明滑动变阻器不起变阻的作用,因此电路中存在的故障可能是滑动变阻器都接下面两个接线柱。
(4)[5]由实验记录的多组数据知电阻为一定值,故分析数据可得出结论:当电阻一定时,通过导体中的电流与电压成正比。
(5)[6][7]在探究电流与电压关系实验中应控制电阻不变,因此该实验中不能使用小灯泡代替定值电阻进行探究,原因是灯泡的电阻会受到温度的影响。
二.探究电流与电阻的关系(共8小题)
9.同学为了探究“电流跟电阻”的关系,在如图所示的情况下,将电阻R由10Ω的电阻更换为20Ω的电阻,闭合开关后,下一步的操作应当是( )
A.记录电流表和电压表的示数
B.将滑动变阻器滑片向右适当移动
C.将滑动变阻器滑片向左适当移动
D.适当增加电池的节数
【答案】B
【详解】ABC.探究电流跟电阻的关系时,应控制定值电阻两端的电压不变,即电压表的示数不变;将电阻R由10Ω的电阻更换为20Ω的电阻,电路中的总电阻变大。根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,此时滑动变阻器接入电路的电阻不变,两端电压变小,因为串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源电压不变,所以此时定值电阻两端的电压变大;若要使定值电阻两端的电压不变,应增大滑动变阻器接入电路的电阻,减小电路中的电流,即滑片P向右移动,直到定值电阻两端电压与原来相同,再读出电流表示数,故B符合题意,AC不符合题意。
D.若适当增加电池的节数,电源电压变大,电压表的示数也会变得更大,故D不符合题意。
故选B。
10.小刚同学用如图电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。在此实验过程中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的唯一操作是( )
A.保持滑动变阻器滑片不动 B.将滑动变阻器滑片适当向右移动
C.将滑动变阻器滑片适当向左移动 D.将电池个数增加
【答案】B
【详解】当A、B两点间更换为较大的电阻后,由串联分压关系可知电阻两端的电压会变大,此时应该将滑动变阻器滑片向右移动,通过增大滑动变阻器接入电路的电阻来增大滑动变阻器的分压,减小定值电阻两端电压,使定值电阻两端的电压保持不变。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
11.实验小组利用图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。实验过程中,电阻箱阻值由50调为90,电压表示数会 (选填“变大”、“不变”、“变小”),要继续探究,应该将滑片P向 (选填“左”、“右”)移。
【答案】 变大 右
【详解】[1]如图所示,电阻箱与滑动变阻器串联,电压表测电阻箱两端的电压,实验过程中,电阻箱阻值由50Ω调为90Ω,根据串联电路分压原理可知,电阻箱阻值变大则电压表示数会大。
[2]探究电流与电阻关系的实验中应控制电阻两端电压不变,根据串联电路电压的规律可知,要使电阻箱两端的电压减小到原来的电压,应增大滑动变阻器两端分得的电压,由分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应适当向右端移动。
12.用图甲电路探究“电流跟电阻的关系”,电源电压恒为3V,滑动变阻器规格为“50Ω 2A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中电压表接入电路,测R两端的电压;
(2)滑片P移至阻值最大处,将5Ω电阻接入电路,闭合开关,移动滑片P发现,电压表有示数,电流表始终无示数,其原因可能是______(填序号);
A.R短路 B.R断路 C.滑动
(3)故障排除后,移动滑片P使电压表的示数如图乙所示,记下电压表的示数为 V;
(4)将5Ω电阻换成10Ω电阻,滑片P应向 (“A”或“B”)端移动,目的是 ;
(5)若每次实验均选用单个定值电阻连入电路,实验室有“15Ω,20Ω,30Ω,35Ω,50Ω”5个电阻,你认为能供继续实验的电阻最多还有 个;
(6)利用可选电阻继续实验,并得到结论: 。
【答案】(1)
(2)B
(3)1
(4) A 控制定值电阻R两端的电压不变
(5)2
(6)电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比
【详解】(1)电源电压为3V,故电压表选用小量程与电阻并联,如图所示:
(2)ABC.滑片P移至阻值最大处,将5Ω电阻接入电路,闭合开关,移动滑片P发现,电流表始终无示数,电路可能断路,电压表有示数,电压表与电源连通,其原因可能是R断路,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)故障排除后,移动滑片P使电压表的示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,记下电压表的示数1V。
(4)[1][2]据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω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A端移动,使电压表的示数为1V不变。
(5)根据电阻两端的电压始终保持Uv=1V,由串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=U-Uv=3V-1V=2V
定值电阻分得的电压为变阻器分得电压的0.5倍,根据分压原理,当变阻器的最大电50Ω连入电路中时,对应 的定值电阻最大值为
R滑=0.5×50Ω=25Ω
继续实验的电阻最多还有2个。
(6)利用可选电阻继续实验,并得到结论:电压一 定时,电流与电阻成反比。
13.在探究“导体的电流与电阻的关系”的过程中,小潞和同学们用6V的直流电源,电流表(0~0.6A),电压表(0~3V),开关,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω的定值电阻各1个,滑动变阻器1个(50Ω 1A),导线若干,进行了以下实验:
(1)小潞连接的实物电路如图甲所示,有一根导线没有连接,请你用笔画线代替导线帮他连接完整。要求:开关闭合前无需移动滑片 ;
(2)小潞连好电路并检查无误后闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为3V,此时电流表示数如图乙所示,此时接入的定值电阻为 Ω;
(3)接着小潞将(2)问中的定值电阻换成15Ω电阻,接下来她应将滑动变阻器的滑片向 (填“左”或“右”)移动,当观察到电压表示数为3V时,再次记录电流表示数;
(4)为了用上所有的定值电阻正确完成五次实验,所选滑动变阻器的最大阻值不能小于 Ω;
(5)为了用上所有的定值电阻正确完成五次实验,并保证电路及元件安全,电压表示数设置的范围为 V~3V;
(6)小潞完成五次实验后,根据所得数据画出电流与电阻关系的图像如图丙,且实验中各电路元件完好,读数、记录均正确。但老师发现五次实验中有一次未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定,根据图丙中的数据分析,阻值为 的定值电阻连入电路时未移动滑片;
(7)去掉出错的实验数据,分析可得到的结论是:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 比。
【答案】(1)
(2)10
(3)右
(4)25
(5)2
(6)
(7)反
【详解】(1)闭合开关前,变阻器滑片要位于阻值最大处,所以滑动变阻器选择左下接线柱串联到电路中,作图如下:
(2)由图乙可知,电流表选择小量程,分度值为0.02A,读数为0.3A。电压表测量定值两端的电压,示数为3V。由欧姆定律知,接入电路的定值电阻为
(3)将(2)问中的定值电阻换成15Ω电阻,接入电路的定值电阻的阻值变大,由分压原理可知,定值电阻两端的电压变大,在探究导体的电流与电阻关系的实验中,应控制定值电阻两端的电压保持不变,根据串联电路电压特点,应增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理可知,滑动变阻器接入电路的阻值要变大,因此应将滑片向右移动,当观察到电压表示数为3V时,再次记录电流表的示数。
(4)由串联分压原理可知,定值电阻的阻值越大,所需滑动变阻器的阻值越大,当定值电阻的阻值为25Ω时,所需滑动变阻器的阻值最大。由串联电路电流处处相等和串联电压特点可得
解得,所以为了用上所有的定值电阻正确完成五次实验,所选滑动变阻器的最大阻值不能小于。
(5)当定值电阻选25Ω、滑动变阻器为最大阻值时,此时电路中的电流最小,电路中的电流为
此时定值电阻两端的电压为电压表示数范围设置最小值,最小的电压为
U小=I小R5=0.08A×25Ω=2V
电压表的量程为0~3V,由上述实验可知,电压表设置的最大值为3V。因此为了用上所有的定值电阻正确完成五次实验,并保证电路及元件安全,电压表示数设置的范围为2V~3V。
(6)由实验可知,定值电阻两端的电压为3V且保持不变。由图丙可知,当定值电阻阻值为20Ω时,电流为0.18A。此时定值电阻两端的电压为
因此该次实验中未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定。
(7)去掉出错的实验数据,分析图丙可知,对应电流和电阻的乘积为定值,所以可得:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
14.小华同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为10Ω,20Ω,50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω;1A”字样,导线若干。
(1)小华在检查仪器时,发现电流表指针如图乙所示,则接下来的操作是 ;
(2)小华连接好电路,闭合开关后,移动滑变阻器滑片时,发现电流表指针正常偏转,电压表示数为零,则发生这种故障的原因可能是 ;
(3)故障排除后,小华先把10Ω的电阻接入电路,移动滑变阻器滑片,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,电压表示数将 (选填“变小”、“不变”或“变大”),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;
(4)当小华改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是( )
A.滑动变阻器的阻值太大 B.电压表量程选小了
C.滑动变阻器的阻值太小 D.滑动变阻器烧坏了
(5)小华解决了上述问题后,完成了实验。利用收集到的多组数据。作出了如图丙所示的电流I随电阻R变化的关系图象。分析图象得出了电流与电阻的关系是 。
【答案】(1)对电流表调零
(2)R处发生短路(合理即可)
(3) 变大 右 2
(4)C
(5)电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【详解】(1)小华在检查仪器时发现电流表指针如图乙所示,即指针没有指在零刻度线上,这是电流表使用前的正常检查步骤。为了确保测量的准确性,接下来的操作是将电流表的指针调零。
(2)小华连接好电路并闭合开关后,发现电流表指针正常偏转,但电压表示数为零。这通常意味着电压表被短路了,即电压表的正负接线柱之间直接连接了导线或其他电阻极小的元件,导致电压表无法测量到任何电压。因此,发生这种故障的原因可能是定值电阻短路。
(3)故障排除后,小华开始进行实验。她先把10Ω的电阻接入电路,并调节滑动变阻器使电压表示数为2V。然后,她直接拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻。由于电源电压不变,而电阻增大,根据欧姆定律,电路中的电流会减小。又因为滑动变阻器的阻值没有改变,所以它分得的电压也会减小。因此,定值电阻两端的电压(即电压表的示数)会变大。为了保持定值电阻两端的电压为2V,小华需要将滑动变阻器的滑片向右移动,以增大其接入电路的阻值,从而减小电路中的电流,使定值电阻两端的电压降低至2V。
(4)当小华改用50Ω的电阻继续实验时,她发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电压表的示数达到实验要求的值。这是因为当定值电阻的阻值增大到一定程度时,滑动变阻器需要接入的阻值也必须相应增大,以保持定值电阻两端的电压不变。但在这个实验中,滑动变阻器的最大阻值只有20Ω,可能无法满足这个要求。因此,“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是滑动变阻器的阻值太小。
故选C。
(5)分析图丙可以看出,电流与电阻的乘积是一个定值,可得出结论:在电压一定的情况下,电流与电阻成反比。即当电阻增大时,电流减小;当电阻减小时,电流增大。
15.晓晨所在的实验小组探究“电流与电阻的关系”时,所用三个定值电阻的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω, 滑动变阻器标有“50Ω 1A”字样。
(1)图甲是晓晨组画出的实验电路图,图乙是连接好的部分实验电路,请你根据电路图用笔画线代替导线将实物电路连接完整;( )
(2)连接电路时,开关应处于 状态。实验时,晓晨先将5Ω的电阻连入电路中,闭合开关前,应将滑动变阻器的金属滑片移动到最 (选填“左”或“右”)端;
(3)检查电路连接无误,闭合开关,观察到电流表有示数,但电压表指针不偏转,这可能是5Ω的定值电阻 (选填“开路”或“短路”)造成的;故障排除后,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为1.5V,电流表的示数如图丙,则电路中的电流为 A;
(4)断开开关,依次使用10Ω和15Ω的电阻重复上述过程,实验数据如表一所示:
表一
电阻R/Ω
5
10
15
电流I/A
0.15
0.10
表二
电阻R/Ω
5
10
15
电流I/A
0.4
0.20
0.13
表二是晓华组记录的实验数据。分析两组的实验数据可以得到相同的结论,但是晓晨发现两个小组使用的实验器材完全相同,通过定值电阻的电流却不相同,原因是 。
【答案】 断开 右 短路 0.3 定值电阻两端所控制的电压不相同
【详解】(1)[1]电压表应与定值电阻并联,滑动变阻器应“一上一下”选择接线柱串联到电路中,作图如下:
(2)[2][3]为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态;闭合开关前,应将滑动变阻器的金属滑片移动到阻值最大处,即最右端。
(3)[4]闭合开关,观察到电流表有示数,说明电路为通路,但电压表指针不偏转,则这可能是5Ω的定值电阻短路造成的。
[5]如图丙,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则示数为0.3A。
(4)[6]由表一晓晨组实验数据可知,定值电阻两端的控制的电压为
根据表二晓华组记录的实验数据可知,定值电阻两端的控制的电压为
故通过定值电阻的电流不相同是因为两小组实验中,定值电阻两端所控制的电压不相同。
16.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,电流表,电压表,开关各一个,滑动变阻器“20Ω;1A”一个,定值电阻5Ω、10Ω、20Ω各一个,导线若干,小明利用器材连接了如图甲所示的电路图。
(1)当他正要闭合开关时,同组的小天告诉他有一根导线连错了。请你帮他检查一下电路,把接错的那一根导线找出来,打上“×”,再画线把它改到正确的位置上 ;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表和电压表均无示数,老师告诉他故障只有一处,且发生在定值电阻或滑动变阻器上,则故障应该是 ;
(3)排除故障后,当电路中连入5Ω的定值电阻,闭合开关,移动滑动变阻器至合适的位置,电流表的示数如图乙所示,则电流表的示数为 A,并记录此时电流表的读数;
(4)接下来,分别将10Ω和20Ω的电阻接入电路中,调节滑片至合适位置,使电压表示数为 V,记录电流表的示数,如下表所示。得出该实验的结论是,电压一定,通过导体的电流与导体的电阻成 。
实验序号
R/Ω
I/A
①
5
▲
②
10
0.20
③
20
0.1
【答案】 滑动变阻器断路 0.40 2 反比
【详解】(1)[1]在探究“电流与电阻关系”的实验中,需要控制电阻两端的电压不变。因此,电压表应该并联在定值电阻的两端,以测量定值电阻两端的电压,电流表应串联在电路中。修改后的电路图如下:
(2)[2]在正确连接电路后,如果闭合开关发现电流表和电压表均无示数,那么说明电路中存在断路。由于题目中给出故障只发生在定值电阻或滑动变阻器上,且只有一处故障,那么可以推断出故障应该是滑动变阻器断路。因为如果定值电阻断路,电压表仍然会有示数(等于电源电压),而电流表无示数。但在这里,电压表也无示数,所以只能是滑动变阻器断路。
(3)[3]排除故障后,当电路中连入5Ω的定值电阻,并移动滑动变阻器至合适的位置时,可以从电流表的示数图中读出电流表的示数。由于电流表选择的是0.6A的量程,且指针指在0.40A的刻度上,所以电流表的示数为0.40A。
(4)[4]在接下来的实验中,需要分别将10Ω和20Ω的电阻接入电路中,并调节滑片至合适位置,使电压表示数保持不变。这个不变的电压值就是我们在第一次实验(5Ω电阻)中设定的电压值。由于第一次实验时电流为0.40A,电阻为5Ω,所以根据欧姆定律U=IR,可以计算出电压表的示数应为
U=IR=0.40A×5Ω=2V
因此,在接下来的实验中,也需要调节滑片使电压表示数为2V。
[5]然后记录电流表的示数并填入表格中。通过比较三组数据我们可以得出该实验的结论:在电压一定的情况下通过导体的电流与导体的电阻成反比。
三.欧姆定律的表达式与U、l、R的决定关系(共8小题)
17.根据欧姆定律可得,则( )
A.R与U成正比,与I成反比
B.R与U成正比,与I无关
C.R与I成反比,与U无关
D.R是导体本身的一种性质,与U、I无关
【答案】D
【详解】电阻是导体的一种性质,与导体的材料、长度、横截面积有关,与它两端的电压、通过它的电流无关,但是可以用它两端电压和通过它的电流算出它的电阻值,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
18.对于欧姆定律公式的理解,下面说法中正确的是( )
A.当导体两端的电压减小时,导体的电阻减小
B.当导体两端的电流增大时,导体的电阻减小
C.导体中的电流既与导体两端的电压有关也与导体电阻有关
D.某段导体的电阻,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电流成反比
【答案】C
【详解】ABD.因为电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压、通过导体的电流无关,故ABD错误;
C.根据欧姆定律可知,通过导体的电流既与导体两端的电压有关也与导体的电阻有关,故C正确。
故选C。
19.下列说法中正确的是( )
A.验电器的原理是异种电荷相互吸引
B.电源是提供电压的装置,正、负电荷定向移动都会形成电流
C.导体的电阻与导体两端电压成正比,与通过导体的电流成反比
D.温度不变时,决定导体电阻大小的因素为导体长度和横截面积
【答案】B
【详解】A.根据同种电荷相互排斥制作了验电器,故A错误;
B.电源是供电的,即提供电能的装置;正负电荷的定向移动都可以形成电流,规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,故B正确;
C.电阻是导体阻碍电流的性质,与导体两端的电压、通过的电流无关,故C错误;
D.导体电阻除了与温度、横截面积、长度有关外,还与组成导体的材料有关,故D错误。
故选B。
20.对于欧姆定律的理解,下列说法正确的是( )
A.导体电阻越大,通过导体的电流越小
B.当导体两端的电压为0时,导体的电阻为0
C.导体的电阻等于导体两端的电压和通过它的电流之比
D.导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体的电流成反比
【答案】C
【详解】A.由得,导体电阻越大,通过导体的电流不一定小,故A错误;
BD.电阻是导体本身的一种性质、长度,与两端的电压和通过的电流无关,故BD错误;
C.由知,导体的电阻等于导体两端的电压和通过它的电流之比故C正确。
故选C。
21.关于电流、电压和电阻,下列说法中正确的是( )
A.电压一定时,电阻与电流成反比
B.导体两端的电压越大,这段导体的电阻就越大
C.电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
D.灯丝的电阻由它自己的电压电流决定
【答案】C
【详解】电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体中的电流、两端的电压无关,而由欧姆定律的内容可知,通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。故ABD错误,C正确。
故选C。
22.为了纪念德国物理学家 在电学中的突出贡献,以他的名字命名为电阻的单位。他通过实验探究发现了通过导体电流通跟导体两端的电压和电阻的关系,其表达式为: 。
【答案】 欧姆
【详解】[1]以德国物理学家欧姆的名字命名为电阻的单位,是为了纪念他在电学中的突出贡献。
[2]欧姆通过实验探究发现了通过导体电流通跟导体两端的电压和电阻的关系,即欧姆定律,其表达式为:。
23.如图所示的情景粗略而形象地反映了电流与电压、电阻的关系,图中模拟电阻的是 。(选填“甲”、“乙”或“丙”)
【答案】乙
【详解】电压是形成的电流的原因,电阻导体是对电流的阻碍作用,故甲相当于电压,乙相当于电阻。
24.首先揭示通过导体的电流与导体两端电压关系的物理学家是 ;一根铜丝其电阻为11Ω,当它两端电压从220V降低到110V时,其电阻为 Ω;连接电路时,需要将其剪去一段,其电阻将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 欧姆 11 变小
【详解】[1]根据物理学史可知,欧姆是德国物理学家,最先提出了欧姆定律,其内容是:通过导体的电流与电阻的两端电压成正比,与导体电阻成反比。即首先揭示通过导体的电流与导体两端电压关系的物理学家是欧姆。
[2]电阻时导体本身的特性,与电压大小无关,一根铜丝其电阻为11Ω,当它两端电压从220V降低到110V时,其电阻不变,为11Ω。
[3]由于连接电路时需要将其剪去一段,导线的长度变短,材料与横截面积不变,其电阻将变小。
四.欧姆定律的l-U图像和I-R图像(共8小题)
25.莹莹与实验小组的同学通过实验探究了导体中的电流与电压的关系,由实验数据画出了以下图像,其中正确的是(不考虑温度对导体电阻的影响)( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.电阻是导体本身的一种性质,与通过导体的电流无关,故A正确;
BC.在电阻不变时,导体中的电流与导体两端的电压成正比,I-U图像是一条过原点的倾斜直线,故BC错误;
D.探究电流与电压关系,要保持电阻不变,而图中电阻发生变化,故D错误。
故选A。
26.在“探究电流跟电压、电阻关系”的实验中,同学们也想用图像来反映三个物理量之间的关系,绘制了四条图线如图,正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】AC.电流跟电压、电阻有关,研究电流与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变。在电阻不变时,通过导体的电流与导体的电压成正比,故电流随电压的变化关系为一过原点的直线,故A正确,C错误;
BD.在电压不变时,通过导体的电流与电阻成反比,故电流随电阻的变化关系为反比例函数曲线;因通过导体的电流跟电阻的倒数成正比,故通过导体的电流跟电阻的倒数的变化关系为一过原点的直线,故BD错误。
故选A。
27.如图所示实验电路图,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压恒定;闭合开关S,调节滑动变阻器滑片,电流I与R1、R2两端的电压的变化关系图像如图所示,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】如电路图所示,两个电阻串联在电路中,电压表V1测定值电阻R1两端的电压,电压表V2测变阻器R2两端的电压,电流表测通过电路的电流。
AB.如图,当变阻器滑片向左滑动时,电路总电阻减小,根据欧姆定律可知,当电源电压恒定时,电阻减小则电流增大;根据串联电路分压规律可知,变阻器电阻变小则其两端的电压变小,定值电阻两端的电压增大;所以应该是随着电流的增大,定值电阻两端的电压增大,故A错误,B正确;
C.如图,当变阻器滑片向左滑动时,变阻器接入电路的电阻减小则电路总电阻减小,根据欧姆定律可知通过电路的电流增大;根据串联电路分压规律可知,变阻器电阻变小则其两端的电压变小,故C错误;
D.如图,在变阻器滑片向左滑动过程中,通过电路的电流增大,变阻器两端的电压变小,这两者成线性关系,图像不该是曲线,故D错误。
故选B。
28.如图所示为定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图像,由图像可知( )
A.通过小灯泡L的电流与小灯泡L两端的电压成正比
B.通过定值电阻R的电流与定值电阻R两端的电压成反比
C.定值电阻R和小灯泡L并联接在2V的电源上时,干路中的电流是0.6A
D.定值电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源上时,电路中的电流是0.4A
【答案】D
【详解】A.灯泡的电阻随温度改变,I-U图像是甲的曲线,由图像可知,当灯泡两端电压增大时,通过灯泡的电流变大,通过小灯泡L的电流与小灯泡L两端的电压不成正比,故A不符合题意;
B.定值电阻的阻值不变,I-U图像是乙的直线,由图像可知,通过的电流和两端的电压成正比,故B不符合题意;
C.定值电阻R和小灯泡L并联接在2V的电源,根据并联电路特点,它们两端的电压均为2V,由乙图像可知,通过定值电阻R的电流为
由甲图像可知,通过小灯泡L的电流为
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路中的电流
故C不符合题意;
D.定值电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源上时,因串联电路中各处的电流相等且总电压等于各分电压之和,所以由图像可知,当电流为0.4A时
此时小灯泡L两端的电压为1V,定值电阻R两端的电压为4V,电源电压为
故D符合题意。
故选D。
29.电阻R1和R2的I﹣U图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.当R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B.R1是定值电阻,它两端的电压与通过它的电流成正比
C.将R1与R2并联在电路中,如果干路上电流为0.4A,则电源电压为2V
D.将R1与R2串联在电路中,如果电路中电流为0.2A,则电源电压为3V
【答案】D
【详解】A.电阻是导体阻碍电流的性质,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错误;
B.根据欧姆定律可知,电路中导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。由图像可知,R1对应的电流与电压成正比,根据欧姆定律可知,R1的阻值不变,所以R1为定值电阻,故B错误;
C.R1与R2并联在2V电源时,根据并联电路电压规律可知,两电阻两端的电压为2V,由图像可知,通过R1与R2的电流分别为
I1=0.4A,I2=0.2A
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流为
故C错误;
D.R1与R2串联在电路中,当电路电流为0.2A时,根据串联电路电流规律可知,通过R1与R2的电流均为0.2A,由图像可知,R1与R2的两端电压分别为
U1=1V,U2=2V
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压为
故D正确。
故选D。
30.在“探究电流与电压的关系”的实验中,根据实验数据分别画出了电阻A和B的图像如图所示,其中A的电阻为 。若将两个电阻串联,通过的电流为0.2A,则总电压为 V,若将A和B并联接入到电压为1V的电源两端时,干路总电流 A。
【答案】 5 3 0.3
【详解】[1]由图可知,当电阻A的两端电压为4V时,流过电阻A的电流为0.8A,则根据欧姆定律可得,A的电阻为
[2]若将两个电阻串联,则通过的电流相等,都为0.2A。由图可知,当电流为0.2A时,电阻A的两端电压为1V,电阻B的两端电压为2V,则总电压为3V。
[3]由图可知,当电阻B的两端电压为4V时,流过电阻B的电流为0.4A,则根据欧姆定律可得,B的电阻为
若将A和B并联接入到电压为1V的电源两端时,则电阻A、B的两端电压相等,都为1V。由图可知,当电压为1V时,流过电阻A的电流为IA=0.2A,而流过电阻B的电流为
则干路总电流为
31.如图a所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S调节滑动变阻器,两电压表的示数随电路中电流变化的图象如图b所示。根据图象的信息可知: (选填“甲”“乙”)是电压表示数变化的图象,电阻的最大阻值是 Ω。
【答案】 乙 40
【详解】[1]由甲电路图可知,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路的电阻变大,电路中电流变小,R1两端的电压同时变小,电源电压保持不变,R2两端的电压变大;结合图乙可知,甲是R1的U~I图像即电压表V1示数变化的图像,乙是R2的U~I图像即压表V2示数变化的图像。
[2]由图象可知,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,为Imin=0.1A,此时R2的最大电压U2=4V,则R2的最大阻值为
32.如图是一个灯泡与一个定值电阻的“”图象,其中 (选“甲”或“乙”)为灯泡图象。将它们串联在同一个电源两端时,测得过甲的电流为0.4A,则电源电压为 V。
【答案】 甲 3
【详解】[1]灯泡的电阻随着温度的变化而变化,由图像可知,通过甲的电流与电压不成正比,通过乙的电流与电压成正比,由欧姆定律可知,甲的阻值是变化的,乙的阻值不变,因此甲为灯泡图像。
[2]将它们串联在同一个电源两端时,测得过甲的电流为0.4A,串联电路中电流处处相等,由图像可知,当电流为0.4A时,灯泡两端的电压为1V,乙两端的电压为2V,由串联电路电压特点可知,电源电压
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