内容正文:
5.1电流与电压、电阻的关系
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.用如图电路探究电流与电阻的关系,所用器材:电源(6V),定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各1个),规格为“15Ω 1A”的滑动变阻器,如表为实验数据记录表。关于该实验,下列说法正确的是( )
序号
电阻
电流
1
5
0.6
2
10
0.3
3
15
0.2
4
20
未测
A.实验过程中控制电压表示数为2V
B.将电阻由5Ω更换为10Ω时,应向左适当移动滑动变阻器滑片
C.前3次实验中,滑动变阻器的功率在第1次实验中最小
D.若使用现有器材完成第4次实验,需要改变电路
2.小海按图做了一系列实验,实验记录如表格所示,下列能正确表示“电流、电压和电阻关系”的是( )
第一组
0.2A
0.4A
0.6A
第二组
0.1A
0.2A
0.3A
第三组
0.05A
0.1A
0.15A
A. B.
C. D.
3.下列图象中,能正确描述定值电阻电流与电压关系的图象是( )
A. B.
C. D.
4.下列电学实验,都可以通过调节滑动变阻器来测量多组电流和电压,其中为了减小实验误差的是
A.探究电流与电阻的关系 B.伏安法测电阻
C.练习使用滑动变阻器 D.探究电流与电压的关系
5.某实践小组在做“探究电流跟电压的关系”实验过程中,经过几次实验探究,如图甲、乙、丙所示依次改进了实验电路图。下列说法不正确的是( )
A.图甲改进为图乙:为保证实验过程中电阻这一因素不变
B.图乙改进为图丙:实现多次实验,得到电流跟电压之间的定量关系
C.图丙:移动滑动变阻器目的是改变电阻两端电压和通过电阻的电流
D.图丙:在不增加任何器材的情况下,仅利用本实验的器材可探究电流与电阻的关系
6.小李用图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”。电源电压不变,实验时,他依次将、、、的四个电阻接入电路,记下电流表和电压表示数并绘制出图像(图乙)。实验时( )
A.定值电阻两端电压保持不变
B.滑动变阻器的最大电阻至少是
C.定值电阻从换成,需向左移动滑片P
D.电压表示数为零,一定是定值电阻短路
7.在如图所示电路中,R1是电阻箱、R2是滑动变阻器,在电路元件完好的情况下,利用该电路可以实现的是( )
①随时调大电压表和电流表的示数
②探究电流与电压的关系
③探究电流与电阻的关系
④调节R2,能显示出接入电路的阻值
A.只有①④ B.只有②③ C.只有①②③ D.只有①③④
8.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控制定值电阻两端电压不变的作用
③多次实验是为了减小实验误差
④实验的结论是:在电阻一定时,电流跟电压成正比
A.只有①④正确 B.只有①②正确
C.只有②④正确 D.只有②③正确
9.某同学利用如图所示的电路探究电流与电压、电阻的关系,下列有关说法错误的是( )
A.实验开始时,滑动变阻器的滑片处于阻值最大处,作用是保护电路
B.实验中,多次测量都是为了得到实验的普遍规律
C.探究电流与电压关系实验得出的结论是:当电阻一定时,电压与电流成正比
D.探究电流与电阻的关系时,用15Ω电阻替换10Ω电阻,为使电压表示数不变,应将滑片向右调节
10.关于电流、电压和电阻,下列说法正确的是( )
A.只要将导体连入电路,电路中就有电流
B.导体中通过的电流越大,它的电阻越小
C.有电流通过的小灯泡,其两端不一定有电压
D.定值电阻两端电压越大,通过它的电流就越大
二、填空题
11.小明同学利用如图甲所示的电路探究电流与电压的关系。根据实验数据绘制的电流—电压图像如图乙所示,实验中所用定值电阻的阻值为 Ω;小明多次调节滑动变阻器改变电压表示数的目的是 。
12.在“探究电流与电压的关系”实验中,应选用 (选填“小灯”或“定值电阻”)作为实验器材,理由是 。
13.图是小欢探究电流与电压关系的实验电路,实验中要保持 不变,闭合开关后,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,出现此故障的原因可能是 。
14.在“探究电流与电压、电阻关系”的实验中,几次要用到滑动变阻器,但每次的作用是不同的。实验开始时,滑动变阻器的主要作用是 。在探究电流与电压的关系时,滑动变阻器的主要作用是 ;在探究电流与电阻的关系时,滑动变阻器的主要作用是 。
15.某小组同学探究“电流与电压”的关系,用了2节干电池,滑动变阻器(,)、定值电阻()、电压表、电流表各一个。设计如图所示电路进行实验,正确连接电路后,小明记录的实验数据如下表所示,其中第 组的实验数据与实际不符,请写出你的判断过程 ,去除错误数据后,分析数据可得: 。
实验次数
1
2
3
4
0.04
0.1
0.16
0.2
0.5
1
1.5
2
(设问源自2021深圳中考)
三、实验题
16.在“探究电流与电阻关系”的实验中,选用的器材有:滑动变阻器、开关、电流表、电压表、电源(电压恒为6V)、三个定值电阻(10Ω、15Ω、20Ω)、导线若干。
(1)按图甲连接电路后,闭合开关S,移动滑片P,使电压表示数为U时,记录电流表的示数,然后再分别接入其余两个定值电阻,重复上述操作。他多次实验的自的( );
A.求平均值,减小误差,使实验更精确
B.排除偶然因素,使实验规律更科学
(2)在(1)中用15Ω电阻替换10Ω电阻时,为了得到实验结论,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动;
(3)图乙是根据实验数据画出的电流随电阻变化关系的图像,为了完成实验,所选滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。由图像可知:在导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
试卷第1页,共3页
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《5.1电流与电压、电阻的关系》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
A
A
B
D
B
C
A
C
D
1.D
【详解】A.根据实验数据可知,由U=IR得0.6A×5Ω=0.3A×10Ω=0.2A×15Ω=3V
定值电阻两端电压始终为3V,即电压表的示数为3V,故A错误;
B.电阻由5Ω更换为10Ω时,根据串联电路分压特点可知,定值电阻两端电压增大,为控制电压表示数为3V,此时应增大滑动变阻器两端的电压,故向右适当移动滑动变阻器滑片,故B错误;
C.根据实验数据可知,定值电阻两端电压始终为3V,则滑动变阻器电压为3V,第1次实验电路中的电流最大,由P=UI可得,滑动变阻器的功率在第1次实验中最大,故C错误;
D.由题意知,第4次实验时定值电阻为20Ω,由得,此时电流为
可得,此时接入滑动变阻器阻值为20Ω,大于滑动变阻器的最大阻值,所以为了保证实验顺利,需要改变电路,可将5Ω的定值电阻串联接入电路,故D正确。
故选D。
2.A
【详解】AB.从实验数据可知,当电阻一定时,电流与电压成正比,在I~U图像中,越向坐标倾斜其阻值越大;故A正确,B错误;
CD.从实验数据可知,当电压一定时,电流与电阻成反比,在I~R图像中,设定的电压越大,其图像越远离原点,故CD错误。
故选A。
3.A
【详解】在电阻一定时,电流与电压成正比,分析各图只有图A是正比例函数图像,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
4.B
【详解】探究电流与电阻的关系,需保证每次导体两端电压相同,滑动变阻器的作用是调节电路中的电压,使导体两端电压保持不变,不合题意;伏安法测电阻,通过调节滑动变阻器来测量多组电流和电压,求出多次电阻值,来减小误差,符合题意;练习使用滑动变阻器,调节滑动变阻器来测量多组电流和电压,主要是学习如何使用滑动变阻器,不合题意;探究电流与电压的关系,要通过滑动变阻器控制电路中的电压,测量多组数据,是为了寻找普遍规律,不合题意。
故选B。
5.D
【详解】A.探究“电流与电压的关系”实验中,应控制电阻不变,而灯的电阻随温度的改变而改变,由图甲改进为图乙是为保证实验过程中电阻这—因素不变,故A正确,不符合题意;
B.由图乙改进为图丙是因为使用滑动变阻器既能保护电路,又能通过调节滑动变阻器的滑片使定值电阻R两端的电压改变,得到电流跟电压之间的定量关系,故B正确,不符合题意;
C.探究电流跟电压的关系实验中,需多次改变电流和电压的数值,移动滑动变阻器目的是改变电阻两端电压和通过电阻的电流,故C正确,不符合题意;
D.在“探究电流跟电阻关系”的实验中,需控制电阻两端电压不变,多次改变电阻阻值,故需要添加几个阻值不同的电阻,故D错误,符合题意。
故选D。
6.B
【详解】A.探究“电流与电阻的关系”,需要改变电阻,控制定值电阻两端的电压不变,故定值电阻两端的电压为
故A不符合题意;
B.滑动变阻器需要分担的电压为
根据串联电路分压原理可得,定值电阻的阻值与滑动变阻器接入的阻值之比为
滑动变阻器接入的最大阻值为
故B符合题意;
C.定值电阻的阻值与滑动变阻器接入的阻值比值是一个定值,定值电阻变大时,滑动变阻器接入的阻值变大,定值电阻从换成,滑动变阻器接入的阻值需要变大,故需要向右移动滑动变阻器,故C不符合题意;
D.电压表示数为零,可能是定值电阻短路,也可能是电压表断路,故D不符合题意。
故选B。
7.C
【详解】①当减小R2接入电路的阻值时,电路的总电阻变小,由欧姆定律可知,电路电流变大。根据串联电路分压规律可知,当R2接入电路的阻值减小时,R2分得的电压将减小,则R1两端的电压增大,即电压表的示数增大,可以实现。
②探究电流与电压的关系时,保证R1接入电路的阻值不变,并改变R2接入电路的阻值,可以实现。
③探究电流与电阻的关系时,需控制电压表的示数不变,即改变R1接入电路的阻值,移动R2的滑片使电压表的示数不变,可以实现。
④电阻箱可以显示接入电路阻值的多少,滑动变阻器不能显示接入电路阻值的大小,因此调节R2,不能显示出接入电路的阻值,不可以实现。
综合上述分析可知①②③可以实现,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
8.A
【详解】①根据控制变量法,要探究电流与电压的关系,要控制电阻一定,故①正确;
②串联电路中,电源电压等于各个用电器的电压之和,根据串联电路分压规律,改变滑动变阻器的电阻,会改变其电压,从而改变定值电阻两端的电压,故②错误;
③多次实验的目的是为了得到普遍结论,不是为了减小误差,故③错误;
④实验的结论是,当电阻一定时,电流与电压成正比,故④正确。
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
9.C
【详解】A.实验开始时,滑动变阻器的滑片处于最大值端,作用是使电路中的电流最小,可以保护电路,故A正确,不符合题意;
B.实验中为得出普遍性的结论,从而需要多次测量,故B正确,不符合题意;
C.探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,要控制电阻不变,记录电流随电压的变化关系,可得结论:当电阻一定时,电流与电压成正比,故C错误,符合题意;
D.探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,将定值电阻由10Ω改接成15Ω的电阻,根据串联分压原理可知,电阻增大,其分得的电压增大;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,故应将滑片向左移动,使电压表示数不变,故D正确,不符合题意。
故选C。
10.D
【详解】A.将导体连入电路,闭合开关,电路是通路,同时电路中有电压,此时电路中才会有电流,故A错误;
B.电阻是导体本身的一种性质,跟导体中通过的电流大小无关,故B错误;
C.电压是形成电流的原因,有电流通过的小灯泡,其两端一定有电压,故C错误;
D.电压是形成电流的原因,当电路中电阻一定时,通过定值电阻的电流与定值电阻两端的电压成正比,所以定值电阻两端电压越大,通过它的电流就越大,故D正确。
故选D。
11. 5 避免偶然性,寻找普遍规律
【详解】[1]如图乙所示,实验中所用定值电阻的阻值为
[2]本实验探究电流与电压的关系,最终得出结论:电阻一定时,电流与电压成正比,故多次实验目的是避免偶然性,寻找普遍规律。
12. 定值电阻 见解析
【详解】[1][2]应选用定值电阻,探究电流与电压的关系时,需要控制电阻不变,而定值电阻的阻值不受温度等因素影响,能保持电阻恒定,小灯的电阻会随温度变化而改变。
13. 电阻 定值电阻断路
【详解】[1]在探究电流与电压关系的实验中,根据控制变量法,要保持电阻不变,改变电阻两端的电压,进而观察电流的变化情况。
[2]据图可知,电路是串联的,闭合开关后,电流表无示数,说明电路发生断路,电压表示数接近电源电压,则可能是定值电阻发生断路,电压表串联接入电路,测电源电压。
14. 保护电路 改变电阻两端电压 控制电阻两端电压不变
【详解】[1]实验开始时,电路连接完成后闭合开关前,滑动变阻器需调至最大阻值处。此时其主要作用是保护电路,防止电路中电流过大,损坏电流表、电压表或定值电阻等元件。
[2]在探究电流与电压的关系时,需控制定值电阻的阻值不变,通过改变电阻两端的电压,观察电流随电压的变化规律。因此滑动变阻器的主要作用是改变定值电阻两端的电压,从而获得多组不同的电压、电流数据。
[3]在探究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压保持不变,更换不同阻值的电阻后,通过调节滑动变阻器的阻值,分担电路中多余的电压,使定值电阻两端电压始终维持在设定值。因此滑动变阻器的主要作用是控制定值电阻两端电压不变。
15. 1 见解析 当导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
【详解】[1][2][3]在第1组数据中,当时,滑动变阻器两端的电压为
所以滑动变阻器连入电路中的阻值为
而滑动变阻器的最大阻值为,所以第1组数据错误;去除错误数据后,分析数据可得:当导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
16.(1)B
(2)A
(3) 20 反比
【详解】(1)探究电流与电阻的关系进行多次测量的目的是寻找普遍规律。
故B正确。
(2)根据串联分压原理可知,用15Ω电阻替换10Ω电阻时,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,所以滑片应向A端移动,使电压表示数恢复到原来的值。
(3)由图知,电阻的电流与电阻之积为U=IR=0.3A×10Ω=0.2A×15Ω=0.15A×20Ω=3V
根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压U滑=U电-U=6V-3V=3V
变阻器分得的电压为电压表示数的1倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为R滑=1×20Ω=20Ω,所选滑动变阻器的最大阻值应不小于20Ω。
(4)由图可知,在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。
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