12.1学生实验探究一电流与电压、电阻的关系2024—2025学年北师大版物理九年级全一册

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．如图所示电路，滑动变阻器的最大阻值是50Ω。闭合开关，当滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中，电流表示数变化范围为0.72A~0.12A。下列说法正确的是（　　） A．滑片在a端时电流表的示数是0.12A B．电源电压为10V C．电阻R=10Ω D．滑片在ab中点时，电路等效电阻为25Ω 2．如图所示的电路中，电源电压U保持不变，定值电阻R2=3Ω，将滑动变阻器的滑片P移至最右端，只闭合开关S1，电压表V1示数为U1，电压表V2的示数为U2，电流表的示数I1为0.4A；再将滑动变阻器的滑片P置于最左端时，电压表V1示数为U1′，电压表V2示数为U2′，电流表的示数为I2.。已知U1∶U1′=2∶1，U2∶U2′=1∶3.以下说法正确的是（　　）    A．U=6V B．R1=10Ω C．I2.= 0.8A D．当开关都闭合，电流表的最小示数为5A 3．小南用如图所示的电路研究通过导体的电流与电阻的关系，电源电压3V保持不变，调节电阻箱R1和滑动变阻器R2的滑片，读出了第一组数据，然后他不再调节滑片，仅改变电阻箱R1的阻值，读得另外两组数据，如表所示，下列有关实验的说法正确的是（　　） 次数 R1/Ω I/A 1 9 0.2 2 6 0.25 3 3 0.33 A．能得到通过导体的电流与电阻成反比，因为R1的阻值越大时通过的电流越小 B．不能得到通过导体的电流与电阻成反比，因为他改变R1的阻值了 C．可以计算出三次实验中R2连入电路的阻值为9Ω D．分析R2两端电压和通过的电流可以得到R2中的电流与它两端的电压成正比的结论 4．某导体中的电流与它两端电压的关系如图所示，下列分析错误的是（　　） A．该导体电阻为5Ω B．通过该导体的电流与导体两端的电压成正比 C．当导体两端的电压为0时，电阻为0 D．当导体两端的电压为2V时，电流为0.4A 5．如下图在探究电流跟电阻关系的实验中，滑动变阻器的规格为“30Ω0.5A”，定值电阻为5Ω、10Ω、15Ω，实验数据见下表．下列关于实验的几种说法中正确的是 实验次数 电阻R/Ω 电流I/A 1 5 0.3 2 10 0.15 3 15 0.10 ①上述3次实验中，都是调节滑动变阻器使电压表的示数为1.5V ②要顺利完成这3次实验，电源电压不能超过4.5V ③如果只有6V电源，要顺利完成3次实验则定值电阻两端的电压不能低于2V ④用该实验器材只能探究电流与电压和电阻的关系 A．① B．①② C．①②③ D．①②③④ 6．如图是某同学设计的电子身高测量仪的示意图，其中R1是定值电阻，电源电压恒定不变，R2是变阻器，可以由〇表测量出人的身高。下列说法错误的是（　　） A．〇表是由电压表改装而成的 B．当被测者的身高比前者更高时，电表〇的示数会变小 C．R1在电路中的作用只是保护电路 D．所接〇表的示数来反映人身高示数的变化，符合人们的思维习惯 7．电路如图甲所示，电源电压为4.6V，小灯泡上标有“2.5V  0.75W”的字样，图乙是它的伏安特性曲线，滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω  1A”，电压表的量程是0~3V，电流表的量程是0~0.6A，在保证电路各元件安全的前提下，将滑动变阻器的滑片从最左端向右移动，下列说法错误的是（　　） A．电流表的示数变大 B．电压表的最大示数是2.5V C．电路的最大功率是1.38W D．电压表与电流表示数的比值不变 8． 如图所示是电阻甲和乙的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、乙并联在电路中，当电源电压为2V时，电路总电流为0.3A D．甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.2A时，甲的功率为0.6W 9．如图是一电子测力计的电路示意图，M、N均为金属板，N固定不动，a、b、c、d是四个接线柱，ab、cd两位置可接入“定值电阻”“电流表”或“电压表”，若力F增大时，要求仪表（“电流表”或“电压表”）的示数也增大，则接线柱a、b之间应接入______，接线柱c、d之间应接入______，下列选项中能符合题意要求的是（　　） A．电压表、电流表 B．定值电阻、电流表 C．电压表、定值电阻 D．电流表、定值电阻 10．科学研究中常用图像来表示两个量之间的关系，以使研究的问题变得直观明了。下列两个物理量之间的关系不符合如图所示的是（　　） A．在地面同处，物体受到的重力与质量的关系 B．在一定范围内，弹簧的伸长量与所受拉力的关系 C．同一导体中通过的电流与该导体两端电压的关系 D．同一物质的比热容与质量的关系 11．当定值电阻 R 两端的电压由 （≠0）增大到 时，通过它的电流由 增大到 ．电压增加量，电流增加量，电功率增加量为，则下面选项不正 确的是 A． B． C． D． 12．把同样长短和同样粗细的一根铜导线和一根镍铬合金导线串联在电路中，下列说法中正确的是（   ） A．铜导线两端电压大，通过的电流大 B．镍铬合金两端电压大，通过的电流大 C．镍铬合金两端电压大，但两根导线的电流一样大 D．铜导线两端电压大，但两根导线通过的电流一样大 13．如图所示，电阻甲和乙的U﹣I图象，下列说法中正确的是（　　） A．甲的电阻和它两端的电压成正比 B．当乙两端电压为零时，乙的电阻也为零 C．甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.2A时，电路的总电压为4V D．甲、乙并联在电路中，当电源电压为2V时，电路的总电流为0.3A 14．如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V  3W”的字样，滑动变阻器R1的阻值变化范围为0～36Ω，当S1、S2和S3都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端时，小灯泡L刚好正常发光，电流表示数为0.75A。（不考虑温度对灯泡电阻的影响）则下列说法正确的（　　） A．电源电压为9V B．电路有电流时的最小功率为0.6W C．R2的阻值为20Ω D．电路的最大功率为6W 15．如图甲所示，电阻R＝10Ω，闭合开关，滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中，电流表示数变化范围为0.6A～0.1A。在图甲电路的基础上，增加一根导线改装成如图乙所示的电路。下列说法正确的是 A．电源电压为10V B．滑动变阻器的最大阻值是60Ω C．图乙中，滑片在a端时电流表的示数是0.6A D．图乙中，滑片在b端时电流表的示数是0.12A 二、填空题 16．如图所示的电路中，电源电压为，电阻的阻值为，只闭合开关时，电流表的示数为，若开关均闭合，电流表的示数为 。 17．导体甲和乙的电流与其两端电压的关系如图所示，由图中信息可知 （填：“大于”、“等于”或“小于”）；当把和串联后接电路中的电流为0. 2A，则电源电压为 V。    18．如图甲所示的电路，当滑片P由端点a移到端点b的过程中，电压表示数U及滑动变阻器接入电路的电阻的变化情况如图乙所示。则电源电压为 V，电路中的电流最大为 A。 19．将标有“5Ω  1A”和“10Ω  0.6A”的定值电阻串联起来使用，电源电压最大为 V；若将标有“5Ω  1A”的定值电阻和“10Ω  0.6A”的定值电阻并联时，干路电流最大是 A。 三、实验题 20．在探究“电流与电阻的关系”时，提供以下器材：2节新干电池，电流表、电压表、阻值为0~20Ω的滑动变阻器，5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个、开关、导线若干。 （1）用笔画线代替线将图里中的电路连接完整。要求滑动变阻器需滑片向右移动时电流表示数变小 ； （2）将5Ω的定值电阻接入电路后，闭合开关，两电表示数如图乙、丙所示，则电路中出现的故障可能是 断路； （3）排除故障后继续实验，将10Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，移动变阻器滑片的同时，眼睛应先观察 （4）依次接入其他定值电阻进行实验，将实验数据绘制成图线如图丁所示，则电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 （5）由图丁可知，当定值电阻的阻值均匀变化时，通过电阻的电流变化是 （选填“均匀”或“不均匀”）的； （6）利用这个电路还能完成的实验有： （写出一个即可） 四、综合题 21．在图所示的电路中，电源电压为18V且保持不变，电阻R1的阻值为10Ω。 （1）闭合开关S，若电流表的示数为1A。求电压表的示数U1及此时滑动变阻器连入电路的阻值R2； （2）若滑动变阻器上标有“50Ω     2A”字样。求通过移动滑动变阻器滑片P，在电路安全工作的情况下，电流表示数的最大变化量Imax。 五、计算题 22．如图所示的电路中，电源电压为15V，电阻的阻值为10Ω，滑动变阻器上标有“50Ω 1A”字样。闭合开关S，移动滑片P至某位置时，电压表示数为5V。求： （1）通过电阻的电流； （2）滑动变阻器接入电路的阻值； （3）现将滑动变阻器的滑片P移至另一位置，然后将电压表V从电阻两端并联到滑动变阻器两端，电压表量程不变，发现电压表改接位置前、后示数变化了5V，求滑动变阻器接入电路的可能值。 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 A D C C BC D C C D 题号 11 12 13 14 15 答案 C C D B D 1．C 【详解】如图所示，当滑片在a端时，滑动变阻器与定值电阻R并联，电流最大即，当滑片在b端时，定值电阻短路，电路为滑动变阻器接入最大阻值时的简单电路，电流最小即；由欧姆定律可得电源电压为 根据并联电路电流的规律，滑动变阻器与定值电阻R并联时通过定值电阻R的电流为 所以定值电阻的阻值为 滑片在ab中点时，滑动变阻器电阻的一半先和R并联，再和滑动变阻器的另一半串联，根据串并联电路电阻的关系，这时的总电阻为 故ABD错误，C正确。 故选C。 2．A 【详解】如图所示，因为U2∶U2′=1∶3，电阻R2=3Ω不变，所以两次通过的电流之比为 因 由题可知，U1测的是在变阻器的滑片P移至最右端，只闭合开关S1时，R和R1两端的总电压，U1′测的是变阻器的滑片P置于最左端时，R1两端的电压；又因为U1∶U1′=2∶1，则 解得，因电源电压不变，电流与总电阻成反比，则 解得 当变阻器的滑片P移至最右端，只闭合开关S1时，电源电压为 当三个开关都闭合时，三个电阻并联；当变阻器电阻最大时电路总电阻最大，总功率最小，则各支路电流分别为 则电路最小总电流为 A．电源电压为6V，故A正确； B．因为，故B错误； C．因为，故C错误； D．当开关都闭合，电流表的最小示数为5.6A，故D错误。 故选A。 3．D 【详解】A．研究通过导体的电流与电阻的关系，应保持导体两端的电压不变。在改变电阻箱R1的阻值时，R1两端的电压也会改变，需要调节滑动变阻器滑片保持电压不变，小南读出了第一组数据，然后他不再调节滑片，仅改变电阻箱R1的阻值，没有保持电压不变，故不能得出通过导体的电流与电阻成反比的结论，故A错误； B．不能得到通过导体的电流与电阻成反比的结论，是因为他没有调节滑片保持电压不变，而不是因为他改变R1的阻值，故B错误； C．第一次实验中，R1两端的电压 U1=IR1=0.2A×9Ω=1.8VR2两端的电压为 U2=U-U1=3V-1.8V=1.2V 则 由于第一次实验后不再调节滑片，所以三次实验中R2连入电路的阻值为9Ω，故C错误； D．根据以上方法，可以得出三次实验中R1两端的电压分别为1.8V、1.5V、0.99V，那么R2两端的电压分别为1.2V、1.5V、2.01V，三次电流分别为0.2A、0.25A、0.33A，分析数据可以得出：在R2电阻不变时，R2中的电流与它两端的电压成正比，故D正确。 故选D。 4．C 【详解】B．由图像可知，这是一个正比例函数图像，则通过该导体的电流与导体两端的电压成正比，故B正确，不符合题意； A．由图像可知，当U＝3V时，通过的电流为 由可得，导体的电阻为 故A正确，不符合题意； C．因电阻是导体本身的一种性质，与导体两端的电压和通过的电流无关，所以，当导体两端的电压为0时，导体的电阻仍为5Ω不变，故C错误，符合题意； D．当导体两端的电压为2V时，电流为0.4A，故D正确，不符合题意。 故选C。 5．C 【详解】①．探究电流跟电阻关系的实验时，要控制电阻的电压不变，由表中数据及欧姆定律知道，3次实验中，电压表示数都是UV =IR =1.5V，故上述3次实验中，都是调节滑动变阻器使电压表的示数为1.5V，故①正确； ②．设电源电压为U，根据串联电路电压的规律和分压原理知道， ， 由于UV=1.5V，且当定值电阻为15Ω时，对应的电阻最大为30Ω，所以，代入解得电源电压最大为4.5V，否则，即使变阻器连入电路中的电阻最大，电压表示数也高于1.5V，②正确； ③．如果只有6V电源，设电阻两端的电压为U定 ，根据串联电路电压的规律和分压原理有： ， 即， 故U定=2V，要顺利完成3次实验则定值电阻两端的电压不能低于2V，③正确； ④用该实验器材不仅能探究电流与电压和电阻的关系，还可用于伏安法侧电阻、测功率等，故④错误； 综上所述，①②③都正确，即C正确． 6．BC 【详解】A．根据图示可知，两个电阻串联，电表与滑动变阻器并联，为电压表，故A正确，不符合题意； BD．当被测者的身高比前者更高时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据串联电路的分压规律可知，电压表的示数会变大，所以用电压表的示数来反映人身高示数的变化，符合人们的思维习惯，故B错误，符合题意，D正确，不符合题意； C．R1在电路中的作用可以起到保护电路的作用；根据串联电路的分压规律可知，R1在电路中可以分担一部分电压，故C错误，符合题意。 故选BC。 7．D 【详解】A．由图可知，L与R串联，在保证电路各元件安全的前提下，将滑动变阻的滑片从最左端向右移动，R接入电路的电阻减小，电路的总电阻减小，由可知电路中的电流变大，电流表的示数变大，故A正确，不符合题意； B．电压表测量小灯泡的电压，小灯泡的额定电压为2.5V，电压表的最大示数是2.5V，故B正确，不符合题意； C．由题意可知，电路中的最大电流为小灯泡的额定电流 Imax==0.3A 电路的最大功率是 Pmax=UImax=4.6V×0.3A=1.38W 故C正确，不符合题意； D．电压表与电流表的比值是小灯泡的电阻，由图乙可知不是定值，故D错误，符合题意。 故选D。 8．C 【详解】A．甲的电阻值应保持20Ω不变，A项错误； B．乙的电阻值应是不断增大的，B项错误； C．当电压为2V时，甲的电流为0.1A,乙的电流为0.2A，所以并联的总电流为0.3A， C项正确； D．当串联电流为0.2A时，甲的功率是，D项错误． 9．C 【详解】c、d之间不可能是电压表，否则电路断路；若c、d之间为电流表：①当a、b之间为电压表时，电路为R的简单电路，电压表测电源电压示数不变，电流表测电路中的电流，当力增大时，滑片右移，变阻器接入电路中的电阻变大，由欧姆定律可知电流表的示数减小，这与电表的示数增大不符；②a、b之间为定值电阻时，R与定值电阻并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，滑片移动时通过定值电阻的电流不变，当力增大时，滑片右移，变阻器接入电路中的电阻变大，由欧姆定律可知该支路的电流减小，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流表示数减小，这与电表的示数增大不符；③若c、d之间为定值电阻，a、b之间不可能为电流表，否则滑动变阻器被短路；当a、b之间为电压表时，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，当力增大时，滑片右移，变阻器接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由欧姆定律可知可知电流表的示数减小，由U=IR可知定值电阻两端的电压减小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压增大，即电压表的示数增大，符合题意。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 10．D 【详解】观察图象可知这是一个正比例关系图线，图象中两个量（x，y）之间是成正比关系； A．根据公式G=mg可知，物体受到的重力与质量成正比关系，故A不符合题意； B．在弹性限度内，弹簧的伸长量与所受拉力成正比，故B不符合题意； C．由欧姆定律可知，同一导体，电阻一定，通过它的电流与该导体两端的电压成正比，故C不符合题意； D．比热容是物质的一种特性，与质量无关，同一物质的比热容不变，故D符合题意。 故选D。 11．C 【详解】A．因定值电阻的阻值不变，所以由欧姆定律可得，前后两次电压分别为，则电压增加量： 变形可得；故A正确；A项不符合题意； BC．由可得，前后两次电阻消耗的功率分别为，，所以电功率增加量是： 又因为： 所以，故C错误，C项符合题意；B项正确，B项不符合题意； D．而： 故D正确．D不符合题意； 12．C 【详解】试题分析：在串联电路中电流处处相等，电阻越大，导体两端的电压越大；镍铬合金的电阻较大，两端的电压也较大，故应选C． 考点：串联电路中的电压与电流 13．D 【详解】A．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，故A错误； B．电阻与导体的材料、长度以及横截面积有关，与电阻两端电压和通过的电流无关，因此当乙两端电压为零时，乙的电阻不为零，故B错误； C．甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.2A时，由串联电路电流的特点可知通过甲、乙的电流均为0.2A，由图象可知 U甲=2V，U乙=4V 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，此时电路的总电压 U=U甲+U乙=2V+4V=6V 故C错误； D．甲、乙并联在2V电源时，根据并联电路的电压特点可知两电阻两端的电压为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D正确。 故选D。 14．B 【详解】A．当S1、S2、S3都闭合，滑动变阻器滑到a端时，R2和L的并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，且额定电压下小灯泡正常发光，所以，电源的电压 U=UL=6V 故A正确； BC．灯泡的电阻 =12Ω 电路的总电阻 =8Ω 因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以 R2=24Ω，由 RL＜R2 可知，当开关S1断开，S2、S3闭合且滑动变阻器的滑片滑至b端时，R1和R2串联，电路中总电阻最大，电路的总功率最小，则有 P小==0.6W 故B正确，C错误； D．当S1、S2、S3都闭合且滑动变阻器的滑片滑至a端时，R2和L的并联，电路中的总电阻最小，电路中的总功率最大，则有 P大=UI=6V×0.75A=4.5W 故D错误。 故选B。 15．D 【详解】A．由图甲知，变阻器与R串联，电流表测电路中电流，当滑片在a端时，电路为R的简单电路，此时电路中电阻最小，电流最大，由欧姆定律可得： ； 故A错误； B．当滑片在b端时，变阻器连入阻值最大，电路中电流最小，由串联电路特点和欧姆定律可得，变阻器的最大值： ； 故B错误； C．由图乙知，当滑片在a端时，两电阻并联，由并联电路特点和欧姆定律可得，电路的电流： ； 故C错误； D．图乙中，滑片在b端时，电阻R被短路，电路中只有Rab，此时电流表的示数是 ， 故D正确。 16．0.45 【详解】只闭合开关时，电路为R1的简单电路，电流表的示数为，即I1=0.3A，若开关均闭合，两电阻并联，电流表测总电流，则R2的电流为 电流表的示数为 17． 小于 3 【详解】[1]读图可知，当两端电压均为2.0V时，甲中电流为0.4A，乙中电流为0.2A，根据电阻定义可以知道，甲的电阻小于乙的电阻。 [2]读图乙可知，当电流是0.2A时，甲、乙两端的电压分别为1.0V、2.0V，由串联电路电压特点可知，电源电压为 18． 6 0.6 【详解】[1][2]分析电路可知，、串联，电压表测电压。当滑片P移到b端时，电路为的简单电路，电压表的示数为电源的电压，由图像可知，电压表的示数为6V，即电源的电压U=6V。由图像可知，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，此时电压表的示数为2V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压为 U2=U-U1=6V-2V=4V 因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流即通过的电流为 则阻值为 当滑片P移到b端时，电路为的简单电路，此时电路中电流最大为 19． 9 1.5 【详解】[1]由题可知，两电阻允许通过的最大电流分别为 I1=1A，I2=0.6A 比较可知，I1>I2，因串联电路电流处处相等，所以为了不损坏电阻，串联电路中的最大电流为0.6A，则电源电压的最大值为 U大=I大(R1+R2)=0.6A×(5Ω+10Ω)=9V [2]两电阻两端允许的最大电压分别为 U1=I1R1=1A×5Ω=5V U2=I2R2=0.6A×10Ω=6V 比较可知U1<U2，为使两电阻都不烧坏，则电路两端允许加的最大电压是5V，此时通过R1的电流为1A，通过R2的电流为 则并联电路中干路上允许的最大电流为 I大′=I1+I2′=1A+0.5A=1.5A 20． 见详解 定值电阻 电压表 反比 不均匀 见详解 【详解】（1）[1]滑动变阻器需串联在电路中，且滑片向右移动时电流表示数变小，说明滑动变阻器接入电路的阻值变大，故需将滑动变阻器的左下接线柱接入电路，如图所示： （2）[2]两电表示数如图乙、丙所示，电流表无示数，说明电路可能断路，电压表有示数且接近电源电压，说明与电压表并联的部分断路，即定值电阻断路。 （3）[3]该实验是探究“电流与电阻的关系”，要保持电压不变，改变电阻的阻值，因此将10Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，移动变阻器滑片的同时，眼睛应先观察电压表，使电压表的示数保持不变。 （4）[4]由图象可知，电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 （5）[5]由图象可知，当定值电阻的阻值均匀变化时，通过电阻的电流变化是不均匀的。 （6）[6]利用这个电路还能完成的实验有：探究电流与电压的关系。 21．（1）10V，8Ω；（2）1.2A 【详解】解：（1）由图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端电压，电流表测串联电路电流。 电压表示数电压表的示数U1 U1＝I1R1=1A×10Ω＝10V 此时滑动变阻器连入电路的阻值R2 （2）电路的最小电流 电路的最大电流 所以此时Imax=1.5A，电流表示数的最大变化量 ΔImax= Imax-Imin=1.5A-0.3A=1.2A 答：（1）电压表示数电压表的示数U1为10V，此时滑动变阻器连入电路的阻值R2为8Ω； （2）电流表示数的最大变化量ΔImax为1.2A。 22．（1）；（2）；（3）、 【详解】解：（1）通过电阻的电流 （2）滑动变阻器两端电压 通过滑动变阻器的电流 滑动变阻器接入电路的阻值 （3）根据题意可知，如果电阻两端电压是，则滑动变阻器两端电压是 根据电源电压不变可知 解得 根据串联分压可知 代入数据可得 解得 如果滑动变阻器是，则电阻两端电压是 根据电源电压不变可知 解得 根据串联分压可知 代入数据可得 解得 综上滑动变阻器接入电路的可能值是、。 答；（1）通过电阻的电流是； （2）滑动变阻器接入电路的阻值是； （3）滑动变阻器接入电路的可能值是、。 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 $$