12.1学生实验探究——电流与电压、电阻的关系2024—2025学年北师大版九年级全一册物理

2024—2025学年九年级物理北师大版12.1学生实验:探究一电流与电压、电阻的关系 一、单选题 1．如图所示，定值电阻R1、滑动变阻器R2和开关S以某种方式连接在电路中的M、N两点之间，一开始开关为闭合状态。若向右移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数变小。若开关断开，电流表示数变小且不为零。由此可判断，M、N两点间R1、R2和S的连接情况可能是（　　） A． B． C． D． 2．下列有关图像的分析正确的是（   ） A．图甲说明同种物质的密度和质量成正比 B．图乙说明物体所受的重力跟它的质量成正比 C．图丙是描述晶体熔化过程的图像 D．图丁表明导体的电压与电阻成正比 3．在如图所示的电路中，电源电压保持不变。当开关S由断开到闭合时（　　） A．电流表A示数不变 B．电压表V示数变小 C．电压表和电流表的比值不变 D．电路的总电阻变小 4．下图物理图像所表示出的各物理量之间的关系，正确的是（　　） A．图甲为某种物质的质量与体积关系，由图像可知，该物质的密度为1.5g/cm3 B．图乙为物体的重力与物体质量关系，由图像可知，重力与质量的比值为10N/kg C．图丙为某导体中电流跟它两端电压的关系，由图像可知，此导体的电阻为5Ω D．图丁为某物体的路程与时间关系，由图像可知，该物体运动的速度为5m/s 5．如图所示，电源电压U＝4V不变，R＝8Ω，虚线框内所有电阻均未知。闭合开关，电流表示数为1A。如果用一个2Ω的定值电阻替换R，虚线框内的电均保持不变，则电流表示数将变为（　　） A．30A B．2.5A C．1.5A D．0.5A 6．如图所示是电阻中和乙的U-I图象，下列说法正确的是（     ） A．甲的电阻值保持10Ω不变 B．乙的电阻值保持20Ω不变 C．甲、乙并联时，当干路电流为0.3A时，电源电压为2V D．甲、乙串联时，当电路总电压为5V时，电路电流为0.1A 7．对于欧姆定律的公式的理解，以下说法正确的是（　　） A．导体两端电压越大，通过导体电流越大 B．在电压一定时，导体的电阻与通过导体的电流成反比 C．由可知，所以当导体两端电压为0时，导体电阻为0 D．在电阻一定时，通过该导体的电流与该导体两端的电压成正比 8．A、B为两种长度、材料相同，横截面积不同的圆柱形导体，连接在如图的电路中，下列物理量大小判断正确的是（　　）    A． B． C． D． 9．在“探究电流与电压关系”的实验中，分别用R1、R2两个电阻进行探究，并根据各自的实验数据绘制出如图所示的U-I关系图象，从图中可以看出R1与R2的大小关系是(　　　) A．R1>R2 B．R1=R2 C．R1<R2 D．R1>R2或R1=R2 10．如图所示电路中，电源电压U不变，开关S断开与闭合时，电压表的示数之比是4∶9，则电阻R1与R2的阻值之比是（　　） A．4∶9 B．9∶4 C．4∶5 D．5∶4 11．小芳同学采用如图所示的电路，研究“通过某导体的电流与它的电阻关系”，实验中她进行了多次测量，我们以她分别用5Ω和10Ω的电阻做的两次实验为例，请你回答，完成第一次实验后，断开开关，小芳将A、B两点间的电阻R由5Ω更换为10Ω，闭合开关后，应该如何操作才能继续完成实验（　　） A．保持滑动变阻器滑片不动 B．将滑动变阻器滑片向右移动 C．将滑动变阻器滑片向左移动 D．调高电源的输出电压值 12．在探究“通过导体的电流与电阻的关系”时，小明选择了阻值为5Ω、15Ω、20Ω、25Ω的四个电阻进行实验，电源电压3V可调，滑动变阻器最大阻值为20Ω。实验电路如图所示。小明将5Ω电阻接入电路后，移动滑动变阻器滑片，当电流表示数为0.3A时，记录了第一组数据。换用25Ω的电阻进行实验时，发现无论怎样移动滑片，都无法完成实验。下列改进方法可行的是（　　） A．只在电路中多串联一个至少4Ω的电阻 B．电阻两端的实验电压不变，将电源电压调整为2.5V C．电源电压不变，将电阻两端的实验电压增大0.1V D．只将25Ω电阻换成30Ω电阻进行实验 13．下列有关图象描述正确的是（ ） A． 可以反映晶体在熔化时，温度随加热时间变化的关系 B． 反映水沸腾的图象，可以看出由于B、C两点的温度相同，所以B、C两点的内能也相同 C．反映粗细均匀的同种导体，其电阻与导体长度的关系 D．甲乙两电阻的阻值均保持20Ω不变 14．如图所示，电源电压保持不变，表①、②、③是电流表或电压表，滑动变阻器的滑片P在中点，闭合开关S，三只电表均有示数。当滑片P向左移动时，下列说法正确的是（  ） A．若电阻串联，①、②是电压表，则表③示数变大 B．若电阻串联，①、③是电压表，则表②示数不变 C．若电阻并联，①、③是电流表，则表②示数不变 D．若电阻并联，①、②是电流表，则表③示数变大 15．如图所示，是汽车油量表的工作原理图。其中的油量表是由一只量程适当的电表改装的，下列说法正确的是（　　） A．油量表是用电压表改装的 B．油箱中油量为零时，电路中电流为零 C．油量减少时，电路中电流增大 D．接入后可对电路起保护作用 二、填空题 16．在图所示的电路中，电源电压为U0保持不变，电阻R1阻值为R0，R2的阻值为2R0。闭合开关S，发现只有一只电表的示数发生变化，已知电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R1或R2上。请写出闭合开关S后电流表和电压表的示数及对应的故障 （写出所有可能的情况） 17．如图所示电路，电源电压不变，R0为定值电阻。闭合开关S，滑片P向左移动时，电压表示数会变 。第一次移动滑片至某位置时电压表的示数为8V；再次移动滑片至另一位置。若前后两次滑动变阻器消耗的电功率相等，两次电路中电流之比为1∶2，则电源电压为 V。 18．如图所示实物电路中，电源由两节新干电池串联而成，R1和R2为定值电阻，当开关闭合后，电压表和电流表的示数分别为2V和0.2A，则R2的阻值为 Ω。 19．按要求完成填空。 （1）如图1所示，底面削平的铅块紧压后能吊住重物，说明分子间存在 ； （2）当甲、乙两个通草球出现如图2所示情形时，若甲带正电，则乙带 电； （3）如图3所示，在探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”实验中，根据实验数据绘制了如图所示的图像，实验中控制电阻两端的电压保持 V不变，分析图像可得出结论：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 。 三、计算题 20．如图所示的电路中，A、B两点间的电压是6V，电阻R1=4Ω，电阻R1两端的电压是2V，求： （1）R1中的电流强度 （2）电阻R2。 21．如图所示的电路，定值电阻R1为20Ω，闭合开关S，电流表A1的示数为0.2A，电流表A的示数为0.6A，求： （1）电源电压； （2）定值电阻R2的阻值。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B D A B C D D A D 题号 11 12 13 14 15 答案 B B C C D 1．C 【详解】由题意可知，开关断开，电流表示数变小且不为零，可判断定值电阻与滑动变阻器并联，且开关只控制其中一个支路；又根据向右移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数变小，可知滑动变阻器左小右大。 故选C。 2．B 【详解】A．图甲说明同种物质的质量与体积成正比，故A错误； B．图乙重力随质量的增大而增大，说明物体所受的重力跟它的质量成正比，故B正确，； C．图丙中温度一直在不断变化所以是描述非晶体熔化过程的图像，故C错误； D．图丁表明在电阻一定时 ，导体的电流与电压成正比，故D错误。 故选B。 3．D 【详解】ABD．由电路图可知，当开关S断开时，R1、R2串联，电压表测电源电压，电流表测电路中的电流；当开关S闭合时，电路为R1的简单电路，电压表测电源电压，电流表测电路中的电流；因电压表均测量电源电压，且电源电压不变，所以电压表的示数不变，因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，所以开关闭合后，电路的总电阻变小，由可知，电路中的电流变大，即电流表示数变大，故AB不符合题意，D符合题意； C．当开关S断开时，R1、R2串联，由欧姆定律可知电压表和电流表的比值等于两个电阻的总电阻，当开关S闭合时，电路为R1的简单电路，由欧姆定律可知电压表和电流表的比值等于R1的阻值，因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，所以开关闭合后，电路的总电阻变小，故C不符合题意。 故选D。 4．A 【分析】明确横纵轴所表示的物理量，再结合相关的公式或原理进行分析，才能做出正确的判断。 【详解】A．对某种物质来说，其质量与体积成正比，其质量与体积的比值是一定值，故其密度值 故A正确； B．物体所受的重力与其质量成正比，则有 故B错误； C．当电阻不变时，电压与电流的比值是一个定值，电流应随电压的增大而增大，即 故C错误； D．据图能看出该物体随着时间的增长，路程不变，故该物体处于静止状态，故D错误。 故选A。 5．B 【详解】由知道，并联的总电阻 虚线框内所有电阻的等效电阻为R′，由于并联电路电阻的特点是 故 解得R′＝8Ω 用一个2Ω的定值电阻替换R，虚线框内的电阻均保持不变，此时并联的总电阻R″ 解得 电流表示数将变为 故选B。 6．C 【详解】AB．由图象可知，甲对应的电流与电压成正比，根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变，乙电阻的阻值变化；且当U甲=2V时，对应的电流为0.1A，由I=可得 R甲===20Ω， 故AB错误； C．甲、乙并联在电路中，当电源电压为2V时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，甲、乙两电阻两端的电压均为2V，由图象可知，I甲=0.1A，I乙=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： I=I甲+I乙=0.1A+0.2A=0.3A， 故C正确； D．甲、乙串联在电路中，当电流为0.1A时，串联电路电流处处相等，所以通过甲、乙的电流均为0.1A，由图像可知总电压等于两电压之和小于5V，故D错误。 7．D 【详解】A．在电阻一定时，导体两端电压越大，通过导体电流越大，故A错误； B．在电压一定的情况下，导体电阻越大，通过导体的电流越小，通过导体的电流与导体的电阻成反比，故B错误； C．导体电阻大小与导体的材料、长度、横截面积以及温度有关，与导体两端的电压和通过导体的电流无关，当导体两端电压为0时，导体电阻不为0，故C错误； D．由可知，在电阻一定时，通过该导体的电流与该导体两端的电压成正比，故D正确。 故选D。 8．D 【详解】电路中A和B两导体串联，串联电路中电流处处相等，所以；导体的电阻跟横截面积有关，横截面积越大，电阻越小，所以；所以根据，。故ABC错误，D正确。 故选D。 9．A 【详解】根据坐标图像，当电流相等时，R1的电压更大，由欧姆定律可知R1的电阻大。 故选A。 10．D 【详解】由电路图可知，当开关S闭合时，电路为R2的简单电路，电压表测电源的电压；当开关S断开时，两电阻串联，电压表测R2两端的电压，因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电压表的示数之比是4∶9，所以，两电阻两端的电压之比是 因串联电路中各处的电流相等，所以，由可得，两电阻的阻值之比 故选D。 11．B 【详解】将AB两点间5Ω的电阻更换为10Ω的电阻，闭合开关，电路总电阻变大，电流变小（电流表示数减小），AB间的电压增大（电压表的示数增大） ABC．为保持AB间的电压不变，要移动滑片使AB间的电压减小；当滑动变阻器连入电路的电阻增大时，即将变阻器滑片向右移动，电路中电流变小，由U=IR可知，AB间的电压减小；故AC不符合题意，B符合题意； D．若调高电源的输出电压值，电路中的电流会升高，AB间的电压变大，故D不符合题意。 故选B。 12．B 【详解】A．由题意可知，控制电阻两端的电压为 UV=IR=0.3A×5Ω=1.5V 换用25Ω的电阻进行实验时，滑动变阻器应连入电路中的电阻为 而滑动变阻器的最大阻值为20Ω，所以需串联电阻的阻值至少为 R串=25Ω-20Ω=5Ω 方法不可行，故A不符合题意； B．若电源电压调整为2.5V，若电阻两端的实验电压不变，即1.5V，滑动变阻器两端的电压为 2.5V-1.5V=1.0V 当换用25Ω的电阻进行实验时，滑动变阻器接入电路的电阻为R滑1，有 解得 方法可行，故B符合题意； C．电源电压不变，将电阻两端的实验电压增大0.1V，则控制电阻两端的电压为1.6V，则有 解 方法不可行，故C不符合题意； D．只将25Ω电阻换成30Ω电阻进行实验，控制电压仍为1.5V，根据串联分压原理可知，需要滑动变阻器的最大阻值为30Ω，而滑动变阻器的最大阻值为25Ω，方法不可行，故D不符合题意。 故选B。 13．C 【详解】试题分析：A、晶体和非晶体的主要区别是：晶体有一定的熔点，非晶体没有熔点；在图象上表现为一条水平线段，此时对应的温度就是晶体的熔点； B、液体沸腾时，继续吸热，温度不变，但内能增加； C、电阻是导体本身的一种性质，其大小由导体的材料、长度、横截面积所决定； D、根据欧姆定律可知，电阻一定时，通过电阻电阻的电流与两端两端的电压成正比，据此分析图象甲乙电阻的变化． 解：A、固体不断吸收热量，温度不断升高，符合非晶体的熔化特点，是非晶体的熔化图象，故A错误； B、因为液体沸腾时，继续吸热，温度不变，但内能增加，所以B、C两点的内能不同，C点内能大于B点内能，故B错误； C、若是同种材料粗细相同的导线，其电阻随长度的增加而增大，故C正确； D、由图象可知，甲对应的电流与电压成正比，根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变，乙电阻的阻值变化；故D错误； 故选C． 【点评】此题涉及到晶体的熔化图象、沸腾特点、影响电阻大小的因素、欧姆定律的应用等多个知识点，是一道综合性较强的题目． 14．C 【详解】AB．当电阻串联时，①是电压表，测量滑动变阻器两端的电压，②是电流表，测量电路的电流，③是电压表，测量电源电压；当滑片P向左移动时，因为电源电压不变，所以③的示数不变；滑动变阻器电阻接入电路的阻值变小，电路总电阻变小，电路电流变大，②的示数变大，故AB错误。 CD．当电阻并联时，①是电流表，测量干路电流，③是电流表，测量通过滑动变阻器的电流，②是电压表，测量滑动变阻器两端电压，也就是电源电压；当滑片P向左移动时，表②示数不变，由于滑动变阻器接入电路的电阻减小，滑动变阻器所在支路的电流变大，表③示数变大；R1所在支路电流不变，干路电流变大，①表示数变大，故C正确，D错误。 故选C。 15．D 【详解】A．根据电路图可知，R1和R0串联，电路为串联电路，油量表串联在电路中，根据电流表串联使用的要求可知，油量表是电流表改装而成的，故A错误； B．当油箱内没有油时，油量表的示数为0，滑动变阻器接入电路的电阻最大，整个电路中还有电流，故电路中的电流不为0，故B错误； C．当油箱内的燃油减少时，浮标下降，滑动变阻器的滑片向上移动，故滑动变阻器R1的阻值变大，由串联电路电阻规律可知，电路的总电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，故C错误； D．当滑片P在R1的最下端时，变阻器的接入阻值为零，因为有R0，电路不会发生短路现象，所以此时R0的作用是防止电路短路来保护电路，故D正确。 故选D。 16．见解析 【详解】由电路图可知，两电阻串联，电压表测R1两端电压，电流表测电路中电流。已知电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R1或R2上，则故障可能是R1短路、R1断路、R2短路、R2断路四种情况。若R1短路，则电压表示数为0，电流表示数为 闭合开关后，只有电流表示数变化，符合题意。若R1断路，则电流表无示数，电压表示数为U0，开关闭合后，只有电压表示数变化，符合题意；若R2短路，则闭合开关后，电压表示数为U0，电流表示数为，不符合题意；若R2断路，则电压表和电流表均无示数，不符合题意。综上所述：若电流表示数为零，电压表示数为U0，则R1断路；若电流表示数，电压表示数为零，则R1短路。 17． 大 12 【详解】[1]由图可知，滑动变阻器与定值电阻R0串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压；滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据串联分压原理可知滑动变阻器两端的电压变大，即电压表示数会变大。 [2]已知前后两次滑动变阻器消耗的电功率相等，两次电路中电流之比为1∶2，设第一次通过电路的电流为I，则第二次通过电路的电流为2I，根据P＝UI可得 解得 串联电路总电压等于各部分电压之和，根据欧姆定律可得电源电压 解得 则电源电压 18．5 【详解】电源由两节新干电池串联而成，即电源电压，分析电路，R1和R2串联，电压表测的是R1两端的电压，电流表测串联电路中的电流，根据串联电路电流规律可知 则 R2两端的电压 则 19． 引力 正 2 反比 【详解】（1）[1]分子间存在相互作用的引力和斥力，底面削平的铅块紧压后能吊住重物，说明分子间存在引力。 （2）[2]由图2可知，甲、乙两个通草球相互排斥，根据电荷间的相互作用规律可知，若甲带正电，则乙带正电。 （3）[3][4]根据控制变量法可知，要探究通过导体的电流与导体电阻的关系，应该控制电阻两端的电压相等，由图3可知，定值电阻两端的电压 U=IR=0.4A×5Ω=2V 由图像可知，当导体两端电压一定时，随着定值电阻的阻值增大时，通过导体的电流变小，即电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 20．(1) 0.5A   (2) 8Ω 【详解】(1)流过电阻R1的电流 ； (2)因为R1与R2串联，所以 I1=I2=0.5A； 电阻R2两端的电压 U2=U-U1=6V-2V=4V， 电阻R2的阻值 。 答：(1)R1中的电流强度是0.5A； (2)电阻R2的阻值是8Ω。 21．（1）4V；（2）10Ω 【详解】解：（1）闭合开关S，两电阻并联，电流表A1测R1的电流，电流表A1的示数为0.2A，定值电阻R1为20Ω，根据欧姆定律，R1的电压 U1=I1R1=0.2A×20Ω=4V 由并联电路电压的规律，电源电压为4V。 （2）A测干路的电流，电流表A的示数为0.6A，由并联电路电流的规律，定值电阻R2的电流为 I2=I-I1=0.6A-0.2A=0.4A 由欧姆定律，定值电阻R2的阻值 答：（1）电源电压为4V； （2）定值电阻R2的阻值为10Ω。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$