2025年中考物理实验专项训练:探究电流与电压、电阻的关系(2)
2025-04-02
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内容正文:
2025中考总复习实验专项
中考通关-----考点.难点一次解决
中考物理实验专项训练:探究电流与电压、电阻的关系
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
1、 实验题
1.(24-25九年级上·河南驻马店·期末)如图甲所示,在“探究电流与电阻的关系”实验中,选用的实验器材是:两节新干电池、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V),阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)请将图甲中的电路元件补充完整 。
(2)闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P置于 (选填“A”或“B”)端。
(3)连接好电路并闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,电路中的故障可能是 。
(4)排除故障后进行实验,依次接入5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片P,记录电流表对应的示数,根据实验数据绘制了如图乙所示的图像,由图像可知,保持定值电阻两端的电压为 V,当定值电阻由5Ω换成10Ω时,为完成实验,滑动变阻器的滑片P所在位置与上次实验相比更靠近 (选填“A”或“B”)端。分析图像,可以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 。
2.(24-25九年级上·广东深圳·期末)小明在探究通过导体的电流大小与哪些因素有关时,使用了以下实验器材:电源电压恒为,定值电阻六个(、、、、、),滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干。
实验一:
(1)探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时,电路连接后,移动滑动变阻器的滑片,采用描点方式,绘制了图乙的图像,由②到③的过程中滑动变阻器向 (选填“A”或“B”)端移动。
(2)分析图像乙可得出结论:
实验二:
(3)探究通过导体的电流与导体电阻的关系时,正确连接电路后,闭合开关,小明发现电压表有示数,电流表无示数,则其故障是
(4)图丙是此实验中绘制的图像,由图可知,电压表的示数控制为 V不变;
(5)当接入电阻时,发现无论怎么移动滑片,电压表都无法达到实验中需要的电压值,为解决这一问题,可采取的办法有 (写一种方法即可)
3.(24-25九年级上·河南周口·期末)在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时,小明设计了如图甲所示电路。电源电压为3V 且保持不变,R为定值电阻。
(1)连接电路时,开关应处于 状态;闭合开关前滑动变阻器的滑片P应移到 (选填“最左”或“最右”);
(2)连接好电路后,闭合开关S,小明改变电阻R两端的电压,进行了多次实验,实验数据记录如下表:
实验次数
1
2
3
4
电压表示数U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流表示数I/A
0.10
0.15
0.20
0.25
①请根据表中数据,在图乙中用描点法画出通过导体的电流Ⅰ与导体两端电压U的关系图象 ;
②分析数据可得: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 ;
(3)在此实验中,改变电阻R 两端的电压是通过改变 来实现的;
(4)此实验中多次测量的目的是 (选填“寻找普遍规律”或“减小误差”)。
4.(24-25九年级上·广西河池·期末)在探究电流与电压关系的实验中,下面图是在实验过程中的部分情景。
(1)用笔画线代替导线将电路连接完整,要求滑片P向左移动时电流表示数增大;
(2)实验前在检查仪器时,发现电流表指针如图乙所示,造成此现象的原因是 ;
(3)当闭合开关后,他们发现电流表示数为零,电压表示数接近电源电源,原因可能是______;
A.滑动变阻器短路 B.电阻R断路 C.电流表断路 D.电阻R短路
(4)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器,目的是 ;
(5)将电路连接正确后,小明测得实验数据如表所示:由表格数据可知,该电阻的阻值为 Ω:实验结论是:当电阻一定时,电流与电压成 比。
(6)为了使得出的结论更具有普遍性,小明提出用刚才的实验器材继续增加实验的次数,小红提出换用不同的定值电阻重复前面的实验,你觉得 (选填“小明”或“小红”)的方案更科学合理。
实验次数
1
2
3
电压/V
0.8
1.5
2.0
电流/A
0.16
0.30
0.4
5.(24-25九年级上·山东德州·期末)小明同学在“探究电流与电阻的关系”实验中, 连接了如图甲所示的电路, 其中电源电压恒定不变, 滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,选用的三个定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω。
实验中, 分别将5Ω、10Ω的定值电阻接入电路, 闭合开关,移动滑动变阻器的滑片, 两次实验均使电压表示数为1.2V, 记下每次对应的电流表示数;
(1)断开开关, 将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处, 接入20Ω的定值电阻进行第三次实验,闭合开关, 电压表示数如图乙所示, 小明分析之后发现无法将电压表示数调至 1.2V,但可以求出电源电压为 V;
(2)为了使电压表示数仍为1.2V, 顺利完成第三次实验, 如果只更换滑动变阻器, 应选取最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器;
(3)为了使电压表示数仍为1.2V, 顺利完成第三次实验, 如果只串联一个电阻,应串联不小于 Ω的电阻;
(4)为了顺利完成三次实验,如果只改变电阻两端的电压, 应使电阻两端的电压为 V, 才能保证顺利完成实验。
(5)更换合适的滑动变阻器后继续实验, 根据实验数据绘制图像如图丙所示, 分析图像可得: 导体两端的电压一定时, 通过导体的电流与导体的电阻成 比。
6.(24-25九年级上·广西柳州·期末)小杨在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中,有如下器材:电压表、电流表、滑动变阻器、开关、学生电源(可调节电压)、定值电阻R(分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、导线若干。
(1)用笔画线代替导线将图乙所示的实物电路连接完整;(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,电路中电流变小)
(2)连接电路时,开关应 ;
(3)在探究“电阻一定时,电流与电压关系”的实验中,多次改变滑动变阻器滑片P的位置,记录的实验数据如右表,根据实验数据分析,可初步得出结论: ;
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.20
0.30
0.40
0.50
(4)在探究“电流与电阻的关系”实验时,调节电源电压恒定为7.5V,选用规格为“40Ω 1A”的滑动变阻器;
①实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数不变,记下电流表的示数,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象。由图像可知,定值电阻两端预设不变的电压为 V;从图象可以得出结论:电压一定时,导体中的电流与电阻成 比;
②同学间进行实验的评估交流,有同学指出图丙中描绘出的五个点有一个数据是捏造的,理由是当选取图中该点对应的定值电阻进行该实验时,要求滑动变阻器接入的阻值为 Ω;
③在不改变滑动变阻器的前提下,为了使得五个定值电阻均能完成该实验(电表量程可根据需要灵活选择):方法一:调节电源电压,则电源电压最大值为 V;
方法二:改变定值电阻两端控制的电压,则控制定值电阻两端的电压应该在 V范围之间选择(若除不尽保留一位小数)。
7.(24-25九年级上·江苏宿迁·期末)在“探究电流与电压、电阻关系”的实验中,小方选用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个电阻、电压恒为6V的电源、“30Ω 1A”的滑动变阻器等器材设计的实验电路如图甲所示。
电压/V
1.0
1.4
2.0
2.4
2.8
电流/A
0.1
0.14
0.20
0.24
(1)为了保护电路,开关闭合前应将滑动变阻器的滑片调到最 (选填“左”或“右”)端;
(2)首先,接入阻值为10Ω的电阻探究“电流与电压关系的实验”;
①在这个实验过程中,通过多次改变滑片的位置来改变 ,进行多次实验,记录表格如丙,当电压表示数为2.8V时,电流表如图乙所示,为 A;
②分析表格中的实验数据得出结论:当电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成 。
(3)接着,小方将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω这四个电阻分别单独接入电路,探究电流与电阻关系的实验;
①实验中控制电阻两端的电压为2V不变,她用5Ω的电阻进行完实验后,保持滑动变阻器的位置不动,当换上10Ω电阻时,为了使电阻两端的电压恢复到2V,此时应将滑片向 (选填“左”或“右”)适当调节;
②实验中她发现当接入 的电阻进行实验时,无论怎样调节滑动变阻器,电压表的示数都大于2V,若想完成实验,应更换一个最大阻值不小于 的滑动变阻器;
③通过实验得出结论,当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成 比。
8.(24-25九年级上·河南周口·期末)小芳在探究“通过导体的电流与电阻的关系”时,她用图甲所示的电路进行实验,实验中电阻R两端的电压始终保持2.5V不变,电路中仪表均完好无损。
(1)小芳将最后一根导线a接入滑动变阻器的A接线柱后就完成电路的连接,小芳连接过程中存在的问题是 。
(2)纠正错误操作,小芳连接好电路后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,电压表有示数,电流表无示数,则电路故障的原因可能是 。
(3)排除故障后,小芳将不同阻值的电阻接入电路进行实验,某次实验时电流表的示数如图乙所示,此时电阻R的阻值为 。
(4)在实验过程中,当把电阻R由10更换为15时,滑动变阻器接入电路中的阻值应 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)小芳通过实验得到了以下实验数据:
电阻/
5
10
15
25
电流/A
0.25
0.16
0.1
分析表中数据,可以得出结论:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成 比。
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中考物理实验专项训练:探究电流与电压、电阻的关系
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
1、 实验题
1.(24-25九年级上·河南驻马店·期末)如图甲所示,在“探究电流与电阻的关系”实验中,选用的实验器材是:两节新干电池、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V),阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)请将图甲中的电路元件补充完整 。
(2)闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P置于 (选填“A”或“B”)端。
(3)连接好电路并闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,电路中的故障可能是 。
(4)排除故障后进行实验,依次接入5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片P,记录电流表对应的示数,根据实验数据绘制了如图乙所示的图像,由图像可知,保持定值电阻两端的电压为 V,当定值电阻由5Ω换成10Ω时,为完成实验,滑动变阻器的滑片P所在位置与上次实验相比更靠近 (选填“A”或“B”)端。分析图像,可以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 。
【答案】(1)
(2)B
(3)定值电阻断路
(4) 2 B 反比
【详解】(1)根据电流表、电压表的使用方法可知,电流表串联在电路中,电压表并联在电路中测电阻两端的电压,所以电路图如下:
(2)为了保护电路,在闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即B端。
(3)连接好电路并闭合开关,发现电流表无示数,说明电路可能发生了断路,电压表示数接近电源电压,说明与电压表能接到电源两端,说明与电压表并联以外的地方没有断路,所以电路中的故障可能是定值电阻断路。
(4)[1]由图像可知,定值电阻两端的电压为U=IR=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V
所以定值电阻两端控制的电压为2V。
[2]“探究电流与电阻的关系”实验需控制电阻两端的电压不变,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻接入电路,根据串联分压原理可知,当定值电阻的阻值增大时,滑动变阻器接入电路的阻值也应该增大,故滑片向B端移动。
[3]由图像可知,电流与电阻的乘积为一定值,所以说明电流与电阻成反比。所以可以得出的结论是:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
2.(24-25九年级上·广东深圳·期末)小明在探究通过导体的电流大小与哪些因素有关时,使用了以下实验器材:电源电压恒为,定值电阻六个(、、、、、),滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干。
实验一:
(1)探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时,电路连接后,移动滑动变阻器的滑片,采用描点方式,绘制了图乙的图像,由②到③的过程中滑动变阻器向 (选填“A”或“B”)端移动。
(2)分析图像乙可得出结论:
实验二:
(3)探究通过导体的电流与导体电阻的关系时,正确连接电路后,闭合开关,小明发现电压表有示数,电流表无示数,则其故障是
(4)图丙是此实验中绘制的图像,由图可知,电压表的示数控制为 V不变;
(5)当接入电阻时,发现无论怎么移动滑片,电压表都无法达到实验中需要的电压值,为解决这一问题,可采取的办法有 (写一种方法即可)
【答案】(1)A
(2)当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(3)电流表短路
(4)2
(5)换用最大阻值更大的滑动变阻器
【详解】(1)探究导体的电流与电压的关系电阻不变,移动滑动变阻器的滑片,由图像可知,由②到③的过程中,电流变大,由欧姆定律可知,电路中的总电阻变小,故滑动变阻器的滑片向A端移动。
(2)从图乙可知,电阻一定时,电阻R的图像是过原点的一条直线,是正比例函数的图线,故可得结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(3)正确连接电路后,闭合开关,电压表有示数,电流表无示数,故障是电流表短路,没有电流流过电流表,此时电路仍是通路,定值电阻两端有电压。
(4)由丙图的数据可得
探究电流与电阻的关系时,需保持定值电阻两端的电压不变,从图像丙可知,电压表的示数控制2V不变。
(5)当接入30Ω电阻时,保持定值电阻两端电压2V不变,由串联电路中电压的分配规律得滑动变阻器两端的电压
故滑动变阻器的最大阻值
当接入电阻时,发现无论怎么移动滑片,电压表都无法达到实验中需要的电压值,可能是滑动变阻器的阻值太小,为解决这一问题,可采取的办法有换用最大阻值更大的滑动变阻器。
3.(24-25九年级上·河南周口·期末)在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时,小明设计了如图甲所示电路。电源电压为3V 且保持不变,R为定值电阻。
(1)连接电路时,开关应处于 状态;闭合开关前滑动变阻器的滑片P应移到 (选填“最左”或“最右”);
(2)连接好电路后,闭合开关S,小明改变电阻R两端的电压,进行了多次实验,实验数据记录如下表:
实验次数
1
2
3
4
电压表示数U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流表示数I/A
0.10
0.15
0.20
0.25
①请根据表中数据,在图乙中用描点法画出通过导体的电流Ⅰ与导体两端电压U的关系图象 ;
②分析数据可得: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 ;
(3)在此实验中,改变电阻R 两端的电压是通过改变 来实现的;
(4)此实验中多次测量的目的是 (选填“寻找普遍规律”或“减小误差”)。
【答案】(1) 断开 最右
(2) 正比
(3)滑片P的位置
(4)寻找普遍规律
【详解】(1)[1][2]连接电路时,为了确保电路安全,开关应断开,且变阻器移至阻值最大处,即最右端。
(2)[1]根据表格数据描点连线,可得通过导体的电流Ⅰ与导体两端电压U的关系图象,如下图所示:
[2]根据图像可知,电流与电压的关系图像为一条倾斜的直线,且图线延长经过原点,则为正比例图像,可得结论为:当电阻一定时,电流与电压成正比。
(3)据串联电路的分压特点,变阻器的滑片移动时,接入电路的阻值发生变化,则分去的电压也变化,那么电阻R两端的电压也随之变化,所以实验中通过改变变阻器接入电路的阻值来改变电阻R两端的电压。
(4)探究电流与电压的关系为探究型实验,进行多次实验的目的是为了寻找普遍规律,减小实验的偶然性。
4.(24-25九年级上·广西河池·期末)在探究电流与电压关系的实验中,下面图是在实验过程中的部分情景。
(1)用笔画线代替导线将电路连接完整,要求滑片P向左移动时电流表示数增大;
(2)实验前在检查仪器时,发现电流表指针如图乙所示,造成此现象的原因是 ;
(3)当闭合开关后,他们发现电流表示数为零,电压表示数接近电源电源,原因可能是______;
A.滑动变阻器短路 B.电阻R断路 C.电流表断路 D.电阻R短路
(4)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器,目的是 ;
(5)将电路连接正确后,小明测得实验数据如表所示:由表格数据可知,该电阻的阻值为 Ω:实验结论是:当电阻一定时,电流与电压成 比。
(6)为了使得出的结论更具有普遍性,小明提出用刚才的实验器材继续增加实验的次数,小红提出换用不同的定值电阻重复前面的实验,你觉得 (选填“小明”或“小红”)的方案更科学合理。
实验次数
1
2
3
电压/V
0.8
1.5
2.0
电流/A
0.16
0.30
0.4
【答案】(1)
(2)电流表未校零
(3)B
(4)改变定值电阻两端电压
(5) 5 正
(6)小红
【详解】(1)滑动变阻器采用一上一下的连接方式,串联在电路中,要求滑片向左滑动时,电流变大,说明滑动变阻器接入电路的电阻减小,故选择左下接线柱连接电路,电源为两节干电池,电源电压为3V,所以电压表选择0~3V量程并联在定值电阻两端,如图所示:
(2)实验前在检查仪器时,发现电流表指针如图乙所示,指针偏向零刻度的左侧,说明电流表未校零。
(3)由题可知,该电路为串联电路,当闭合开关后,电流表示数为零,说明电路为断路,电压表与电阻R并联,且电压表示数接近电源电源,说明电阻R断路,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(4)由题意可知,要“探究电流与电压关系”,所以通过调节滑动变阻器,改变定值电阻两端电压,记录此时电流表示数。
(5)[1]由公式可知,该电阻为
[2]由表可知,当定值电阻两端的电压越大时,通过的电流也越大,电压变为原来几倍,电流变变为原来的几倍,故可得出结论,当电阻一定时,电流与电压成正比。
(6)如果仍用原来的电阻,实验已经测得多组数据,只是增加实验次数,不能增加结论的可靠性;换用其它的定值电阻进行实验,则可以发现此结论是否对不同电阻都适应,从而便结论更具有普遍性,所以,小红的方案更科学合理。
5.(24-25九年级上·山东德州·期末)小明同学在“探究电流与电阻的关系”实验中, 连接了如图甲所示的电路, 其中电源电压恒定不变, 滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,选用的三个定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω。
实验中, 分别将5Ω、10Ω的定值电阻接入电路, 闭合开关,移动滑动变阻器的滑片, 两次实验均使电压表示数为1.2V, 记下每次对应的电流表示数;
(1)断开开关, 将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处, 接入20Ω的定值电阻进行第三次实验,闭合开关, 电压表示数如图乙所示, 小明分析之后发现无法将电压表示数调至 1.2V,但可以求出电源电压为 V;
(2)为了使电压表示数仍为1.2V, 顺利完成第三次实验, 如果只更换滑动变阻器, 应选取最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器;
(3)为了使电压表示数仍为1.2V, 顺利完成第三次实验, 如果只串联一个电阻,应串联不小于 Ω的电阻;
(4)为了顺利完成三次实验,如果只改变电阻两端的电压, 应使电阻两端的电压为 V, 才能保证顺利完成实验。
(5)更换合适的滑动变阻器后继续实验, 根据实验数据绘制图像如图丙所示, 分析图像可得: 导体两端的电压一定时, 通过导体的电流与导体的电阻成 比。
【答案】(1)3
(2)30
(3)10
(4)1.5
(5)反
【解析】【小题1】断开开关,将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处,接入20Ω的定值电阻进行第三次实验,闭合开关,电压表示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.5V,根据串联电路电压的规律,有,即
解得,所以电源电压
【小题2】为了使电压表示数仍为1.2V,顺利完成第三次实验,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为
通过变阻器的电流为
根据串联电路电流的规律和欧姆定律,此时变阻器的最大阻值为
所以,如果只更换滑动变阻器,应选取最大阻值不小于30Ω的滑动变阻器。
【小题3】如果只串联一个电阻,应使定值电阻和原滑动变阻器的总阻值至少为30Ω,即
所以应串联不小于10Ω的电阻。
【小题4】根据串联分压原理,当把20Ω的电阻接入电路时,滑动变阻器用到最大阻值20Ω,此时电路电流为
此时电阻两端的电压为
所以了顺利完成三次实验,即保证滑动变阻器够用,应使电阻两端的电压至少为1.5V。
【小题5】根据实验数据绘制图像如图丙所示,分析图像可知,电流与电阻的乘积是一个定值
故可得: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。
6.(24-25九年级上·广西柳州·期末)小杨在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中,有如下器材:电压表、电流表、滑动变阻器、开关、学生电源(可调节电压)、定值电阻R(分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、导线若干。
(1)用笔画线代替导线将图乙所示的实物电路连接完整;(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,电路中电流变小)
(2)连接电路时,开关应 ;
(3)在探究“电阻一定时,电流与电压关系”的实验中,多次改变滑动变阻器滑片P的位置,记录的实验数据如右表,根据实验数据分析,可初步得出结论: ;
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.20
0.30
0.40
0.50
(4)在探究“电流与电阻的关系”实验时,调节电源电压恒定为7.5V,选用规格为“40Ω 1A”的滑动变阻器;
①实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数不变,记下电流表的示数,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象。由图像可知,定值电阻两端预设不变的电压为 V;从图象可以得出结论:电压一定时,导体中的电流与电阻成 比;
②同学间进行实验的评估交流,有同学指出图丙中描绘出的五个点有一个数据是捏造的,理由是当选取图中该点对应的定值电阻进行该实验时,要求滑动变阻器接入的阻值为 Ω;
③在不改变滑动变阻器的前提下,为了使得五个定值电阻均能完成该实验(电表量程可根据需要灵活选择):方法一:调节电源电压,则电源电压最大值为 V;
方法二:改变定值电阻两端控制的电压,则控制定值电阻两端的电压应该在 V范围之间选择(若除不尽保留一位小数)。
【答案】(1)
(2)断开
(3)当电阻一定时,电流与电压成正比
(4) 2.5 反 50 6.5 2.9-5
【详解】(1)根据题意,电路是串联电路,根据要求滑动变阻器的滑片向右移动时,电路中电流变小,所以滑片向右移动时滑动变阻器接入电路中的电阻变大,故连接的是滑动变阻器的左下接线柱,如下图所示:
(2)连接电路时,为保护电路,开关应断开。
(3)根据表格数据分析可知,电压与电流之比为
其比值为定值,故可得出结论:电阻一定时,电流与电压成正比。
(4)[1]据丙图可知,当电阻为5Ω时,电路中的电流为0.5A,定值电阻两端电压为U=0.5A×5Ω=2.5V
[2]由图乙可知,定值电阻与对应的电流的乘积为IR=0.5A×5Ω=0.25A×10Ω=0.1A×25Ω=···=2.5V
故可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
[3]据图可知,当定值电阻的阻值为25Ω时,电路中的电流为0.1A,此时电路中的总电阻为
滑动变阻器接入电路中的阻值为RP=R-R定=75Ω-25Ω=50Ω
而实验中滑动变阻器的最大阻值为40Ω,因此该组数据是捏造的。
[4]在不改变滑动变阻器的前提下,可以适当的减小电源电压,当定值电阻阻值是25Ω时,据丙图可知,电路中的电流为0.1A,滑动变阻器接入电路中阻值最大时,电源电压最大,则滑动变阻器的最大电压为UP=IRP=0.1A×40Ω=4V
此时电源电压为U=UR+UP=2.5V+4V=6.5V
所以电源电压最大值为6.5V。
[5]根据串联分压原理可知,当定值电阻最大为25Ω,且滑动变阻器的电阻最大时,定值电阻两端的电压最小,由串联分压原理知
解得UR≈2.9V,由于滑动变阻器的规格为“40Ω 1A”,所以电路的最大电流为1A,当定值电阻取最小值,电路中的电流最大时,定值电阻两端预设电压最大,由欧姆定律知,定值电阻两端允许的最大电压为URmax=I最大R最小=1A×5Ω=5V
故定值电阻两端的电压范围为2.9V~5V。
7.(24-25九年级上·江苏宿迁·期末)在“探究电流与电压、电阻关系”的实验中,小方选用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个电阻、电压恒为6V的电源、“30Ω 1A”的滑动变阻器等器材设计的实验电路如图甲所示。
电压/V
1.0
1.4
2.0
2.4
2.8
电流/A
0.1
0.14
0.20
0.24
(1)为了保护电路,开关闭合前应将滑动变阻器的滑片调到最 (选填“左”或“右”)端;
(2)首先,接入阻值为10Ω的电阻探究“电流与电压关系的实验”;
①在这个实验过程中,通过多次改变滑片的位置来改变 ,进行多次实验,记录表格如丙,当电压表示数为2.8V时,电流表如图乙所示,为 A;
②分析表格中的实验数据得出结论:当电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成 。
(3)接着,小方将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω这四个电阻分别单独接入电路,探究电流与电阻关系的实验;
①实验中控制电阻两端的电压为2V不变,她用5Ω的电阻进行完实验后,保持滑动变阻器的位置不动,当换上10Ω电阻时,为了使电阻两端的电压恢复到2V,此时应将滑片向 (选填“左”或“右”)适当调节;
②实验中她发现当接入 的电阻进行实验时,无论怎样调节滑动变阻器,电压表的示数都大于2V,若想完成实验,应更换一个最大阻值不小于 的滑动变阻器;
③通过实验得出结论,当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成 比。
【答案】(1)左
(2) 定值电阻两端电压 0.28 正比
(3) 左 20Ω 40Ω 反
【详解】(1)为了防止因电流过大而损坏电路元件,闭合开关前,滑动变阻器应接入最大阻值处,即滑片应置于最左端。
(2)①[1]探究电流与电压关系的实验时,根据控制变量法,应保持电阻一定,改变电阻两端的电压,故在这个实验过程中,通过多次改变滑片的位置来改变定值电阻两端的电压。
[2]电流表如图乙所示,量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.28A。
②[3]根据表格数据可知,当电阻一定时,电压与电流的比值为一个定值,可得出结论:当电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
(3)①[1]根据串联电路分压的规律,当将5Ω的电阻更换成10Ω时,定值电阻两端电压会变大,探究电流与电压关系的实验时,根据控制变量法,应保持电阻两端的电压一定,滑动变阻器分得的电压应增加,故滑动变阻器接入阻值应变大,即此时应将滑片向左适当调节。
②[2][3]当滑动变阻器接入最大阻值30Ω时,根据欧姆定律可得
解得R=15Ω,则定值电阻阻值不得超过15Ω。故当接入20Ω的电阻进行实验时,无论怎样调节滑动变阻器,电压表的示数都大于2V,要使定值电阻两端为2V,根据欧姆定律可得
解得滑动变阻器阻值至少为。
③[4]根据实验可知,当定值电阻两端电压保持不变时,通过导体的电流与电阻的乘积为一个定值,故可得出结论当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
8.(24-25九年级上·河南周口·期末)小芳在探究“通过导体的电流与电阻的关系”时,她用图甲所示的电路进行实验,实验中电阻R两端的电压始终保持2.5V不变,电路中仪表均完好无损。
(1)小芳将最后一根导线a接入滑动变阻器的A接线柱后就完成电路的连接,小芳连接过程中存在的问题是 。
(2)纠正错误操作,小芳连接好电路后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,电压表有示数,电流表无示数,则电路故障的原因可能是 。
(3)排除故障后,小芳将不同阻值的电阻接入电路进行实验,某次实验时电流表的示数如图乙所示,此时电阻R的阻值为 。
(4)在实验过程中,当把电阻R由10更换为15时,滑动变阻器接入电路中的阻值应 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)小芳通过实验得到了以下实验数据:
电阻/
5
10
15
25
电流/A
0.25
0.16
0.1
分析表中数据,可以得出结论:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成 比。
【答案】(1)开关没有断开
(2)电阻R断路
(3)5
(4)变大
(5)反
【详解】(1)由题意可知在连接线路时开关没有断开。
(2)根据电路图可知,电阻与滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量电阻两端电压;电流表无示数,电压表有示数,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,因此电路故障为定值电阻断路。
(3)实验时电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A。电流为0.5A。由欧姆定律,此时
(4)根据串联分压原理可知,将定值电阻R由10更换为15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,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。
(5)根据表格数据分析可知
电压不变,当电阻变大时,电流会变小,且电流与电阻的乘积是定值,即结论为:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
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