内容正文:
17.1 电流与电压、电阻的关系
一、单选题
1.某同学在探究“电流跟电阻、电压的关系”时,收集到的数据如下表,根据表中数据可得出的实验结论为
电阻R/Ω
10
20
30
电流I/A
0.30
0.15
0.10
A.电阻一定时,电流与电压成正比 B.电阻一定时,电压与电流成正比
C.电压一定时,电阻与电流成反比 D.电压一定时,电流与电阻成反比
2.如图所示是探究“通过导体的电流大小与导体两端电压大小的关系”的电路图。下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最右端
B.实验中,应控制定值电阻两端的电压不变
C.实验中,滑动变阻器的主要作用是控制通过定值电阻的电流不变
D.如果电压表和电流表位置接错,一定烧坏电流表
3.如图所示,在探究“电流跟电压的关系”实验中,下列说法中( )
①探究电流跟电压的关系时,需要控制导体的电阻一定
②滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用
③多次实验是为了减小实验误差
④实验的结论是:电流跟电压成反比
A.只有①④正确 B.只有①②正确 C.只有②④正确 D.只有②③正确
4.在“探究通过导体的电流与电压的关系”实验中,用定值电阻进行实验,得到I﹣U图象如下图所示,则正确的是
A. B. C. D.
5.在“探究电流与电阻的关系”实验中,小榕设计了如图所示的电路图.实验中电源两端电压保持6V不变,定值电阻R的阻值分别为5Ω、10Ω和20Ω,电压表示数保持2V不变.为完成实验,应选取的滑动变阻器的规格为
A.10Ω 2A B.20Ω 1A C.30Ω 2A D.50Ω 1A
6.如图所示是探究“电流与电阻的关系”实验电路图,电源电压保持3 V不变,滑动变阻器的规格是“10 Ω 1 A”。实验中,先在a、b两点间接入5 Ω的电阻,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2 V,读出并记录下此时电流表的示数。接着需要更换a、b间的电阻再进行两次实验,为了保证实验的进行,应选择下列的哪两个电阻( )
A.10 Ω和40 Ω B.20 Ω和30 Ω C.10 Ω和20 Ω D.30 Ω和40 Ω
7.在研究电流与电阻的关系时,小刚先用5欧的定值电阻进行实验,使电压表的示数为3V,记下电流表的示数,接着换用10欧的定值电阻后,闭合开关,他下一步的操作是
A.记录电流表和电压表的示数
B.将变阻器滑片向左移动直至电压表示数恢复3V
C.将变阻器滑片向右移动直至电压表示数恢复3V
D.增加电阻的数直至电压表示数恢复3V
8.在探究电流与电阻关系的实验中,当把AB间电阻由10欧更换为20欧后,下列操作正确的是( )
A.将滑动变阻器阻值调至最大
B.闭合S,记录电流表示数
C.提高电源电压使电流表示数保持不变
D.移动滑片使电压表示数保持不变并记录电流表示数
二、填空题
9.探究电流与电阻定量关系的电路如图所示,在AB间更换不同阻值的定值电阻后,应调节滑动变阻器滑片,控制 不变。更换不同的电阻进行多次实验,这是为了 。
10.图甲是小伟探究“导体中电流与电阻的关系”的实验电路图.图乙是他根据实验数据描绘出的I﹣R关系图象.由图象可知:当电压一定时,电流与电阻成 (选填“正比”或“反比”);他每次控制电阻的两端电压为 V不变.若电源电压为 4.5V,实验中R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,那么滑动变阻器的阻值至少为 Ω.
11.小明想探究“电流与电阻的关系”,某次测量时电流表的示数如图甲所示,此时电流为 A;经过测量多组数据后绘制出I-R图像如图乙所示,由图像得到的结论是 。
12.如图在探究“电流跟电压的关系”的实验中,为了达到实验目的,实验过程中必须保持 不变.通过改变串联电池的个数或改变 大小来改变电阻两端的电压.
13.小明利用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,根据实验的数据绘出了 图象,如图乙所示.分析图象可知,当导体的电阻为 Ω时,通过它的电流为0.4A,此时电阻R的功率为 W;当电流分别为0.25A和0.5A时,接入电路的导体的电阻之比为 。
三、作图题
14.如图为“探究电阻一定时,电流与电压关系实验”的错误电路图,其中电路中有一根导线连接错了,并画出正确的连线。
四、实验题
15.探究电流与电阻的关系
(1)电路图
(2)设计实验:要探究电流与电阻的关系,需要控制 不变,改变接入定值电阻的大小。滑动变阻器在此实验中的作用是 ;
(3)实验结论: 一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
16.小明用如图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3V),电流表、电压表各一只,一个开关,四个定值电阻(分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),滑动变阻器的规格“30Ω 2A”,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P向左滑动时,电流表的示数变大 ;
(2)小明连接电路时,将滑动变阻器的滑片P移到最 (选填“左”或“右”)端,此时滑动变阻器所起的作用是 ;
(3)连接好电路闭合开关后,移动滑片发现,电流表无示数,电压表有示数,则出现该故障的原因可能是 ;
(4)排除故障后,改变滑片位置,记录实验数据如表所示,第一个空白处的电流如图乙所示,为 A;表格中当电压为2.5V时,对应的电流是 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
0.60
(5)根据表格的数据,小明选择的定值电阻是 Ω;
(6)根据表中数据可归纳得出结论: 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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《17.1 电流与电压、电阻的关系》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
D
A
B
B
D
C
C
D
1.D
【详解】由表中的数据可知, 电阻越大,通过电阻的电阻越小,而电阻与电流的乘积相同,所以可以得到的结论为电压一定时,电流与电阻成反比.故选D.
【点睛】本题是电流--电阻图表,由图表可以得到“在电压一定时,电流与电阻成反比”的规律.
2.A
【详解】A.闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值处,由图可知该实验中P应置于右端,故A正确;
BC.在探究“通过导体的电流大小与导体电阻大小的关系”时,更换定值电阻时,要用滑动变阻器来保持定值电阻两端电压不变。在探究“通过导体的电流大小与导体两端电压大小的关系”,应控制导体的电阻不变,滑动变阻器的作用是改变导体两端的电压。故BC错误;
D.由图可知,当电压表、电流表交换位置时,电压表串联在电路中,相当于断路,此时电流表不会烧坏。故D错误。
故选A。
3.B
【详解】①由控制变量法的原则可知,想要探究电流跟电阻的关系,需保证电阻两端的电压不变,改变电阻阻值的大小,故①正确;
②本实验中通过调节滑动变阻器接入电路中阻值的大小来改变定值电阻两端电压的作用,故②正确;
③本实验中多次测量是为了避免偶然性,得到普遍规律,而不是为了减小误差,故③错误。
④由欧姆定律可知,当电阻两端的电压一定时,通过它的电流的大小与电阻阻值的大小成反比,故④错误。故ACD错误,B正确。
故选B。
4.B
【详解】根据欧姆定律,电阻不变,电流与电压成正比,所以图象是一条过原点的直线.故B正确,ACD错误。故选B。
【点睛】电阻不变,导体中的电流与它两端的电压成正比,据此分析各项。
5.D
【详解】由图知定值电阻和滑动变阻器串联,根据串联电路的分压原理可知,电压表示数保持2V不变,则滑动变阻器两端的电压是4V,则R滑与R的比值是,当定值电阻阻值为20欧时 滑动变阻器连入电路的阻值最大是40欧,所以ABC都不符合要求,故D正确.
6.C
【详解】探究“电流与电阻的关系”实验中应控制电阻两端的电压即电压表的示数不变,因为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
U滑 =U-UR =3V-2V=1V
因为串联电路中各处的电流相等,所以根据欧姆定律可得
当滑动变阻器接入电路中的电阻为10Ω时,定值电阻的最大阻值
Rmax =2R滑max =2×10Ω=20Ω
即定值电阻的最大阻值不能超过20Ω,则a、b间换接的电阻阻值应为10Ω、20Ω。
故选C。
7.C
【详解】滑动变阻器的滑片位置不变,当用10Ω的定值电阻代替5Ω的定值电阻时,若不移动滑片,电路中的总电阻变大,根据知,电路中的电流变小,则滑动变阻器两端的电压变小,定值电阻两端的电压变大;
因为串联电路中电阻越大分得的电压越大,所以为使定值电阻两端的电压保持3V不变,应增大滑动变阻器接入电路中的电阻,即将变阻器滑片向右移动直至电压表示数恢复3V.
故选C.
【点睛】重点是欧姆定律的应用和电路的动态分析,根据串联电路的分压原理,电阻越大,分得电压越多的特点,判断滑动变阻器滑片的移动方向.
8.D
【详解】利用控制变量法探究“电流与电阻的关系”的实验中,要控制电阻两端的电压不变;当AB两点的电阻由10欧换成20欧后,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,滑动变阻器两端的电压变小,根据串联电路总电压等于各分电压之和可知,AB两点的电压变大,故应调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数不变,并记录电流表示数,故D正确,ABC错误.故选D.
【点睛】探究“电流与电阻的关系”中,要保持电阻两端的电压不变,但当电阻增大时,它两端的电压也随之变化,为保证结论的准确性,要通过调节滑片,使滑动变阻器两端的电压增大,从而使电阻两端的电压变为原来的值,根据串联电路的分压关系去调节即可.
9. 定值电阻两端的电压 使结论具有普遍性
【详解】[1]探究电流与电阻的关系时,采用控制变量法,应控制定值电阻两端的电压不变。
[2]本实验中通过更换不同的定值电阻进行多次实验,其目的是为了避免偶然性,使结论具有普遍性。
10. 反比 2.5 20
【详解】[1]由图乙可知,曲线每一点所对应的电流与电阻的乘积都相等,可见当电压一定时,电流与电阻成反比;
[2]由图示乙可知,当电阻为25Ω时,所对应的电流为0.1A,所以控制电阻两端的电压保持在2.5V不变;
[3]由图甲可知,两电阻是串联的,在保证电压表示数为2.5V的情况下,定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω时,所对应的电路中的电流大小分别为0.5A、0.25A、0.125A、0.1A,变阻器两端的电压保持2V不变,所以变阻器所对应的电阻分别为4Ω、8Ω、1Ω6、20Ω,所以滑动变阻器的阻值最少应为20Ω.
11. 0.3 见解析
【详解】[1]由图甲可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.3A。
[2]由图乙可知,电流和电阻的乘积不变,即电压表的示数不变,可以得到电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
12. 电阻 变阻器连入电阻的阻值
【详解】电流与是导体两端电压和电阻有关,所以在探究“电流跟电压的关系”的实验中,在控制导体的电阻不变,改变导体两端电压.实验中可以通过改变串联电池的个数,改变电源电压,从而改变导体两端电压,也可以通过改变变阻器连入电阻的阻值大小来改变电路中电流,从而改变电阻两端的电压.
【点睛】探究电流与电压关系时应控制电阻不变,改变导体两端电压,由此分析解答即可.
13. 5 0.8 2:1
【详解】[1][2]分析图像可知,纵坐标电流值为0.4A时,对应电阻的倒数是0.2,因此电阻为5Ω;此时电阻R的功率为
[3]在探究通过导体的电流与电阻关系的实验时,电阻两端的电压一定,是实验的条件。电阻两端的电压是
当电流为0.25A时,电阻为
电流为0.5A时,接入电路的导体的电阻为
则两次电阻之比为2:1。
14.
【详解】在探究电阻一定时,电流与电压关系的实验中,电流表、电阻和滑动变阻器应串联,电压表测电阻的两端电压,改正后如下图所示:
15. 定值电阻两端电压 保持定值电阻两端的电压不变;保护电路 电压 反比
【详解】[1]因为导体两端电压与导体的电阻对电流都有影响,实验时需应用控制变量法;探究电流与电阻关系时,要控制阻值不同的定值电阻两端电压相同,改变接入电路的定值电阻的大小。
[2]实验中,要控制定值电阻两端的电压相同,是通过滑动变阻器分压实现的,故滑动变阻器在此实验中的作用是保持定值电阻两端电压不变,同时可以保护电路。
[3][4]在探究电流与电阻关系的实验中,当导体两端电压不变时,电流与电阻乘积为一个定值;故当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。
16.(1)
(2) 右 保护电路
(3)定值电阻断路
(4) 0.30 0.50
(5)5
(6)当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
【详解】(1)探究电流与电压的关系的实验中,除电压表外其余元件串联,电压表并联在定值电阻两端。滑片P向左滑动时,电流表的示数变大,滑动变阻器接入的电阻变小,需连接C接线柱;电源电压为3V,所以电路中的最大电流为
故电流表接小量程,如图所示:
(2)[1][2]为了保护电路,在连接电路时,将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,需远离下面的接线柱,故滑片应移到最右端,此时滑动变阻器所起的作用是保护电路。
(3)连接好电路闭合开关后,移动滑片发现,电流表无示数,说明电路中可能存在断路;电压表有示数,说明电压表能连接到电源两端测电源电压,所以出现该故障的原因可能是与电压表并联的定值电阻断路。
(4)[1]由乙图可知,电流表接的是小量程,分度值为0.02A,所以电流表示数为0.3A。
[2]由表中数据可知,当电压表示数增大到原来的几倍,电流表示数也增大到原来的几倍,当电压由0.5V增大为2.5V时,电压增大到原来的5倍,所以对应的电流是也增大0.5V时电流的5倍,故当电压为2.5V时,对应的电流为0.10A×5=0.50A
(5)由表中数据可知,小明选择的定值电阻为
(6)由表中数据可知,电压与电流的比值是个定值,说明电流与电压成正比。所以得出的结论是:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
答案第1页,共2页
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