欧姆定律——探究电流和电压、电阻的关系实验专题 ----2024-2025学年人教版物理九年级上学期
2024-11-25
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普通
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 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 河北省 |
| 地区(市) | 石家庄市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 17.83 MB |
| 发布时间 | 2024-11-25 |
| 更新时间 | 2024-11-25 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-11-25 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/48924507.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
欧姆定律——探究电流和电压电阻的关系实验专题
基础知识:
1、 探究电流和电压的关系:
①原理:使R不变,改变U,观察I如何随U的变化而变化
②实验电路图:
③滑动变阻器的作用:保护电路;改变定值电阻两端的电压和电路中的电流。
④结论:当电阻一定时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
2、 探究电流和电阻的关系:
①原理:使U不变,R改变,观察I如何随R的变化而变化
②实验电路图:
③滑动变阻器的作用:保护电路;使定值电阻两端的电压为定值
④结论:当电压一定时,通过导体的电流和导体电阻成正比。
写结论时需注意:①一定要有前提,xx一定时②是电流和电压或者电阻成正比或者反比,一定是电流在前。
小试牛刀
探究电流和电压的关系:
1.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,移动滑片P两表示数均无变化,则故障原是 ;
(3)实验中测得多组数据,绘制出电阻R的I-U图像如图乙所示,由图像可得电流与电压的关系是: ;
(4)若将本实验中所用的电阻换成小灯泡,则不能完成本实验,理由是 。
2.小明利用如图甲所示的实验装置探究“电流与电压的关系”,电源为两节新干电池,电阻R为定值电阻
(1)请你用笔画代替导线将图甲中的电路补充完整,要求使滑动变阻器的滑片向左移动,电流表的示数变小 ;
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,两表如图乙所示,则发生的故障可能是 ;
(4)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,其中第2次实验中电流表示数如图丙所示,其示数为 A,在得到第2组实验数据后,他将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动适当距离后得到了第3组数据:
实验序号
1
2
3
4
电压U/V
1.0
1.5
20
2.5
电流I/A
0.2
0.4
0.5
(5)该实验用到 法,请分析表中的数据,你能得到的结论 。
3.在“探究电流与电压的关系”实验中,设计并连接了如图甲所示的电路,使用的实验器材有:两节新干电池、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、定值电阻和导线若干。
(1)在连接电路时,开关应 (选填“断开”或“闭合”):本实验中滑动变阻器的作用是 和 ;
(2)请用笔画线代替导线,在图甲中完成剩余电路的连接(要求:向右移动滑动变阻器的滑片,其接入电路阻值增大);
(3)闭合开关后发现电流表有示数,电压表示数为零,原因可能是______;
A.电流表的正负接线柱接反 B.电压表的量程选小了
C.电阻R发生了短路 D.把滑动变阻器下端两接线柱连入电路
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电路电流逐渐增大,进行多次测量;第3次实验电流表示数如图乙所示,则电流表示数为 A;部分实验数据如表所示,分析表中数据可得出结论: ;
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1.0
1.6
2.2
3.0
电流I/A
0.10
0.16
0.30
(5)第1次实验数据下,滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω。
4.小松和小颖两位同学在“探究电流与电压的关系”的实验中,使用两节新干电池作为电源,滑动变阻器的规格是“20Ω;2A”。
(1)如图甲所示是小松画出的电路图,实物连线如图乙所示,请你在虚线框内把电路图补画完整(要求所补画的元件与实物电路对应) ;
(2)开关闭合前,小颖发现电流表的指针在零刻度线左端,如图丙所示,其原因是 ;(选填“A”或“B”)
A.电流表没调零 B.电流表正负接线柱接反了
(3)确认电路无误后,闭合开关进行实验,第4次实验时电流表示数为0.5A,电压表示数如图丁所示,记为 V;
实验序号
①
②
③
④
电压/V
0.5
1.2
1.8
电流/A
0.10
0.24
0.36
0.50
(4)他们记录的数据如上表所示,老师指出其中一组数据有拼凑的嫌疑,你认为是第 组(填写实验序号),理由是 ;
(5)排除有拼凑嫌疑的数据后,分析数据可以得到的结论是:在导体电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
5.某实验小组探究电流与电压、电阻的关系,实验中电源电压为3V。两组同学设计的“探究电流与电压的关系”的实验电路,如图甲、乙所示。
(1)甲、乙两图相比,乙图加入了滑动变阻器,它不仅能保护电路,还可以 ;
(2)能否把乙图中的定值电阻换成小灯泡: (选项“能”或“不能”),原因是 ;
(3)请用笔画线代替导线,完成图丙中实物电路的连接,要求滑片P向B端滑动时,电流表示数变小 ;
(4)闭合开关后发现电流表无示数,电压表示数约为3V,故障原因可能是 ;
(5)排除故障后,通过实验得到多组实验数据,由这些数据画出如图丁所示的图像,由图像可得结论: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 。
6.如图甲所示,在“探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系”实验中,某小组选用两节新干电池为电源,规格为“20Ω1A”的滑动变阻器等器材进行实验:
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.6
1.0
1.6
1.9
2.4
电流I/A
0.12
0.20
0.32
0.38
0.48
(1)开关闭合前滑片应置于 端(填“左”或“右”);
(2)在做实验时,要求保持 不变,通过移动 改变电阻两端的电压,观察电流大小的变化;
(3)闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数但没超出量程,则产生故障的原因可能是 ;
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,若电流表示数如图乙所示,其读数为 ;
(5)改变滑动变阻器滑片的位置,测得多组对应的电压、电流值,如上表所示。由测得数据可知,当电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成 ;
(6)进行实验时,该小组发现:调节滑动变阻器无法使电压表示数为0.5V,为了解决这个问题,可采取的方法是 (写出一种即可)。
电流和电阻的关系
7.小明利用如图甲所示电路进行“探究电流与电阻关系”的实验,已知电源电压为6V,实验用到的电阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω实验中所得数据画出图乙所示图像。
(1)小明实验时,闭合开关发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压。则故障原因可能是 。
A.滑动变阻器短路 B.滑动变阻器断路
C.定值电阻短路 D.定值电阻断路
(2)排除故障后,将5Ω电阻接入电路,闭合开关后调节滑动变阻器,当电压表示数为 V时,记录对应电流表示数,最终得到如图乙所示图像;将R由5Ω换成10Ω时,需要将滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动。
(3)由图像可得到的结论是:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
(4)为完成整个实验应选取的滑动变阻器最大阻值不小于 Ω。
8.小明在电学学习中,对电学的神奇和电能对人类生产生活产生的巨大影响深感敬畏,他通过下列实验对电学知识进行了进一步的探究。实验一:如图甲所示,在“探究电流与电阻关系”的实验时选用了如下器材:电压恒为6V的电源,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻,电流表、电压表、开关、滑动变阻器各1个,导线若干。
(1)在检查电路时,他发现有一根导线连接错误,请你在答题卡的甲图中将错误的那条导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确 ;
(2)实验中控制定值电阻两端电压要合理。如果太小,可能会出现的情况是:①电路中的电流小于电流表分度值,读数误差大;② ;
(3)更换正常电阻后,A、B两同学根据各自的实验数据作出了如图乙所示的I-R图像,分析图像,你认为 (选填“A”或“B”)同学的实验操作是错误的,他操作中的问题是: ;
(4)改正错误后,正确实验,并记录相关数据,描绘出合理的图像。据此得出结论:在导体两端电压一定时, ;
(5)该实验选择的滑动变阻器应该选用以下哪种规格:__________(填下列选项前的字母)
A.20Ω,0.5A B.40Ω,0.2A C.50Ω,1A
9.小明想要探究“电流与电阻的关系”,手边有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的四个定值电阻、电压为4.5V的电池组一个,“20Ω 1A”、“30Ω 1A”和“50Ω 0.3A”的滑动变阻器各一只,开关和导线若干,进行了如下探究活动:
(1)如图甲所示的电路,闭合开关后,调节滑片,发现 (选填“电流”或“电压”)表的示数始终不变。经检查发现电路中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确 ;
(2)小明每次随机选取一个定值电阻接入电路,顺利的测量了三组数据,并根据数据绘制了如图乙所示的图象,由此可以判断电路中选用的滑动变阻器规格是 。
(3)当他把15Ω的电阻接入电路,闭合开关,电流表的示数如图丙所示,由此可知此时电路中的电流为 A,为了完成实验,他必须适当 (选填“向左”或“向右”)调节滑动变阻器的滑片;
(4)根据图像,电压一定时,电流与电阻成 比。
10.小丽同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲所示的实验电路,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)请你用笔画线代替导线,将图乙中的实物连接完整。
(2)在连接试验电路时,小丽应将开关 ,滑动变阻器滑片滑到最右端,这样做的目的是 。
(3)小丽连接好电路,闭合开关后,移动滑动变阻器滑片时,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 。
(4)故障排除后,小丽先把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,电压表示数如图丙所示,其示数是 V,要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为2V。
(5)当小丽改用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。在保留前两次实验数据的前提下,小丽可以采取的措施是: (写出一种即可)。
(6)小丽解决了上述问题后,完成了实验。利用收集到的多组数据,作出了如图丁的图像,分析图像得出结论:在导体两端电压一定时,通过导体的电流与电阻成 。
11.在“探究电流与电阻的关系”实验中, 提供的器材有: 电源、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、滑动变阻器(0~20Ω) 、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)小明根据实验要求连接的电路如图甲所示,检查时发现有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上画“×”,并补画出一根导线连接成正确的电路 ;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于 端(选填“A”或“B”) ;
(3)正确连接电路后,移动滑片P使电压表示数为3V;下一步操作将5Ω电阻换成10Ω接入电路,按规范移动滑片,调整电路, ,此时滑动变阻器接入电路的阻值比上一次 (选填“大”、“不变”或“小”) ;
(4)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,在图乙的坐标系中描绘出I-R图像为曲线A;
①由图像可得出的结论是: ;
②根据上面所测的五组实验数据,把每次实验时记录的电流值和对应变阻器 RP的阻值,在图乙坐标系中描成点,将这些点绘成曲线B,发现曲线B与曲线A (选填“有交点”或“无交点”),其原因是对每一个电流值,滑动变阻器 RP的阻值与定值电阻的阻值的倍数 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)若小明用5Ω的电阻做完第一组数据后,换用10Ω电阻做第二次实验时忘记调节滑动变阻器,测得电流表示数为0.36A,则该实验选用的电源电压为 V。
12.小明在老师的指导下对“电流与电压和电阻的关系”进行探究,现提供如下器材:电压恒定为4.5V的电源;阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的五个定值电阻;标有“15Ω 2A”的滑动变阻器R1和“40Ω 1A”的滑动变阻器R2;电压表、电流表、开关各1只,导线若干。
(1)如图甲所示,把5Ω接入电路,将滑动变阻器的滑片调至最 (选填“左”或“右”)端。闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数,其原因可能是定值电阻 ;
(2)小明把某定阻电阻接入图甲所示电路,调节滑动变阻器,将实验数据记录在下表中;
数据序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.6
0.9
1.2
1.8
2.4
3
电流I/A
0.12
0.19
0.24
1.8
0.48
0.6
小明同学发现这些数据中有一组是明显错误的,跟其他数据的规律完全不同,可能是读取这组数据时粗心所引起的,分析时需要把它剔除掉。这组数据是第 (填序号)组
(3)图乙是根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,由图像可知R两端的电压控制为 V;当用5Ω电阻完成实验,滑片不移动,再把5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,应该将滑动变阻器的滑片P向 端(选填“左”或“右”)滑动,才能保证前后电压表的示数恒定;为确保后续所有定值电阻接入电路后都能完成该探究内容,应选择滑动变阻器 (选填“R1”或“R2”)接入电路。
(4)小红用电流表和一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器测量未知电阻Rx的阻值,设计了如图丙所示的电路图,电源电压未知且保持不变。实验操作如下:
①将滑动变阻器的滑片P移动到最右端b点,记录此时电流表示数为I1;
②将滑动变阻器的滑片P移动到中点,记录此时电流表示数为I2;
③则Rx= (用已知和测出的物理量R0、I1、I2表示)。
13.在探究“电流与电阻的关系”实验中,实验器材有电压为6V的电源、电流表、电压表,滑动变阻器和开关各一个,定值电阻4个(5Ω、10Ω、20Ω、25Ω)和导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲的实物图的连接,使滑片P向左移动时,电流表的示数变大 ;
(2)实验前,滑动变阻器的滑片应拨至最 (选填“左”或者“右”)端;正确连接电路后,试触时发现电压表指针迅速偏向最右端,电流表示数为零,则电路中出现的故障可能是R0 (选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,先将5Ω定值电阻接入电路进行实验,在移动滑动变阻器滑片的过程中,眼睛应注意观察 (选填“电流表”或“电压表”),使其示数为 ;
(4)由图像可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
14.小明进行实验操作练习,实验桌上摆放的实验器材有:电压为6V的电源、不同规格的滑动变阻器4个、电流表、电压表、开关各一个,不同阻值的定值电阻若干,额定电压已知知的小灯泡,导线若干。小明先选择了适当的器材探究“电流与电阻的关系”,实验电路如图甲所示:
(1)连接电路时,应注意将开关 (选填“断开”“闭合”);
(2)开始实验时,他发现电流表、电压表示数不稳定,指针来回摆动,原因可能是______(选填字母);
A.电压表的正负接线柱接反了
B.电流表选错了量程
C.电路某处接触不良
(3)排除故障后小明利用这个电路测出的实验数据绘制了I-R图像,如图乙中A、B曲线所示,其中错误的图像及错误的主要原因是: ;
(4)根据乙图中的数据判断实验所选用的滑动变阻器可能是______(选填字母);
A.20Ω,1A
B.30Ω,0.5A
C.50Ω,0.5A
D.60Ω,0.3A
(5)根据图乙正确的图像可得出结论:“导体两端的电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比则得出该结论的依据是: 。
15.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)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;
(2)当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后,发现电压表示数始终不能调为U0,为继续完成此次探究,同学们一起设计了如下方案,下列方案中 可行。
A.将滑动变阻器更换为“50Ω;1A”的滑动变阻器,其余不变
B.将电压为6V的电源更换为电压为5.2V的电源,其余不变
C.滑动变阻器不更换,调节滑动变阻器,使U0为2.5V,重新开始实验
16.探究:探究电流与电阻的关系。
(1)如图甲所示,是小刚同学设计的实验电路图。在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最 。(选填“左”或“右”)端。当他闭合开关后,移动滑片,发现电压表始终无示数,电流表有示数,其故障是 ,经检查电路连线,发现有一根导线连接错误,请你在图甲中错误的那根导线上画“×”,并用笔画线代替导线纠正该错误(导线不得交叉) 。
(2)正确连接电路后,电流表示数如图乙所示,其读数为 A。
(3)根据控制变量法,依次把多个阻值不同的电阻接入电路进行实验,当实验中把5Ω的电阻依次换成10Ω、20Ω的电阻时,滑动变阻器接入电路的阻值应 (选填“调大”“调小”或“不变”),
(4)小刚同学根据收集的实验数据,描绘出了如图丙所示的图象。依据证据,得出结论:导体两端的电压不变时,通过导体的电流跟这段导体的电阻成 。
(5)请你分析实验中小刚同学控制定值电阻两端的电压恒为 V。
17.为了探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”,小凤同学采用了如图甲所示的电路图。实验供选择的定值电阻R有5个,阻值分别为、、、、,滑动变阻器的规格为“、”,电源电压恒为。
(1)小凤连接好最后一根导线,电流表的指针就立刻发生了偏转,由此可知在连接电路时,她并没 ;
(2)实验前,滑动变阻器的滑片应移到 端(选填“A”或“B”);连接好电路后,她检查电路时发现电压表、电流表位置互换了,若此时闭合开关, 表(选填“电流”或“电压”)的指针有明显的偏转;纠正错误后,开始第1次实验,并将数据记录在图乙中;
(3)第2次实验中,小凤将的电阻换成,此时滑片P仍然停留在第1次实验的位置,她应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,同时眼睛观察 (选填“电压表”或“电流表”)的示数变化,直到其示数为 时停止移动滑片,记下实验数据;
(4)依次换上、、的电阻重复上述实验;可是在换上的电阻后,无论怎样移动滑片都达不到所需电压,你认为其原因是 ;
(5)在评估与反思的过程中,小鸣提出“能否用小灯泡代替定值电阻”进行该探究?小凤思考后觉得该方案不可行,你认为不可行的原因是 。
18.某物理学习小组探究“电流与电阻的关系”实验,器材有:滑动变阻器(规格未知)、开关、电源(电压恒定但未知)各一个,电流表、电压表各一只,四个定值电阻(20Ω、15Ω、10Ω、5Ω),导线若干。
电压U/V
4
电阻R/Ω
20
15
10
电流I/A
0.20
0.27
0.40
(1)如图所示是小明连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线;
(2)以下为实验时出现的某个场景:小军连上最后一根导线后,立即看到电流表、电压表指针有明显的偏转,你认为他实验操作的错误之处是 ;
(3)正确连接电路后,小明先后用20Ω、15Ω、10Ω、进行实验,收集的实验数据如表所示,在误差允许情况下,分析实验数据可得结论: 。小组其他成员认为还可以再增加一组数据来体现普遍性,便找来一个5Ω的电阻让小明再测一组数据。当他把5Ω的电阻接入电路时,要使电压表示数继续保持不变,发现实验无法进行,其原因是 ;
(4)如果电源电压为6V,在不改变原有电路连接及电表量程基础上且保证电路安全,仍将四个定值电阻(20Ω、15Ω、10Ω、5Ω)依次接入电路,顺利完成“探究电流与电阻的关系”实验,收集四组数据并得出结论,则滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
19.“探究电流与电阻的关系”,实验室提供的主要器材有: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。
(1)同学们设计并连接了如图甲所示的实验电路,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)闭合开关后,移动滑动变阻器滑片,电流表有示数,电压表示数始终为0,造成这种现象的原因可能是 。
(3)他们先将的电阻接在图甲中a、b间,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为;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;再依次更换a、b间电阻为15Ω、20Ω继续实验。根据数据作出了图乙,由图可知:a、b间电压的值为 V;根据图乙可得出结论: 。
(4)当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后,发现电压表示数始终不能调为,为得到5组数据,同学们可换成最大阻值大于 Ω的滑动变阻器。
探究电流和电压的关系和电流和电阻的关系综合
20.小深用如甲所示装置探究电流与电压的关系,实验器材:学生电源(电压恒为,电流表、电压表各一只,一个开关,四个定值电阻(分别为),滑动变阻器的规格“”,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线。在图甲中完成电路连接,要求滑片Р向右滑动时,电流表的示数变小 。
(2)连接好电路闭合开关后,移动滑片发现,电流表有示数,电压表无示数,则出现该故障的原因可能是 。
(3)排除故障后,改变滑片位置,记录实验数据如下表所示,空白处的电流如图乙所示,为 A,根据表中数据可归纳得出结论: 。
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
(4)想进一步探究电流与电阻的关系,又找来的定值电阻继续实验:闭合开关,移动滑片使电压表的示数为1V,记录电流表示数;接着用的电阻替换原电阻后,应将滑片向 移动,使电压表示数仍为 V,并记录电流表示数;再将的定值电阻分别接入电路,重复实验。
21.在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中:
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)在“探究电流与电压的关系”的过程中,小明连接了如图甲所示的实物电路。闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到最大阻值处。闭合开关后,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表示数如图乙所示,则电流表示数为 A;
(3)在“探究电流与电阻的关系”的过程中,小明将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,闭合开关,直接读出电流值。同组的小江告诉他这种做法不正确,因为 ;
(4)小明根据实验数据绘制了I-U和I-R的图像,如图丙、丁所示。由图像可以得到的实验结论是:在电阻一定的情况下,通过导体的电流跟这段导体两端的电压成 ;在电压一定的情况下,通过导体的电流跟导体的电阻成 。
22.小吴同学利用如图甲中的器材探究导体A、B中电流与其电压的关系,其中电源电压可调。
(1)连接好如图甲电路,试触开关,发现电流表无示数,电压表指针偏转到最大值,原因可能是导体A发生 。排除故障后,闭合开关进行实验,某次实验时电流表如图乙,示数为 A;
(2)多次改变导体A两端的电压,并记录对应的 。换用导体B重复上述实验,根据实验数据绘制图像如图丙。分析图像发现,同一导体两端的电压与通过电流的比值是 的,因此,得出结论: ;
(3)学习过欧姆定律后,小欣同学根据图丙算出B的阻值为 Ω。用上述器材验证导体中电流与电阻的关系,保持电源电压不变,为了精确控制导体两端的电压,于是串联接入滑动变阻器进行实验。
①电路中接入15Ω的电阻,使电阻两端电压达到某一固定值,测出电流;
②将15Ω的电阻替换为B,要使B两端电压达到固定值,变阻器接入的阻值应比前次实验 ;
实验次数
①
②
③
R/Ω
15
B
A
I/A
0.2
0.3
0.4
③将电阻B替换为A 再次进行实验。三次实验数据如表所示,交流时小欣发现第③次实验数据有误,这是由于接入A 后忘记调节变阻器,滑片仍在第②次实验的位置,此时变阻器接入的阻值是 Ω,调节滑动变阻器正确操作后,准确测得A的电流应该为 A。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.(1)
(2)定值电阻断路
(3)见解析
(4)见解析
【详解】(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,电压表示数接近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)根据图象可知,电流随电压变化的图像是一条通过原点的直线,则可得出“电流与电压关系”的结论是:电阻一定时,导体中的电流与其两端的电压成正比。
(4)若将定值电阻换成小灯泡,不能达到本实验的探究目的,是因为实验中应控制电阻的阻值不变,而灯泡的电阻会随温度的变化而变化。
2.(1)
(2)A
(3)定值电阻断路
(4) 0.3 B
(5) 控制变量法 电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
【详解】(1)根据题意电路为串联电路,电压表测定值电阻两端电压,要求使滑动变阻器的滑片向左移动,电流表的示数变小,即滑动变阻器接入电路中的阻值变大,即连接的是右下接线柱,如下图所示:
(2)开关闭合前,为了保护电路,滑动变阻器应置于阻值最大处,即A端。
(3)乙图中电流表无示数,串联电路中无电流,则说明发生断路,电压表有示数,则与电压表并联的用电器发生断路,此时电压表串联接入电路,测电源电压,因此是定值电阻发生断路。
(4)[1]丙图中电流表选择小量程,分度值是0.02A,读数为0.3A。
[2]由第2组实验得到第3组实验,电流表的示数变大,即滑动变阻器接入电路中的阻值变小,因此将滑片P向B端移动。
(5)[1]探究电流与电压关系的实验中,保持电阻不变,即运用了控制变量法。
[2]据表格数据分析可得:电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。
3.(1) 断开 保护电路 改变定值电阻两端电压
(2)
(3)C
(4) 0.22 电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(5)20
【详解】(1)[1]为了保护电路安全,在连接电路时,开关应断开。
[2][3]实验中滑动变阻器的作用是保护电路,同时实验中还要改变定值电阻两端电压,也是通过调节滑动变阻器的滑片来完成的。
(2)由题可知,滑动变阻器应串联接入电路中。向右移动滑动变阻器的滑片,其接入电路阻值增大,故向右移动滑片时,滑动变阻器接入的有效电阻丝变长,故应接入左下接线柱,如图所示:
(3)由图甲可知,电流表测量电路中电流,电压表测量定值电阻两端电压,闭合开关后发现电流表有示数,说明电路中有电流,是通路,而电压表示数为零,说明与电压表并联的用电器发生了短路,即电阻R发生了短路,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(4)[1]由图乙可知,电流表接小量程,分度值为0.02A,示数为0.22A。
[2]由表格中数据可知,当定值电阻两端电压变大时,通过电阻的电流也变大,且电压与电流的比值为定值。故可得出结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5)电源为两节新干电池,故电源电压,由第1次实验数据可知,定值电阻两端电压,电路中电流,则此时滑动变阻器接入电路的阻值为
4.(1)
(2)A
(3)2.5
(4) ① 见解析
(5)正
【详解】(1)根据实物图可知,电路图虚线框内的元件为滑动变阻器,且选择右下接线柱,滑片向右滑动时,接入电路中的阻值变小。如下图所示:
(2)开关闭合前,发现电流表的指针在零刻度线左端,说明电流表没有进行调零,故选A。
(3)如图丁所示,电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.5V。
(4)[1][2]使用两节新干电池作为电源,电源电压为3V。滑动变阻器的规格是“20Ω;2A”,第①次实验中定值电阻电压为0.5V,电流为0.1A,则此时变阻器阻值为
所以第①组实验数据有拼凑的嫌疑。
(5)根据表中数据可知,当电压变为原来几倍时,电流也随之变为原来的几倍,因此根据表中数据可得出的结论:电阻一定时,电流与电压成正比。
5.(1)改变电路中的电流和定值电阻两端的电压
(2) 不能 灯泡的电阻随温度升高而增大
(3)
(4)R断路
(5)正比
【详解】(1)“探究电流与电压的关系”要改变定值电阻的电压进行多次实验,甲、乙两图相比,乙图加入了滑动变阻器,它不仅能保护电路,还可以改变电路中的电流和定值电阻两端的电压。
(2)[1][2]实验中要控制定值电阻的阻值不变,灯泡的电阻随温度升高而增大,因此不能把乙图中的定值电阻换成小灯泡。
(3)实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻的电压,电流表测量电路电流。滑片P向B端滑动时,电流表示数变小,则此时变阻器接入电路中的电阻变大,因此变阻器的C端接入电路中,如图所示:
(4)闭合开关后发现电流表无示数,电压表示数约为3V,此时电路可能出现断路现象,且电压表与电源相连接,故障原因可能是与电压表并联的R断路。
(5)由图像可得,定值电阻的U-I图像是一条倾斜向上的直线,可得结论: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。
6.(1)右
(2) 定值电阻阻值 滑动变阻器滑片
(3)定值电阻短路
(4)0.3A
(5)正比
(6)换一个最大阻值更大的变阻器
【详解】(1)为保护电路和用电安全,开关闭合前滑片应置于阻值最大处,即最右端。
(2)[1][2]探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系,要控制电阻的阻值不变,通过调节滑动变阻器的滑片,利用串联分压的原理来改变电阻两端的电压,多次实验。
(3)电流表有示数,说明电路故障是短路,又因为电压表没有示数,即电阻两端电压为0,所以是定值电阻短路。
(4)由图乙可知,电流表所用量程是0~0.6A,分度值为0.02A,指针指在表盘的中间,示数为0.3A。
(5)分析表中数据,在电阻一定时,通过导体的电流随导体两端电压的升高而增大,且每次电流增大的倍数与相应的电压升高倍数相等,说明当电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成正比。
(6)调节滑动变阻器无法使电压表示数为0.5 V,原因是滑动变阻器的最大阻值太小,所分电压不足以使电阻两端电压达到0.5A,我们可以换一个最大阻值更大的变阻器,也可以减小电源电压或者串联一个电阻来分压。
7.(1)D
(2) 2.5 左
(3)反比
(4)35
【详解】(1)实验时,闭合开关,发现电流表无示数,说明电路中的故障是断路,电压表有示数且接近电源电压,说明电压表测电源电压,与电压表并联的用电器发生了断路,即定值电阻断路,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(2)[1]根据图乙可知,当电流为0.1A时,电阻为25Ω,根据欧姆定律可知,电阻两端的电压为
U=IR=0.1A×25Ω=2.5V
[2]探究电流与电阻的关系,要控制电阻两端电压不变,当电阻由5Ω换成10Ω时,电阻两端电压变大,要减小定值电阻两端电压,应该增大滑动变阻器的阻值,即滑片P向左端移动。
(3)根据图像乙可知,当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)由图乙可知,当电阻为25Ω时,电路中的电流为0.1A,电阻两端的电压为2.5V,定值电阻与滑动变阻器串联,所以滑动变阻器两端的电压为
U滑=U-UR=6V-2.5V=3.5V
串联电路中电流处处相等,所以滑动变阻器的最大阻值为
8.(1)
(2)见解析
(3) A 没有控制定值电阻两端电压一定
(4)导体中的电流与导体的电阻成反比
(5)C
【详解】(1)原电路图中,电压表和滑动变阻器串联后与定值电阻并联是错误的,在“探究电流与电阻关系”的实验中,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
(2)选用较大阻值的定值电阻进行实验时,滑动变阻器需要连入电路的电阻超过最大阻值,无法完成实验。
(3)[1][2]探究电流与电阻关系时要控制电阻的电压不变,由图乙A的I-R图像知道,定值电阻两端的电压
由图乙B的I-R图像知道,定值电阻两端的电压
即A同学没有控制定值电阻两端的电压不变,B同学控制定值电阻两端的电压不变,因此A同学的实验操作是错误的。
(4)由图乙B的I-R图像知道,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比。
(5)定值电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
变阻器分得的电压为电压表示数的
=2倍
根据分压原理知道 ,当接入25Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为
故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
9.(1) 电压
(2)30Ω 1A
(3) 0.1 向左
(4)反
【详解】(1)[1]由图甲可知定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测电源电压,电流表测电路中的电流,因此闭合开关后,调节滑片,滑动变阻器接入电路的电阻变化,由欧姆定律可知,电路中的电流发生变化,因此电流表的示数变化,但由于电压表测电源电压,因此电压表的示数不变。
[2]探究“电流与电阻的关系”时,电压表应测量定值电阻两端的电压,如图所示:
(2)由图像可知,定值电阻两端所控制的电压
UV=IR=0.4A×5Ω=…=0.10A×20Ω=2V
由图乙可知,实验中使用的定值电阻阻值最大为20Ω,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为
U滑=U-UV=4.5V-2V=2.5V
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20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
由于电路的最大电流为0.4A。因此电路中选用的规格为“30Ω 1A”的滑动变阻器。
(3)[1]由图丙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.1A,因此电路中的电流为0.1A。
[2]则定值电阻两端的电压为
UV=IR=0.1A×15Ω=1.5V<2V
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,应减小滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数为2V。
(4)根据图乙的图像可知,当电阻两端的电压不变时,通过电路的电流与电阻的大小成反比。
10.(1)
(2) 断开 保护电路
(3)定值电阻短路
(4) 2.4 右
(5)换用阻值更大的滑动变阻器
(6)反比
【详解】(1)由电路图可知,电压表与定值电阻并联,因为电源电压为3V,因此选择“0~3V”量程,电压表正进负出,如图所示:
(2)[1][2]出于保护电路的目的,连接电路时,开关应处于断开状态,滑动变阻器位于阻值最大处。
(3)因为电流表有示数,说明电路不可能发生断路,电压表无示数,证明与之并联的定值电阻短路或者电压表未连接好,发生了断路。
(4)[1]因为电压表选择“0~3V”量程,分度值为0.1V,因此读数为2.4V。
[2]根据串联分压,要想定值电阻两端电压减小到2V,应当使滑动变阻器两端电压变大,即使滑动变阻器阻值变大,因此由图可知,滑片向右移动。
(5)根据串联分压的特点,当换用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,说明滑动变阻器阻值太小了,此时我们可以换用阻值更大的滑动变阻器、减小电源电压或者串联一个定值电阻来解决。
(6)由图像可知,在保持电压不变时,电流随电阻的增大而减小,因此可以得出在导体两端电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
11.(1)
(2)A
(3) 保持定值电阻的电压不变 大
(4) 电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成反比 无交点 不变
(5)4.5
【详解】(1)实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻的电压,电流表测量电路电流,电路更改如下图所示:
(2)闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应处于阻值最大的A端。
(3)[1]实验中应控制保持定值电阻的电压不变,依题意得,定值电阻的电压控制为3V,将5Ω电阻换成10Ω接入电路,此时移动滑片,应调整电路,使电压表的示数为3V。
[2]电源电压不变,定值电阻的电压不变,变阻器的电压不变,由串联电路电流特点与欧姆定律得
定值电阻接入电路中电阻变大,则变阻器接入电路中的电阻也变大,即此时滑动变阻器接入电路的阻值比上一次大。
(4)[1]由图像可得,定值电阻的电压不变时,定值电阻的电流与电阻的乘积为定值,可得出的结论是:当电压不变时,电阻的电流与电阻的阻值成反比。
[2][3]串联电路中电流处处相等,定值电阻阻值与对应变阻器接入电路中的阻值的比值不变,即滑动变阻器 RP的阻值与定值电阻的阻值的倍数不变,则每次实验时记录的电流值和对应变阻器 RP的阻值在图乙坐标系中描成的点,这些点绘成的曲线B与曲线A无交点。
(5)当接入电路中的定值电阻为5Ω的电阻时,变阻器接入电路中的电阻满足
即
┄┄①
换用10Ω电阻做第二次实验时忘记调节滑动变阻器,测得电流表示数为0.36A,则
┄┄②
由①②得,该实验选用的电源电压为
12.(1) 右 短路(或短接)
(2)4
(3) 2 右 R2
(4)
【详解】(1)[1]为了保护电路,把5Ω接入电路,应就将开关断开且将滑动变阻器滑片置于阻值最大端,即最右端。
[2]闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路,而电压表无示数,说明可能的故障原因是与电压表并联部分电路出现了短路,即定值电阻短路。
(2)分析表格数据有
据此分析只有根据第4次实验数据算出来的电阻阻值不同,因此,说明第4组数据有误。
(3)[1]由图乙可知,当R1=5Ω时,电流为I1=0.4A,当R2=10Ω时,电流为I2=0.2A,当R3=20Ω时,电流为I2=0.1A,由可知,R两端的电压为2V。
[2]当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,由串联电路的分压原理可知,R两端的电压会变大,要控制R两端的电压不变,就应将变阻器两端的电压调大,即将变阻器接入电路的阻值调大,所以应该将滑动变阻器的滑片P向右端滑动。
[3]已知电源电压为U=4.5V,R两端的所控制的电压为,所以变阻器两端的电压为
由串联电路的分压原理可得
即
则应选择滑动变阻器R2接入电路中。
(4)在①中,两电阻串联,由欧姆定律可得电源电压为
在②中,两电阻串联,由欧姆定律可得电源电压为
联立解得
13.(1)
(2) 右 断路
(3) 电压表 2V
(4)反比
【详解】(1)实验中,定值电阻与变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量定值电阻的电压,滑片P向左移动时,电流表的示数变大,说明变阻器接入电路中电阻变小,则变阻器的A接线柱接入电路中,如图所示:
(2)[1]实验前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应拨至阻值最大的最右端。
[2]正确连接电路后,试触时发现电压表指针迅速偏向最右端,电流表示数为零,说明电路中没有电流,电路可能出现断路现象,电压表与电源相连接,则电路中出现的故障可能是与电压表并联的R0断路。
(3)[1][2]实验中要控制定值电阻的电压不变,排除故障后,先将5Ω定值电阻接入电路进行实验,在移动滑动变阻器滑片的过程中,眼睛应注意观察电压表。
由图乙与欧姆定律得,定值电阻的电压控制为
则实验中应调整变阻器的滑片,使电压表的示数为2V。
(4)由图像可以得出电压不变时,定值电阻的电流与电阻的乘积为定值,可得结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
14.(1)断开
(2)C
(3)A,没有保持定值电阻两端的电压不变
(4)A
(5)见解析
【详解】(1)为了保护电路,连接电路前,开关应处于断开状态。
(2)小明正确连接电路后闭合开关,发现电流表、电压表示数不稳定,指针来回摆动,则电路中电流时有时无,电路时通时断,故原因可能是电路某处接触不良,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)在探究电流与电阻的关系时,应保持定值电阻两端电压一定,分析图像,由欧姆定律可知,A曲线所对应的点,电压分别为3V、4V、4.5V、5.5V,而B曲线所对应的点,电压一直为3V,因此错误的图像是A,原因是没有控制定值电阻两端的电压不变。
(4)根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压
U滑=U-UR=6V-3V=3V
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的1倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻也为20Ω,由乙图知,实验时电路中的最大电流为0.6A,因此实验所选用的滑动变阻器可能是“20Ω,1A”。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(5)根据图乙正确的图像可得,电流随电阻的增大而减小,通过定值的电流与它两端的电压乘积为定值,因此可得出结论:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
15.(1) 右 2 反
(2)ABC
【详解】(1)[1]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,所以应向右移动滑片才能达到实验要求。
[2][3]根据图乙所示的图像可知,对应电流与电阻的乘积为
为一定值,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。
(2)A.电源电压为6V,定值电阻两端电压为2V,由串联电路电压的规律可知,滑动变阻器两端电压为4V,用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后,根据串联分压原理得
解得,所以如果只更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器最大阻值至少为50Ω,故A符合题意;
B.如果重新开始实验,只更换电源,将电压为6V的电源更换为电压为5.2V的电源,定值电阻两端电压保持不变为2V,滑动变阻器两端电压为3.2V,根据串联分压原理得
解得,故B符合题意;
C.重新开始实验,控制定值电阻两端电压为2.5V,电源电压为6V,则滑动变阻器两端电压为3.5V,根据串联分压原理得
解得,故C符合题意。
故选ABC。
16.(1) 右 电阻短路
(2)0.5
(3)调大
(4)反比
(5)2.4
【详解】(1)[1]在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最大阻值端,由图可知,接的左下右上,故滑动到最右端。
[2]电流表有示数说明电路出现短路故障,电压表无示数,说明故障发生在与电压表并联的区域内,所以故障可能是电阻短路。
[3]分析电路可知,电阻被短路,修改如图所示:
(2)由图可知电流表量程为,分度值为0.02A,所以电流表示数为0.5A。
(3)根据串联分压,定值电阻电阻变大,分到的电压也会变大,要让定值电阻两端电压与原来一样,要减小定值电阻两端电压,需减小电路电流,故滑动变阻器阻值需调大。
(4)由图像为一条直线,可知I与R成反比。可得出结论:导体两端的电压不变时,通过导体的电流跟这段导体的电阻成反比。
(5)取图像数据,I=0.24A, 可得,实验中小刚同学控制定值电阻两端的电压恒为
17.(1)断开开关
(2) B 电压
(3) B 电压表
(4)滑动变阻器最大阻值太小
(5)小灯泡的电阻会受温度影响而发生变化
【详解】(1)为了保护电路,连接电路时应断开开关,连接好最后一根导线,电流表的指针就立刻发生了偏转,说明连接电路时开关没有断开。
(2)[1]为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑动到阻值最大处,即B端。
[2]将电压表和电流表的位置互换后,电流表与灯泡并联,电压表串联在电路中,当闭合开关后,由于电压表电阻太大,导致电路中电流非常小,此时的电压表相当于测电源的电压,所以,电压表指针有明显偏转。
(3)[1][2][3]探究电流与导体电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变,将的电阻换成,根据串联分压原理,电阻两端的电压增大,为了保持电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器承担的电压,根据串联分压,应增大滑动变阻器接入电路的阻值,因此应将滑片向B端滑动,同时观察电压表示数。由图乙可知,电阻两端电压为
因此应观察电压表示数,直到其示数为2V。
(4)当接入25Ω的电阻时,根据串联分压原理,有
即
解得。即此时滑动变阻器的阻值应该为12.5Ω才能满足要求,但是滑动变阻器的最大阻值为10Ω,因此无论怎样移动滑片都达不到所需电压。
(5)由于灯泡电阻随温度的变化而变化,不是定值,不能用小灯泡代替定值电阻R进行实验。
18.(1)见解析
(2)连接电路时开关没有断开
(3) 电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比 此时电路中的电流超过了电流表的量程
(4)10
【详解】(1)原图中电压表与定值电阻串联,定值电阻没有接入电路,探究“电流与电阻的关系”,电压表应与定值电阻并联,如图所示:
(2)小军连上最后一根导线后,立即看到电流表、电压表指针有明显的偏转,说明连接电路时,开关没有断开,因此他实验操作的错误之处是连接电路时开关没有断开。
(3)[1]由表中数据与欧姆定律可知,电阻两端的电压
为一定值,故可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比。
[2]根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压相同,即定值电阻两端的电压始终为4V,则他把5Ω的电阻接入电路时,电路中的电流为
即此时电路中的电流超过了电流表的量程。
(4)定值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
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的
倍,由串联电路电流特点与欧姆定律得
则当接入20Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为
即滑动变阻器的最大阻值至少为10Ω。
19.(1)
(2)定值电阻R短路
(3) 右 2 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(4)50
【详解】(1)探究电流与电阻的关系,需要改变电阻,控制定值电阻两端的电压不变,根据图乙可知,控制的电压为
故电压表选择小量程即可,电压表需要并联在定值电阻两端,电压表需要保证正接线柱流入,负接线柱流出,故用一根导线连线正3接线柱与a接线柱,用另外一根导线连接电压表的负接线柱与b接线柱,故如图所示:
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器滑片,电流表有示数,说明电路是通路,而电压表示数始终为0,说明与电压表并联的用电器短路,所以造成这种现象的原因可能是定值电阻R短路。
(3)[1][2][3]探究电流与电阻的关系,需要改变电阻,控制定值电阻两端的电压不变,根据串联分压可知,当定值电阻的阻值增大时,定值电阻两端的电压增大,为了保证定值电阻两端的电压不变,需要滑动变阻器分担更多的电压,故需要将滑动变阻器的滑片向右滑动,滑动变阻器接入的阻值变大,分担的电压更多;根据图乙可知,控制的电压为
分析图乙可知,电流与电阻的乘积是一个定值,则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反比。
(4)根据串联电路的电压与电阻的关系可知,滑动变阻器的阻值与定值电阻的阻值之比为
当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后,则所需要的滑动变阻器的阻值为
20.(1)
(2)定值电阻R短路
(3) 0.3 见解析
(4) 右 1
【详解】(1)滑片P向右滑动时,电流表的示数变小,滑动变阻器接入电路阻值变大,滑动变阻器应一上一下接,下边接在左端,电路图如图所示
(2)闭合开关后,移动滑片发现,电流表有示数说明电路发生短路现象,电压表无示数,说明电压表并联定值电阻发生了短路现象。
(3)[1]电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,该示数为0.30A。
[2]根据表中数据可知
电压与电流的比值不变,所以可得结论: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。
(4)[1][2]探究电流与电阻的关系时,应控制定值电阻两端电压一定,用的电阻替换原电阻后,根据串联电路分压特点可知,电阻两端电压增大,为了控制电压一定,应增大滑动变阻器阻值,故向右移动滑动变阻器滑片,使电压表示数仍为1V。
21.(1)断开
(2)0.4
(3)定值电阻两端的电压改变了
(4) 正比 反比
【详解】(1)连接电路时,为了保护电路,开关应处于断开状态。
(2)电流表示数如图乙所示,接小量程,分度值是0.02A,示数为0.4A。
(3)在“探究电流与电阻的关系”的过程中,需控制定值电阻两端电压为定值,小明将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据串联分压原理可知,定值电阻两端电压会变大,因此闭合开关,直接读出电流值,没有控制定值电阻两端电压为定值,因此做法不正确。
(4)[1]如图丙所示,I-U图为过原点直线,是正比例函数,可得结论是:在电阻一定的情况下,通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比。
[2]如图丁所示,图像中I与对应R值的乘积为定值,且电阻变大时,电流会变小,可得结论是:在电压一定的情况下,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
22.(1) 断路 0.2
(2) 电流值 不变 电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(3) 10 小 10 0.6
【详解】(1)[1]试触开关,发现电流表无示数,说明电路中没有电流,即出现断路,而电压表有示数,故可能是导体A发生断路。
[2]由图乙可知,电流表接小量程,分度值为0.02A,故电流表的读数为0.2A。
(2)[1][2][3]实验过程中,改变导体两端电压,并记录通过导体的电流,进行分析,结合图丙可知,同一导体两端的电压与通过电流的比值是一定的,这个比值就是导体的电阻,因此,得出结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(3)[1]根据图丙可算出导体B的阻值为
[2]将15Ω的电阻替换为B,即定值电阻接入的阻值变小,根据串联分压可知,定值电阻的分压变小,滑动变阻器的分压变大,但实验中要控制定值电阻两端电压不变,所以,应减小滑动变阻器的分压,故滑动变阻器接入的阻值应变小。
[3]根据图丙可算出导体A的阻值为
第②次实验时,电源电压为
第③次实验时,电源电压为
第②次实验和第③次实验滑动变阻器接入的阻值不变,电源电压不变,则有
解得
即此时变阻器接入的阻值是10Ω。
[4]由表格中数据可知,实验中控制定值电阻两端电压为
故调节滑动变阻器正确操作后,准确测得A的电流应该为
答案第1页,共2页
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