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探究电流与电压、电阻关系专项练习
在探究电流与电压、电阻关系的实验中,我们要知道和解决滑动变阻器的作用,器材的选择,滑片移动的方向、数据的分析等方面出现的问题。
1.李明用图1所示的电路探究电流与电阻的关系.已知电源电压为6V,滑动变阻器R2的最大电阻为20Ω,电阻R1为l0Ω.实验过程中,将滑动变阻器滑片移到某一位置时,读出电阻R1两端电压为4V,并读出了电流表此时的示数.紧接着李明想更换电阻再做两次实验,可供选择的电阻有l5Ω、30Ω、45Ω和60Ω各一个,为了保证实验成功,李明应选择的电阻是 Ω和 Ω,实验中滑动变阻器除了保护电路作用外,还有一个作用是 .
2.小宇利用如图1所示的电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。实验中保持电阻两端的电压为3V,则实验中他用到的滑动变阻器规格是( )。
A.10Ω 0.5A B.20Ω 1A C.50Ω 2A D.30Ω 0.5A
3.小明同学用图1所示的电路来验证“电流与电阻的关系”,所用器材有:电压恒为3V的电源,阻值为5Ω、10Ω、25Ω的定值电阻各一只,“15Ω lA"的滑动变阻器一只,学生用电流表、电压表各一只,开关和导线若于。
(1)实验过程中他先用5Ω的定值电阻进行实验,使电压表的示数为1.5V,再换用10Ω的定值电阻时,他没有改变滑动变阻器滑片的位置,闭合开关后,电压表的示数将 1.5V(选填“=”、“ >”或“<”)。他应向 (选填“右”或“左”)调节滑片,使电压表的示数仍为1.5V。
(2)最后他用25Ω,的电阻替换10Ω的电阻接入电路中进行实验,发现无法读取与25Ω的电阻对应的电流值.经检查,电路连接无误,且元件完好,请你帮他找出两种可能的原因。原因1: .原因2: 。
4.探究电流与电阻的关系实验中,实验器材:电源(电压恒为4.5 V),电流表、电压表各一只,开关一个,三个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω),两只滑动变阻器(20Ω 2A、50Ω 1A),导线若干。
小红按图1电路进行实验,她先将5Ω的电阻连入电路中,闭合开关,移动滑片,使与电阻并联的电压表的示数为1.5V,并记下电流值;再分别改接10Ω、15Ω的电阻,重复上述实验,得到了表一中的实验数据。分析数据得出当电压一定时导体上的电流与导体的电阻成 (填“正比”或“反比”)。
小丽在探究时,重新设计了电路,保持电压表的示数为3V,得到了与表一相同的数据,也完成了实验探究。小丽与小红的实验相比不同之处是 。
5.小华和小明各自研究通过导体的电流跟导体电阻的关系。实验中小华同学按图2所示的电路实验,电源电压保持不变,他不断改变电阻箱Rl(符号用表示)的阻值,测得相应的电流如表二。分析表中数据可知:电流跟电阻 反比(填:“成”或“不成”),这与欧姆定律 (填“相符”或“不符”),其原因是 。
6.小芳在探究电阻上的电流跟两端电压的关系实验中,实验中电源电压3V。
(1)实验中滑动变阻器除了保护电路作用外,还有一个作用是 .
(2)连接好电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表示数始终为0,电压表示数约为3V,则电路中出现的故障可能是 ;
(3)排除故障后,调节滑动变阻器,测出通过电阻R的电流和对应的电压值,如表三所示,分析数据后发现表格中电流值与电压值不成正比,根据实验数据画出导体的电流I与电压U的关系图像如图3,检查两电表均无故障,你认为可能的原因是 。
7.小红和小明两位同学在“探究电流与电阻的关系”的实验中,所用器材有:电压恒为4.5V的电源、电流表、电压表、标有“30Ω 2A”的滑动变阻器、开关,导线和定值电阻R若干。图4是小红连接的实物图。
(1)图中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”并在图上改正(所画的导线用实线且不能交叉)。
(2)改正电路后,他们分别换上多个定值电阻进行探究,数据记录如表所示,老师指出其中一组数据是拼凑的,你认为是第组 (选填实验序号), 理由是 。
(3)实验中 (能/不能)用70Ω电阻替换40Ω电阻,理由是实验所用的滑动变阻器的最大阻值太 了(选填“大”或“小”)。
实验序号
1
2
3
4
5
电阻/Ω
10
15
20
25
40
电流/A
0.3
0.2
0.15
0.12
0.075
(4)排除拼凄的数据后,分析数据可以得到的结论是:在 定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(5)在不更换滑动变阻器的情况下,可以采取的措施 (选填字母符号),完成70Ω所对应的实验测量。
A.降低定值电阻两端电压 B.降低电源电压 C.选用更大阻值的定值电
(6)根据表中正确的数据发现,在此实验中,当定值电阻阻值较大时,通过它的电流较小,进一步分析发现随着阻值的增大,电流的变化量越来越 ,可见,若连入电路的定值电阻的阻值均太 ,不易发现通过导体的电流随电阻的变化规律。
8.用如图5所示的电路研究通过导体的电流与电压、电阻的关系。保持电源电压和电阻箱R1的阻值不变,移动滑动变阻器R2的滑片,测得电流、电压如表1所示;然后将滑片移到适当位置保持不变,仅改变电阻箱R1的阻值,测得相应的电流值,如表2所示。
表2
实验次数
R/Ω
I/A
1
3.0
0.50
2
6.0
0.33
3
9.0
0.25
表1
实验次数
U/V
I/A
1
1.0
0.20
2
1.5
0.30
3
2.0
0.40
(1)R1的阻值为 Ω,根据表1中的数据找到电阻一定时,电流与电压的关系,应该怎样处理数据? (列举一种方法即可)。
(2)分析表2中的数据,指出实验操作中存在的问题,并说出判断的理由。
(3)请利用表2中的数据求电源电压。
表3
实验次数
R/Ω
I/A
1
10.0
0.3
2
15.0
0.2
3
30.0
0.1
9. 在“探究电流与电阻的关系”的实验中,小华用5Ω电阻进行实验,电压表示数为U时,电流表示数如图6所示,是 A。之后,用10Ω电阻替换5Ω电阻继续实验,发现电压表指针偏转超量程,电流表有示数,他操作中存在的问题是 。
他正确测量了另外三组数据(如图表3),他还想用手边200Ω电阻获取第四组数据,他只依据表中信息就发现此电阻不适合,请根据表中信息写出实验结论,并写出分析200Ω电阻不适合的原因 。
表4
实验组别
1
2
3
电阻R(欧)
5
10
20
电流I(安)
0.4
0.2
0.1
10.利用如图7电路研究“电流与电阻的关系”,其中电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,滑动变阻器的规格为
“50Ω,1A”,依次
将阻值为5欧、10欧、20欧的定值电阻
接入AB之间完成实验,获得数据如表4。
请回答:
(1)完成第一组实验,断开开关,拆下5欧的电阻,改接10欧的电阻。继续操作有以下四步:①闭合开关;②将滑动变阻器的滑片移到最右端;③记录电流表示数;④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。从安全和规范角度考虑,正确的顺序是 ;
(2)上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是 ;
(3)依据表中数据作出了下列图像,其中正确的是 ;
(4)要完成本次实验,电源最多只能将 节干电池串联。
11.小阳利用如图7所示的电路探究“电流与电阻的关系”.已知电源电压为 4.5V 且保持不变,实验用到的定值电阻阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω,滑动变阻器的规格为“0﹣50Ω”.
(1)为了用上所有的定值电阻正确完成五次实验,应利用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压至少保持 V不变.
(2)实验中将 5Ω的定值电阻更换为 10Ω的定值电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器滑片向 (选填“左”或“右”)适当滑动,使电压表示数恢复到原来的值.
(3)小阳同学进行了五次实验,根据所得数据画出电流与电阻关系的图像如图8所示,且实验中各电路元件完好,读数、记录均正确.但老师发现五次实验中有一次未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定,根据图8中的数据分析,阻值为 Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片,这次实验之前的那一次实验,小阳选取的是阻
值为 Ω的定值电阻.
(4)图中阴影部分的面积单位是 。
12.小明和他的同学在“探究电流与电阻的关系”的实验中,小明根据实验数据,作出了如图9中a所示的图像(横坐标未标物理量),同组的小强认为不便直观判断I与R的定量关系,于是对图像中的横坐标进行了巧妙变换,从而画出了如图9中b所示的图像。你认为小强的改进方法是: 。实验结束整理器材时,小华才发现电路的开关一直没断开,而两个电表的示数都发生了变化!她重新调节变阻器,使电压表示数恢复到原先的数值,却发现电流表的示数还是比最后记录的数值要小。你认为导致这个现象的原因是 。
13. 用图甲所示电路“探究电流与电阻的关系”。电源电压为4.5V不变,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”,有4Ω、6Ω、8Ω、10Ω、12Ω的定值电阻各一个。
(1)用笔画线代替导线把图甲电路连接完整,要求:当滑片P向左滑动时,变阻器接入电路的电阻变大;
(2)连接电路时,开关应该 (选填“断开”或“闭合”);
(3)先接入12Ω定值电阻,闭合开关,移动变阻器的滑片P至合适位置,电压表的示数如图乙所示,示数为 _V,记下电流表的示数。断开开关,将12Ω电阻换成10Ω后,闭合开关,移动变阻器的滑片P使 表的示数与前一次相同,记录相关数据;
(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,在图丙的坐标系中描绘出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,在图丙坐标系中描成点,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 ;
14. 用如图10所示的电路探究通过导体的电流与电阻的关系。器材有:干电池2节(每节1.5V,串联使用),开关、滑动变阻器(20Ω 2A)、电压表、电流表各一个,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,导线若干,连接好电路,设定加在电阻两端的电压为1.2V进行探究,发现在获得两组数据后无法再进行实验,为了继续使用前面两组数据,利用现有器材完成探究,下列方案中可行的是( )
①用1节干电池作为电源
②将设定加在电阻两端的电压调整为2V
③将5Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间
④将10Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间
A. 只有①② B. 只有①④ C. 只有③④ D. 只有①③④
15.探究电流与电阻的关系,器材有:电源(恒为4V)、电压表(0-3V)、电流表(0-0.6A)、电阻R(5Ω、10Ω、20Ω)、滑动变阻器(20Ω 2A)、开关、导线若干。将5Ω电阻接入电路,记录电流表示数为0.3A;将电阻更换为10Ω,移动滑片直至电压表示数为 V,记录电流表示数;再将电阻更换为20Ω,发现无法完成实验。从本实验可行性与安全性考虑,应控制电阻两端的电压范围为 。
16.在探究电流与电压、电阻的关系实验中,有四组同学画的电流与电压关系图像不相同,老师肯定了他们的图像都是正确的,你认为造成这种不同的原因可能是 。小芳、小华和小宇作出的电流与电阻关系图像也不相同,但他们作出的图像都是正确的,你认为造成这种不同的原因可能是 。
17.探究电流与电阻的关系,器材有:学生电源、电压表(0-3V)、电流表(0-0.6A)、电阻R(5Ω、10Ω、20Ω)、滑动变阻器(20Ω 2A)、开关、导线若干。实验中电压表的设定值为3V,要完成这三个定值电阻的实验,电源电压的范围应为 。
18.小明利用图11所示的电路探究“导体中电流跟电阻的关系”.电源电压恒定不变,多次改变电阻箱R2的阻值,通过调节滑动变阻器接入电路的电阻R1,正确完成实验,记录各次实验中电压表示数U和电流表示数I.则下列反映这四个量之间的变化关系图像中,一定不正确的是( )
参考答案:
1.l5Ω,30Ω,保持电阻两端的电压不变
2.C
3.(1)向右移;(2)滑动变阻器最大电阻值较小;是电阻两端的电压设定值小了。
4.反比;小丽将电压表并联在滑动变阻器上。
5.不成;未控制Rl上的电压不变。
6.(1)改变电阻两端的电压,获得多组数据,从中找出电流与电压的关系(2)电阻R断路(3)电流表使用前没有校零,指针指在0.4A处。
7.(1)略; (2)5, 电流表分度值0.02A,读不出0.075A;(3)不能,小 ; (4)电压; (5)B;(6)小;大。
8.(1)5Ω;做出U-I图像 ; (2)没有移动变阻器的滑片,使电压表示数不变;研究电流与电阻关系时,要控制电阻电压不变;(3)3V。
9.0.6 ; 更换电阻后,没有把滑动变阻器的滑片调至最大值,就闭合开关了;(3);有表中数据可知,实验时电压表设定值为3V,而200Ω电阻两端加3V电压,通过的电流为0.015A小于电流表的分度值,误差太大。
10.(1)②①④③;(2)电压表示数为2V;(3)AB;(4)4。
11.(1)1.5V;(2)右;(3)20Ω ; 10Ω (4)伏特
12. 将I-R图像的横坐标R变为1/R 电阻随温度的升高而变大。
13. ①.
②. 断开
③. 2.4 ④. 电压
⑤. 当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 ⑥. 无交点 如果两电阻上电压相等则图像重合
14.B
15.1.5V; 2-3V 不是2-4V,要考虑电压表量程。
16.他们采用的是阻值不同的定值电阻;电压表的设定值不同。
17.3V-6V
18.D
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