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教科版(2024)九年级全册 5.1 电流与电压、电阻的关系 题型专练
【题型1】探究电流与电压的关系
【典型例题】某小组同学想了解物体电阻与温度的关系,他们上网查阅有关资料:
“金属导体,如铁、铜等,当温度升高时,导体中自由电子运动的阻力会增大,电阻就会不断变大。半导体,如硅、锗等元素,它们原子核的最外层有4个电子,既不容易挣脱束缚,也没有被原子核紧紧束缚,所以半导体的导电性介于导体和绝缘体之间。但温度升高,半导体原子最外层的电子获得能量,挣脱原子核的束缚成为自由电子,所以电阻减小。还有一些物体,如锰铜合金和镍铬合金,其电阻随温度变化极小。”请你根据上述信息回答下列问题:
(1)一般情况下,随着温度的升高, 的电阻增大。
(2)探究导体中电流与电压关系时,应该选用 材料制作成的导体作为研究对象(选填“A”、“B”或“C”)。
A.铁、钨 B.硅、锗 C.锰铜合金、镍铬合金
(3)当温度极高时,物质原子内的电子脱离原子核的吸引而逃逸,形成带负电的自由电子和带正电的离子共存的状态,成为等离子体。你认为绝缘体成为等离子体后是否容易导电?你猜测依据是: 。
【举一反三1】小蒙在实验课上探究“电流与电压的关系”,按如图甲所示电路图连接实物时,她需要将电压表(如图乙)与定值电阻 (选填“串”或“并”)联。连接好电路并闭合开关,为了改变电压表的示数,接下来她应该做的实验操作是 。
【举一反三2】在“探究电流与电压关系”的实验中,小华所在的兴趣小组用导线、开关、电源、定值电阻(5Ω)、电流表、电压表和滑动变阻器进行实验。
(1)用笔划线代替导线连接如图所示电路,要求滑片向右滑动时变阻器接入电路的电阻变大;
(2)连接电路时,开关应处于 状态;
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是 ;
(4)排除故障进行实验,得到的实验数据如上表所示:分析表格中的数据可初步得出结论: ;
(5)实验中调节滑动变阻器滑片的目的是 。
【举一反三3】在一次物理课上,同学们想探究“电流与电压的关系”。实验器材有:电源,电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,三个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω),导线若干。
(1)请用笔画线代替导线把图甲中的电路连接完整。(要求滑动变阻器的滑片向右滑动时,滑动变阻器连入电路的阻值变大)
(2)连好电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片,电流表指针均无偏转,而电压表示数接近电源电压,则原因可能是定值电阻 。
(3)解决上述问题后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电流表示数如图乙所示,其读数为 A。
(4)小亮同学有意识地将R两端电压调到0.5V、1V、1.5V,并分别测出其对应的电流;理由是 。
【题型2】探究电流与电阻的关系
【典型例题】在“探究电流与电阻的关系”实验中,根据实验数据绘制的图像如图所示,由图像可知:图中阴影部分的面积表示的物理量是 (选填“电流”“电压”或“电阻”),通过多次实验得出结论是 。
【举一反三1】在“探究电流与电阻的关系”实验中,根据实验数据绘制的I-R图像如图所示,由图像可知:图中阴影部分的面积表示的物理量是 (选填“电流”、“电压”或“电阻”)。通过多次实验得出结论是:导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成 。
【举一反三2】在“探究电流与电阻的关系”的实验中,提供的器材有:两节新干电池、电流表、电压表、阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个、滑动变阻器、开关及导线若干,实验小组根据提供的实验器材连成如图甲所示的电路。
(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整(要求:滑片向右移电阻变大) ;
(2)先接入阻值为5Ω的定值电阻R,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为U,记录电流表的示数;再由小到大接入其它的定值电阻R,闭合开关,向 (选填“A”或“B”)移动滑动变阻器的滑片使电压表示数均为U,并依次记录电流表的示数。根据测得的实验数据描绘出如图乙所示的图像,由此可得到的实验结论是: ;
【举一反三3】利用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”。已知电源电压为6V恒定不变,滑动变阻器规格为“50Ω 1A”。实验用到的电阻阻值分别为。
(1)请将图乙所示的实物电路连接完整 (导线不允许交叉);
(2)闭合开关后,小明发现电压表示数约等于6V,电流表指针略有偏转,若故障只有一处,那么出现这种现象可能的原因是 ;
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V,正常实验、记录,结束对5Ω电阻的测量。接下来的操作是 ,取下5Ω的电阻,将10Ω的电阻接入电路,再将滑动变阻器滑片移至最 端,闭合开关,移动滑片使电压表示数为 V时,读出电流表的示数;
(4)多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。小明根据图像得出了该实验的结论:电压一定时,电流I与电阻R成反比。你认为他判断I与R成反比的依据是 。
教科版(2024)九年级全册 1 电流与电压、电阻的关系 题型专练(参考答案)
【题型1】探究电流与电压的关系
【典型例题】某小组同学想了解物体电阻与温度的关系,他们上网查阅有关资料:
“金属导体,如铁、铜等,当温度升高时,导体中自由电子运动的阻力会增大,电阻就会不断变大。半导体,如硅、锗等元素,它们原子核的最外层有4个电子,既不容易挣脱束缚,也没有被原子核紧紧束缚,所以半导体的导电性介于导体和绝缘体之间。但温度升高,半导体原子最外层的电子获得能量,挣脱原子核的束缚成为自由电子,所以电阻减小。还有一些物体,如锰铜合金和镍铬合金,其电阻随温度变化极小。”请你根据上述信息回答下列问题:
(1)一般情况下,随着温度的升高, 的电阻增大。
(2)探究导体中电流与电压关系时,应该选用 材料制作成的导体作为研究对象(选填“A”、“B”或“C”)。
A.铁、钨 B.硅、锗 C.锰铜合金、镍铬合金
(3)当温度极高时,物质原子内的电子脱离原子核的吸引而逃逸,形成带负电的自由电子和带正电的离子共存的状态,成为等离子体。你认为绝缘体成为等离子体后是否容易导电?你猜测依据是: 。
【答案】(1)金属导体 (2)C (3)是容易导电;依据:成为等离子体后可以自由移动从而导电
【解析】(1)由短文中第一句“金属导体,如铁、铜等,当温度升高时,导体中自由电子运动的阻力会增大,电阻就会不断变大”可知,一般情况下,随着温度的升高,金属导体的电阻增大。
(2)因为锰铜合金和镍铬合金,其电阻随温度变化极小,即电阻几乎不变,而探究导体中电流与电压关系时,应控制电阻不变,所以应该选用锰铜合金和镍铬合金材料制作成的导体作为研究对象。
(3)当温度极高时,物质原子内的电子脱离原子核的吸引而逃逸,形成带负电的自由电子和带正电的离子共存的状态,成为等离子体。即成为等离子体后可以自由移动,因此容易导电。
【举一反三1】小蒙在实验课上探究“电流与电压的关系”,按如图甲所示电路图连接实物时,她需要将电压表(如图乙)与定值电阻 (选填“串”或“并”)联。连接好电路并闭合开关,为了改变电压表的示数,接下来她应该做的实验操作是 。
【答案】并 移动滑动变阻器的滑片
【解析】根据电压表的使用规则,电压表要与被测电路元件并联,所以应将电压表与定值电阻R0并联,这样电压表才能测量定值电阻R0两端的电压。
在探究”电流与电压的关系”实验中,要控制电阻不变,改变电阻两端的电压。电路中滑动变阻器与定值电阻串联,通过调节滑动变阻器的滑片,改变其接入电路的电阻,从而改变电路中的电流,进而改变定值电阻R0两端的电压,即改变电压表的示数。所以连接好电路并闭合开关,为了改变电压表的示数,接下来她应该做的实验操作是移动滑动变阻器的滑片。
【举一反三2】在“探究电流与电压关系”的实验中,小华所在的兴趣小组用导线、开关、电源、定值电阻(5Ω)、电流表、电压表和滑动变阻器进行实验。
(1)用笔划线代替导线连接如图所示电路,要求滑片向右滑动时变阻器接入电路的电阻变大;
(2)连接电路时,开关应处于 状态;
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是 ;
(4)排除故障进行实验,得到的实验数据如上表所示:分析表格中的数据可初步得出结论: ;
(5)实验中调节滑动变阻器滑片的目的是 。
【答案】(1) (2)断开 (3)定值电阻短路 (4)当电阻一定时,电流与电压成正比 (5)改变定值电阻两端电压,得到多组数据
【解析】(1)将滑动变阻器一上一下接线柱串联接入电路,滑片向右滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻变大,则将滑动变阻器的左下接线柱接入电路,如图
(2)连接电路时,为了保护电路,开关应断开。
(3)闭合开关,电流表有示数,说明电路是通路;电压表无示数,说明与电压表并联的部分电路短路了,则故障可能是定值电阻短路。
(4)由表中数据可知,当电阻两端电压增大为原来的几倍,通过电阻的电流也增大为原来的几倍,故可得出实验结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5)探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系时,需要通过调节滑动变阻器来调节定值电阻两端的电压,得到多组数据;实验中调节滑动变阻器滑片的目的是:改变定值电阻两端电压,得到多组数据。
【举一反三3】在一次物理课上,同学们想探究“电流与电压的关系”。实验器材有:电源,电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,三个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω),导线若干。
(1)请用笔画线代替导线把图甲中的电路连接完整。(要求滑动变阻器的滑片向右滑动时,滑动变阻器连入电路的阻值变大)
(2)连好电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片,电流表指针均无偏转,而电压表示数接近电源电压,则原因可能是定值电阻 。
(3)解决上述问题后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电流表示数如图乙所示,其读数为 A。
(4)小亮同学有意识地将R两端电压调到0.5V、1V、1.5V,并分别测出其对应的电流;理由是 。
【答案】(1) (2)断路 (3)0.3 (4)使电压成倍数增加,更容易分析得出电流与电压的正比例关系
【解析】(1)实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻的电压,电流表测量电路电流。滑动变阻器采用一上一下的接法,滑动变阻器的滑片向右滑动时,滑动变阻器连入电路的阻值变大,故滑动变阻器应接左下方接线柱;电流表串联接入电路中,如图所示:
(2)正确连接好电路,闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,电流表指针均无偏转,电路可能断路,电压表示数接近电源电压,电压表与电源连通,故电路的故障可能是定值电阻断路。
(3)电流表选用小量程,分度值为,读数为。
(4)电阻不变,电流与电压成正比,在探究电流与电压关系的实验中,为了便于得出电流与电压的关系,最好让电压成比例倍数增加。
【题型2】探究电流与电阻的关系
【典型例题】在“探究电流与电阻的关系”实验中,根据实验数据绘制的图像如图所示,由图像可知:图中阴影部分的面积表示的物理量是 (选填“电流”“电压”或“电阻”),通过多次实验得出结论是 。
【答案】电压 见解析
【解析】图中的阴影部分的面积为图像上点的横纵坐标的乘积,即电阻与电流的积,根据欧姆定律,表示的物理量是电压。图中图像为反比例函数,图像上点的横纵坐标的乘积即电压为一定值,故可得出结论电压一定时,电流与电阻成反比。
【举一反三1】在“探究电流与电阻的关系”实验中,根据实验数据绘制的I-R图像如图所示,由图像可知:图中阴影部分的面积表示的物理量是 (选填“电流”、“电压”或“电阻”)。通过多次实验得出结论是:导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成 。
【答案】电压 反比
【解析】阴影部分的面积是长乘宽的积,即用电流和电阻相乘,所以图中阴影部分的面积表示的物理量是电压。
因为导体的电阻和通过导体的电流的乘积始终为一定值,所以当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成反比。
【举一反三2】在“探究电流与电阻的关系”的实验中,提供的器材有:两节新干电池、电流表、电压表、阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个、滑动变阻器、开关及导线若干,实验小组根据提供的实验器材连成如图甲所示的电路。
(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整(要求:滑片向右移电阻变大) ;
(2)先接入阻值为5Ω的定值电阻R,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为U,记录电流表的示数;再由小到大接入其它的定值电阻R,闭合开关,向 (选填“A”或“B”)移动滑动变阻器的滑片使电压表示数均为U,并依次记录电流表的示数。根据测得的实验数据描绘出如图乙所示的图像,由此可得到的实验结论是: ;
【答案】(1) (2)B 见解析
【解析】(1)将滑动变阻器按照一上一下的原则串联接入电路,滑片向右移电阻变大,连接滑动变阻器左下部分电阻接入电路,即连接变阻器的A接线柱,电源由两节干电池组成,电源电压是3V,电压表选择小量程,电压表和电阻并联,如图所示:
(2)根据串联电路的分压原理可知,由小到大接入其它的定值电阻R,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,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向B移动,使电压表的示数不变;分析图像乙为一条过原点的直线,由此可知当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体阻值的倒数成正比关系,根据数据知识可知的得出的结论为: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。
【举一反三3】利用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”。已知电源电压为6V恒定不变,滑动变阻器规格为“50Ω 1A”。实验用到的电阻阻值分别为。
(1)请将图乙所示的实物电路连接完整 (导线不允许交叉);
(2)闭合开关后,小明发现电压表示数约等于6V,电流表指针略有偏转,若故障只有一处,那么出现这种现象可能的原因是 ;
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V,正常实验、记录,结束对5Ω电阻的测量。接下来的操作是 ,取下5Ω的电阻,将10Ω的电阻接入电路,再将滑动变阻器滑片移至最 端,闭合开关,移动滑片使电压表示数为 V时,读出电流表的示数;
(4)多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。小明根据图像得出了该实验的结论:电压一定时,电流I与电阻R成反比。你认为他判断I与R成反比的依据是 。
【答案】(1) (2)电阻断路 (3)断开开关 左 2.5 (4)与的乘积是一个常数
【解析】(1)探究电流与电阻的关系,定值电阻、滑动变阻器、电流表串联在电路中,电压表并联在定值电阻两端,滑动变阻器接线柱一上一下接入电路中,如图所示:
(2)电源电压为6V,闭合开关后,电压表示数约等于6V,即电源电压几乎全部加在R两端,且电流表指针略有偏转,可能的原因是电阻断路。
(3)探究电流与电阻的关系,每次应控制电压相同。移动滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V,正常实验、记录,结束对5Ω电阻的测量,然后断开开关,取下5Ω的电阻,将10Ω的电阻接入电路,为保护电路,再将滑动变阻器阻值调至最大,即滑片移至最左端,闭合开关,移动滑片使电压表示数为2.5V时,读出电流表的示数。
(4)由图像可知,五次实验,电流与电阻的乘积都相等,根据数学知识可知,电压一定时,电流I与电阻R成反比。
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