内容正文:
期末实验专题复习--探究电流与电阻的关系
1.某同学用如图所示的电路探究电流与电阻的关系。电源电压恒为,滑动变阻器最大阻值为,实验用到的定值电阻阻值分别为、、和,正确操作所得到的实验数据如表所示,由于调不到设定的电压,所以第4次实验没完成。
实验次数
1
2
3
4
电阻
5
10
20
30
电流
0.8
0.4
0.2
(1)开关闭合前滑片应该移至最 端;
(2)第1次实验和第2次实验时,滑动变阻器的阻值分别为、,则 ;
(3)分析前三次实验数据,得到结论是 ;
(4)若要使、、和四个电阻都能顺利完成实验,应控制定值电阻两端的电压至少为 V。
2.乐乐在做“探究电流与电阻的关系”实验时,准备了以下器材:两节新的干电池、电流表、电压表、滑动变阻器标有“20Ω 0.5A”、定值电阻(5Ω, 10Ω, 15Ω, 20Ω) 、开关、导线若干。
实验序号
1
2
3
电阻/Ω
5
10
20
电流/A
0.2
0.1
(1)乐乐按照电路图连接好电路,闭合开关前检查电路时发现有接线错误,且只需要改接一根导线就可以,请在接错的导线上打“×”并画线把它改到正确的位置上;
(2)改正问题后,乐乐先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片至某一位置,电流表的示数如图乙所示,为 A,在表格中记下此时的数据;接着断开开关,用10Ω的电阻替换5Ω的电阻,再次闭合开关,移动滑动变阻器滑片使电压表示数为 V,记录此时电流表的示数;
(3)接着用20Ω的电阻重复实验,实验数据记录如下表,分析表格数据可以得到的实验结论是 ;
(4)滑动变阻器在本实验中除了保护电路外,另一个主要作用是 ;
(5)乐乐又找来一个阻值为50Ω的定值电阻继续进行上述实验,发现无论如何调节滑片都无法使电阻两端电压达到前面的电压,为使该电阻也能完成实验,下列改进方案不可行的是 ; (填字母代号)
A.更换一个电压更大的电源
B.在电路中串联一个合适的定值电阻
C.更换一个最大阻值更大的滑动变阻器
(6)若在进行实验时不小心将电压表并联在滑动变阻器两端, (选填“能”或“不能”) 得到电流与电阻的正确关系。
3.小亮利用如图甲所示的电路“探究电流跟电阻的关系”,电源电压4.5V,五个定值电阻的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω,滑动变阻器标有“50Ω 1A”字样。
(1)闭合开关,电流表有示数,电压表无示数,小明检查发现仅导线有故障,则故障为 ;
A.导线④断路 B.导线③断路 C.导线②断路 D.导线①断路
(2)改正错误后,小亮将5Ω的电阻接入电路,记录一组数据,然后将开关断开,用10Ω的电阻替换5Ω的电阻后闭合开关,他应将滑片向 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数保持 V不变。
(3)本实验的结论是: 。
4.实验小组在探究“电流与电阻关系”时的电路,电源电压恒为4.5V,电压表、电流表无损坏,可提供5Ω,10Ω,20Ω的定值电阻。
(1)根据实验原理,用笔画线代替导线将图中的实物图连接完整。要求滑片P向右滑动电流表示数变大;
(2)连接电路时,开关应处于 状态;开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关后,若电压表有示数,电流表无示数,此时原因可能是 (选填“R断路”或“R短路”);
(4)滑动变阻器在本实验的作用中除了保护电路外,还有 的作用;
(5)正确操作后,进行实验。实验过程中,需要改变定值电阻,观察电流的变化,为了科学地得出实验结论,在每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片,此时眼睛应注意观察 ;将5Ω的定值电阻换成10Ω时,应将滑动变阻器的滑片适当向 (选填“左”或“右”)移动;
(6)为完成图中所有数据的测量,最好选择滑动变阻器的规格是 (填字母)。
A.“10Ω 0.5A” B.“50Ω 0.5A” C.“200Ω 1A”
5.凡凡准备利用如下器材探究电流与电压、电阻的关系。学生电源;两节新干电池(电压为3V);5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个;滑动变阻器甲(15Ω,0.5A);滑动变阻器乙(25Ω,1A)。
(1)图甲是凡凡连接的部分实物图,请你添加一根导线将其补充完整;
(2)正确连接电路后,凡凡应先将滑动变阻器的滑片移动至 端(选填“A”或“B”)。当凡凡闭合开关,移动滑片发现电流表与电压表均没有示数,则可能发生的故障是 开路;(选填“定值电阻”或“滑动变阻器”)
(3)排除故障后,重新闭合开关,移动滑片,记录数据,作出如图丙所示的I—U图像。分析图像可知:
①凡凡选择的是滑动变阻器 (选填“甲”或“乙”);
②当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成 。
(4)紧接着凡凡将电源更换为电压值为4.5V的学生电源,将电压表更换为大量程,接入滑动变阻器甲利用定值电阻探究电流与电阻的关系;
①当接入15Ω的定值电阻时,记录下如图乙的电流表示数,则此时滑动变阻器接入的阻值为 Ω;若用10Ω的定值电阻替换它,再次实验。为了保证电压表两端示数不变,滑动变阻器接入的阻值相较之前应该 (“变大”、“变小”或“不变”);
②在实验的过程中,凡凡发现接入阻值为 Ω的定值电阻无法完成本次实验。
6.在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中,小明利用可调电压电源(可调为1.5V、3.0V、4.5V、6.0V之一)、5个定值电阻(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω)、滑动变阻器(10Ω 1A)、电压表和电流表做了如下实验:
(1)请用笔画线代替导线,在图乙中完成电路连接,要求滑片P向右滑动时,电流表的示数变大;
(2)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 ;
A.定值电阻断路 B.滑动变阻器电阻断路 C.定值电阻短路 D.滑动变阻器短路
(3)排除故障后,改变滑片位置,记录实验数据如下表。空白处的电流如图丙所示为 A,根据表中数据可归纳得出结论: ;
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
0.50
0.60
(4)小红利用现有器材又做了下面的实验:
①按图甲连接电路,将电源电压调到某个值,在电路安全条件下闭合开关,移动滑片直到电压表示数为2.5V;
②保持滑片不动,换接入另一个定值电阻,调节电源电压,在电路安全条件下闭合开关,发现电压表示数恰好为2.5V。通过以上实验现象可以推断:此时滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω。
7.小艺同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲所示的实验电路,用到的实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为、、、的定值电阻各一个,标有“ 1A”字样的滑动变阻器一个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接,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电阻变小;
(2)连完电路,闭合开关,电压表无示数,电流表有示数,可能是定值电阻发生了 ;(选填“短路”或“断路”)
(3)小艺先把的电阻接入电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,记录电流表和电压表的示数,并在丙图中描出相应的点,断开开关,她直接拆下的电阻,改换成的电阻继续实验,电压表示数如图乙所示,其示数是 V,为了完成这次实验,接下来的操作是 ,使电压表示数为 V;
(4)多次实验后,画出了如图丙所示的I-R图像,可得结论: ;
(5)当小艺改用的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电压表的示数达到实验要求的值,为顺利完成实验,你认为下列操作可行的是( )
A.换用最大阻值更大的滑动变阻器 B.换用最大阻值更小的滑动变阻器
C.增大电源电压 D.减小电源电压
8.小宣做“探究导体电阻与导体长度的关系”的实验。他准备在如图中的A、B两点间接入待研究的电阻丝,电源两端电压恒定,忽略灯丝电阻随温度变化的影响,待用电阻丝的规格如下表。请回答下列问题:
序号
材料
长度
横截面积
1
碳钢合金丝
L
S
2
镍铬合金丝
L
S
3
镍铬合金丝
L
2S
4
镍铬合金丝
2L
S
(1)小宣若选择序号为1、2的两根电阻丝,则探究的是电阻与 的关系;
(2)实验中,导体的电阻大小通过观察 来反映,采用了 的研究方法。选择两根电阻丝接入电路,两次电流表指针均有偏转,但第二次的示数小于第一次的示数,说明第二次接入电路的电阻丝的阻值较 (选填“大”或“小”);
(3)小宣判断电阻大小的方法在物理学习中经常用到,以下研究过程能体现这种方法的是______(选填选项前的字母,只有一个选项正确)。
A.水压使水管中形成水流,类似的电压使导体中形成电流
B.借助电动机提升重物的高度反映电流做功多少
C.探究电流的大小与导体电阻的关系,应控制电阻两端的电压相同
9.小曼和小米用如图甲所示实验电路探究电流与电阻关系,实验用到定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。
(1)更换定值电阻重复实验时,小曼先断开开关,将电路中5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻,并将滑动变阻器的滑片移至最 端,再闭合开关;接着再次移动滑片的过程中,小曼眼睛应观察 表的示数;
(2)多次实验获得数据如下表,分析表格数据,发现 ,由此得出实验结论:导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
次数
1
2
3
4
电阻R/Ω
5
10
15
20
电流I/A
0.40
0.20
0.14
0.10
(3)小曼根据表格中的实验数据描绘出电流与电阻倒数的图像,如乙图中①所示,分析图像特点,同样得出实验结论。小米用同样的实验器材完成实验,并根据实验数据描点作图,如乙图中②所示。小米和小曼的整个实验过程都是规范操作,两人作出的图像不重合的原因可能是 。
10.小雨实验小组探究“电流与电阻”的关系。实验中稳压电源的电压为4V,将图中的定值电阻依次换为5Ω、10Ω、20Ω、35Ω的定值电阻进行实验,滑动变阻器的最大阻值为20Ω。
(1)为保证电路安全,连接电路时开关应 ;闭合开关前,滑动变阻器处于 (选填“A”或“B”)的位置;
(2)闭合开关时,小明发现电流表无示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现象的原因可能是 ;
(3)将定值电阻接入电路后,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数如图乙所示,此时电路中的电流为 ;
(4)将5Ω的定值电阻依次更换为10Ω、20Ω的继续探究,均应将滑片P向 (选填“左”或“右”)移动;
(5)当换接35Ω的电阻时,小明无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数都无法达到2.5V,为完成实验,应更换的滑动变阻器的最小阻值是 ;
(6)图丙是根据实验数据画出的定值电阻的I﹣R图象,其中阴影部分面积代表的物理量是 ,其数值为 ;由于此图线为曲线,小雨认为不便直观判断I与R的定量关系,于是对图象中的坐标进行了巧妙变换,从而直观判断出了I与R的关系。你认为小雨的改进方法是: 。
11.小刚同学在做“测量小灯泡额定功率”的实验中,选用如图甲所示的器材和电路。其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω,1A”字样。
(1)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整 ;(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变暗)
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片。发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数。若电路只有一处故障,则故障原因是 ;
(3)排除故障后再次闭合开关,移动滑片直到电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,为 A,小灯泡的额定功率为 W再调节滑动变阻器使电压表的示数达到3V,小灯泡强烈发光,此时小灯泡的实际功率 (填“大于”、“小于”或“等于”)1.08W;
(4)同组的小红同学还想探究“在电压一定时,电流与电阻的关系”,于是将图甲中的小灯泡换成三个阻值分别为5Ω、100Ω、15Ω的定值电阻,其余连接均不改变。图丙是小红根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象。
①由图象可知小红将定值电阻R两端的电压控制为 V不变。当定值电阻由5Ω换为10Ω时,为达到实验要求,滑动变阻器连入电路的阻值应 (填“变大”、“变小”或“不变”);
②实验结论是电压一定时 。
12.小明在“探究电流与电阻关系”的实验时,电阻R有5Ω、10Ω、15Ω三种规格。他设计的电路图如图甲所示。
次数
l
2
3
电阻R/Ω
5
10
15
电流I/A
0.4
0.2
0.14
(1)根据电路图,用笔画线将乙图的实物图连接完整。
(2)在连接电路时,开关应该是 的。在第一次实验前,应将滑动变阻器的滑片移动到图中的 端。在实验时,当电压为2V时,记录电流表的示数。
(3)做第二次实验时,将电阻由5Ω更换为10Ω,闭合开关,应调节滑动变阻器的阻值,直到 为止。按照同样的方法完成第三次实验,三次实验的数据如表所示。
(4)根据实验数据,可以得到的结论: 。
13.小红同学用下列器材探究电流与电阻的关系:干电池4节,定值电阻R(10Ω、15 Ω、20Ω和25Ω),电流表A(量程0~0.6A或0~3A),电压表V(量程0~3V或0~15V),滑动变阻器,开关,导线若干。在实验中:
(1)①如图乙所示,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A,定值电阻R=10Ω,请根据图甲在图乙中补画2根导线,将实物电路连接完整;
②确认电路连接无误后,闭合开关,电压表示数如图丙所示,则电源电压是 V;
(2)断开开关,将电压表量程改为0~3V,并联接在图甲中的A、B两点,检查电路无误后,闭合开关,向左移动滑片P,当电流表示数为0.24 A时,记下电压表的示数,设此时滑动变阻器连入电路的阻值为RP1;接着将10Ω的定值电阻更换为15Ω的定值电阻,重做实验,当观察到电压表的示数是 V时,记下电流表的示数,设此时滑动变阻器连入电路的阻值为RP2,则RP2-RP1= Ω;
(3)小红同学继续进行实验,将15Ω的定值电阻更换为20Ω的定值电阻,闭合开关,发现滑片P在最右端时,电压表示数为2.7V。为了能用20Ω和25Ω的定值电阻继续完成实验,应将实物电路中的滑动变阻器更换为 (填“25Ω 2A”“30Ω 2A”或“50Ω 1.5A”)的滑动变阻器。
14.小明探究电流与电压、电阻的关系,实验室提供的器材有:干电池4节(每节电压略小于1.5V),定值电阻5个(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),滑动变阻器3个(铭牌上分别标有“5Ω 3A”、“30Ω 2A”、“50Ω 1.5A”字样),电流表、电压表、开关各一个,导线若干。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.8
1.5
2.0
2.5
3
电流I/A
0.16
0.3
0.4
0.5
0.6
(1)如图甲所示,是小明尚未完成的实物图,请你用笔画线代替导线,将实物图连接完整;
(2)连好电路,探究电流与电压的关系,闭合开关,直接记录了第1组数据,移动滑片P,逐渐增大R两端电压,记录电压表示数U和对应的电流表示数I,实验数据如上表,分析表中数据可得结论 ,实验中定值电阻R为 Ω,电源电压为 V;
(3)小明继续探究电流与电阻的关系,他在图中R处接入10Ω的定值电阻,闭合开关,移动滑片电流表示数如图乙所示,其读数为 A,此时滑动变阻器的电阻为,接着为了更换电阻,他拆下10Ω电阻后,电流表示数为0,电压表示数接近电源电压,则小明不规范的操作是 。正确操作后,小明将15Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器使电压表示数与上次相同,此时滑动变阻器的电阻为,则 。
15.小昊同学用下列器材探究电流与电阻的关系:干电池4节,定值电阻R(10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),电压表V(量程:0~3V或0~15V),电流表A(量程:0~0.6A或0~3A),滑动变阻器,开关,导线若干,在实验中:
(1)①如图乙所示,是小吴同学根据图甲连接的部分实验电路,其中定值电阻。请你在图乙中补画2根导线,将实物电路连接完整(导线不允许交叉) ;
②确认电路连接无误后,闭合开关,电压表的示数如图丙所示,则电源电压是 V;
(2)断开开关,将电压表量程改为0~3V,并联接在图甲中的A、B两点,检查电路无误后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,当电流表示数为0.24A时,记下电压表的示数;接着将10Ω的定值电阻更换为15Ω的定值电阻,应向 (选填“左”或“右”)端移动滑片P,当观察到电压表的示数是 V时,记下电流表的示数,此时滑动变阻器接入电路中的阻值是 Ω;
(3)小昊同学继续进行实验,将15Ω的定值电阻更换为20Ω的定值电阻,闭合开关,发现滑片P在最右端时,电压表示数为2.7V。为了能用20Ω和25Ω的定值电阻继续完成实验,应将实物电路中的滑动变阻器更换为 (选填“25Ω 2A”、“30Ω 2A”或“50Ω 1.5A”)的滑动变阻器。
16.在“探究电流与电阻的关系”实验中,小刘准备的实验器材有电压为6V的电源、电流表、电压表,滑动变阻器和开关各一个,定值电阻4个(5Ω、10Ω、20Ω、25Ω)和导线若干。
(1)实验前,小刘先将滑动变阻器的滑片拨至最大阻值处;正确连接电路后,他在试触时发现电压表指针迅速偏向最右端,电流表示数为零,则电路中出现的故障可能是 ;
A.断路 B.短路 C.滑动变阻器断路 D.开关短路
(2)排除故障后,先将5Ω定值电阻接入电路进行实验,在移动滑动变阻器滑片的过程中,眼睛应注意观察电压表,使其示数为 V,更换不同的定值电阻进行实验后,根据数据作出图乙的图像;
(3)实验中,小刘将5Ω定值电阻更换为10Ω后未做其他调整,发现电压表示数 了。(填如何变化)
17.小桂同学利用图乙中的器材探究导体A、B中电流与两端电压的关系,其中电源电压可调。
(1)实验前如图甲所示,应先将电流表 ;按照图乙连接好电路,闭合开关,发现排除故障后,电流表没有示数,电压表的示数接近电源电压,原因可能是导体A发生 ,闭合开关,多次改变电源电压,并记录电压表与电流表的示数。
(2)换用导体B重复上述实验,根据实验数据绘制图像如图丙所示。分析图像发现,同一导体两端的电压与通过电流的比值是 的。
(3)由图丙可知,RA RB。在工程技术中常用不同颜色的环对电阻数值进行标记,两位数以内的阻值,可以根据对应的前两环的颜色来判断,例如图丙中导体A、B的阻值对应的色环及含义如图丁所示。若还需用到一个15Ω的电阻,应选用图戊中的 (选填“d”“e”或“f”)。
实验次数
①
②
③
R/Ω
15
B
A
I/A
0.2
0.6
(4)小桂同学用上述器材研究导体中电流与电阻的关系,为了精确控制导体两端的电压,于是串联一个滑动变阻器进行实验。
①电路中接入15Ω的电阻,使电阻两端电压达到某一固定值,测出电流;
②将15Ω的电阻替换为B,使B两端电压达到上述固定值,此时电流为 A;
③将电阻B替换为A,再次进行实验;
④分析表格数据可得:当导体两端电压一定时,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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《期末实验专题复习--探究电流与电阻的关系2025-2026学年北师大版物理九年级全一册》参考答案
1.(1)右
(2)
(3)电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(4)4.5
【详解】(1)开关闭合前,为了保护电路,应将滑片移至阻值最大处,即最右端。
(2)第1次实验时,电路中的电流为0.8A,则电路中的总电阻为
此时变阻器接入电路中的阻值为
第2次实验时,电路中的电流为0.4A,则电路中的总电阻为
此时变阻器接入电路中的阻值为
则
(3)根据数据表格,电压相同时,电阻越大,电路中电流越小,且电流与电阻的乘积是定值,因此可得结论为:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)根据串联分压原理可知,当定值电阻阻值最大,且滑动变阻器阻值最大时,定值电阻两端电压最小,则
带入数据为
解得。
2.(1)
(2) 0.4 2
(3)在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(4)控制定值电阻两端的电压一定
(5)A
(6)能
【详解】(1)“探究电流与电阻的关系”实验中,电路是串联的,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电路中的电流,图中电压表测定值电阻和变阻器的总电压,则正确的电路连接如下所示:
(2)[1]乙图中电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,读数为0.4A。
[2]当定值电阻的阻值为5Ω时,通过的电流为0.4A,则定值电阻两端电压为
探究电流与电阻关系的实验中需要保持定值电阻两端电压不变,因此用10Ω的电阻替换5Ω的电阻,再次闭合开关,移动滑动变阻器滑片使电压表示数仍为2V。
(3)表格数据中,定值电阻两端电压不变,当阻值变大时,电流变小,且电流与电阻的乘积相等。则可得结论为:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)该实验中滑动变阻器在本实验中除了保护电路外,另一个主要作用是保持定值电阻两端电压不变。
(5)已知电源电压由两节干电池组成,电源电压为3V,找来一个阻值为50Ω的定值电阻继续进行上述实验,根据串联分压原理可得
带入数据为
解得,已知滑动变阻器的最大阻值是20Ω,即滑动变阻器的最大阻值太小;
A.若更换一个电压更大的电源,定值电阻两端电压不变,则需要滑动变阻器分得的电压更大,根据串联分压原理可知,需要滑动变阻器的最大阻值更大,因此不可行,故A符合题意;
B.在电路中串联一个合适的定值电阻,则相当于增加滑动变阻器的阻值,因此可行,故B不符合题意;
C.更换一个最大阻值更大的滑动变阻器,根据上述分析可知,可以完成实验,故C不符合题意。
故选A。
(6)由于电源电压不变,更换定值电阻后调节滑动变阻器的滑片使电压表示数保持1V不变,即可控制定值电阻两端电压为2V不变,因此能够完成实验。
3. B 左 2.5 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【详解】(1)[1]正确连接电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,电流表有示数,则电路为通路,电压表无示数,则电压表两端的导线之中存在断路,由图可知是导线③断路。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(2)[2]用10Ω的电阻替换5Ω的电阻后闭合开关,电阻两端的电压会变大,但是实验需要保持电压不变,根据串联分压原理可知,滑动变阻器的滑片应向阻值大的方向移动,即向左端移动。
[3]如图乙中数据可知
所以应使电压表的示数保持2.5V不变。
(3)[4]由图知,电阻两端的电压始终保持不变,电阻变为原来的几倍,电流就变为原来的几分之一,故得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
4.(1)
(2) 断开 A
(3)R断路
(4)控制定值电阻两端的电压不变
(5) 电压表 左
(6)B
【详解】(1)实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表并联在定值电阻两端,电流表串联在电路中,滑动变阻器按照“一上一下”的原则接入电路,要求滑片P向右滑动电流表示数变大,则滑片向右移动时,接入电路的电阻减小,因此应将右下方接线柱和任一个上方接线柱接入电路,由U-I图像可知,定值电阻两端电压控制为
则电压表应选择小量程,由U-I图像可知,电路中最大电流为0.4A,则电流表应使用小量程,电路图如图所示:
(2)[1][2]为了保护电路,连接电路时,开关应断开,且滑动变阻器滑片应位于阻值最大处,即A端。
(3)闭合开关后,若电流表无示数,则电路可能断路,电压表有示数,说明电压表与电源之间连通,因此故障可能是与电压表并联的R断路了。
(4)闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器滑片移动阻值最大处;探究“电流与电阻关系”时,要通过滑动变阻器滑片的移动来控制定值电阻两端的电压不变。
(5)[1]实验中,应控制定值电阻两端电压不变,因此在每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片,此时眼睛应注意观察电压表,使每次电压表的示数都不变。
[2]将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻,由串联分压原理可知,定值电阻两端电压会变大,而探究电流与电阻关系的实验中,需要保持电压不变,因此应该使滑动变阻器承担的电压变大,即增大滑动变阻器接入电路的电阻,因此应将滑片向A端移动。
(6)当接入20Ω的定值电阻时,由串联分压原理可得
即
解得,由U-I图像可知,电路中电流最大为0.4A,因此,为完成图中所有数据的测量,最好选择滑动变阻器的规格是“50Ω 0.5A”,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
5.(1)
(2) A 滑动变阻器
(3) 乙 正比
(4) 7.5 变小 5
【详解】(1)探究电流与电压、电阻的关系时,应将电流表与定值电阻串联,电压表与定值电阻并联,电流从电流表和电压表的正接线柱流入,从负接线柱流出,如下图所示:
(2)[1]正确连接电路后,在闭合开关之前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应滑到最大阻值处,即滑片应置于A端。
[2]闭合开关,移动滑片发现电流表与电压表均没有示数,则电流表与电压表中都没有电流通过,则整个电路处于开路状态,所以是滑动变阻器开路。
(3)[1]由图丙中I—U图像可知,定值电阻两端电压为0.5V时,通过定值电阻的电流为0.1A,电源电压为3V,则滑动变阻器的电阻
由于滑动变阻器甲的最大阻值为15Ω,所以选择的是滑动变阻器乙。
[2]由图丙中I—U图像可知,通过定值电阻的电流随定值电阻两端电压增大而增大,定值电阻两端电压与通过定值电阻的电流的比值不变,所以可得结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。
(4)[1]由乙图可知,电流表选择0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.2A,则通过定值电阻和滑动变阻器的电流都为0.2A,电源电压为4.5V,则滑动变阻器的阻值
[2]探究电流与电阻的关系时,应保持定值电阻两端的电压不变,用10Ω的定值电阻替换15Ω的定值电阻时,由串联电路电阻越小分到的电压越小可知,此时定值电阻的电压变小,则应减小滑动变阻器接入电路中电阻,减小滑动变阻器的电压,直到电压表的示数变为原来的数值。
[3]接入滑动变阻器甲实验时,滑动变阻器甲的最大阻值为15Ω,定值电阻保持不变的电压
由串联分压可得
定值电阻的阻值为5Ω时,则
解得滑动变阻器的阻值,则通过滑动变阻器的电流
通过滑动变阻器的电流大于允许通过的最大电流0.5A,所以接入阻值为5Ω的定值电阻无法完成本次实验。
6. A 0.3 当电阻一定时,通过导体的电流与电压成正比 4
【详解】(1)[1]当滑片向右滑动时,电流表示数变大,根据欧姆定律可知电路的总电阻在变小,所以滑动变阻器的电阻在变小,即B接线柱接入,同时要将电压表并联接在定值电阻两端,具体电路图如下所示:
(2)[2]由图甲可知,滑动变阻器和定值电阻串联,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测电路的电流,当移动滑片发现,电流表无示数,可能是电路断路,电压表有示数,说明电压表与电源是相通的,则与电压表并联的支路之外电路是连通的,所以出现故障的原因可能是定值电阻断路。
故选A。
(3)[3][4]由图丙可知,电流表是小量程接入,分度值是0.02A,示数是0.3A。由表中数据可计算出电压之比与电流之比是一个定值,即
所以可得结论:电阻一定时,电流与电压成正比。
(4)[5]根据电压表的示数是2.5V,可以排除电源电压是1.5V,根据串联电路电压特点可知当电源电压是3V时,滑动变阻器两端的电压是
根据串联电路电压特点可知当电源电压是4.5V时,滑动变阻器两端的电压是
根据串联电路电压特点可知当电源电压是6V时,滑动变阻器两端的电压是
由串联分压原理可知,滑动变阻器接入电路的阻值与定值电阻之比分别为
由题意知,两次接入电路的滑动变阻器的阻值都不变,所以两次实验中定值电阻的阻值之比可能为
由器材是5个定值电阻的阻值可知,只有5Ω和20Ω满足上述条件,所以两次电源电压分别是3V和4.5V,因滑动变阻器最大最值是10Ω,结合和可知,定值电阻为
,
因此滑动变阻器接入电路的阻值为
7. 短路 2.4 (向左)移动滑动变阻器的滑片 2 电压一定时,电流与电阻成反比 AD
【详解】(1)[1]滑片向右滑动时滑动变阻器连入电路的电阻变小,说明滑动变阻器接入电路的电阻丝变短,故滑动变阻器右下接线柱连入电路中,如图所示:
(2)[2]闭合开关,电流表有示数,说明电路不是断路,电压表无示数,可能是与电压表并联的电路短路,因此故障可能是与电压表并联的定值电阻短路。
(3)[3]由图乙可知,电压表选用0~3V的量程,由图乙可知,分度值为0.1V,示数为2.4V。
[4][5]由图丙可知,电阻两端的电压
UV=IR=0.4A×5Ω=2V
断开开关,她直接拆下的电阻,改换成的电阻继续实验,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,因此为了完成这次实验,接下来的操作是将滑动变阻器的滑片向左端移动,使电压表的示数为2V。
(4)[6]由图丙可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得出结论: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。
(5)[7]AB.定值电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压
U滑=U-UV=3V-2V=1V
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的,根据分压原理,当接入50Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为
R滑=0.5×50Ω=25Ω>20Ω
因此换用最大阻值更大的滑动变阻器或串联一个定值电阻,故A符合题意,B不符合题意;
CD.当电阻最大为50Ω且滑动变阻器接入最大阻值时,电源电压为最大,设电源电压为U',由分压原理可得
式子左边为一定值,故右边也为一定值,当滑动变阻器连入电路的电阻最大时,对应的电源电压最大,即
电源电压最大为
U'=2.8V<3V
故为完成实验,可以减小电源电压,故D符合题意,C不符合题意。
故选AD。
8.(1)导体材料
(2) 电流表示数大小 转换法 大
(3)B
【详解】(1)由表中实验序号为1、2的数据可知,电阻丝的长度与横截面积相同而材料不同,探究的是导体电阻与导体材料的关系。
(2)[1][2]实验中导体的电阻通过观察电流表示数大小来反映,电流表示数越大,说明电阻的阻值越小,电流表示数越小,说明电阻的阻值越大,用到转换法。
[3]电源电压一定,电路电阻越大,电路电流越小,第二次实验时电流表示数小于第一次实验时电流表的示数,说明第二次接入电路的电阻丝的阻值较大。
(3)小宣判断电阻大小的方法是转换法;
A.水压使水管中形成水流,类似的电压使导体中形成电流,应用了类比法,故A不符合题意;
B.借助电动机提升重物的高度反映电流做功多少,应用了转换法,故B符合题意;
C.探究电流的大小与导体电阻的关系,应控制电阻两端的电压相同,应用了控制变量法,故C不符合题意。
故选B。
9.(1) 右 电压
(2)电流与电阻的乘积为一定值
(3)两次实验定值电阻两端的电压不同
【详解】(1)[1][2]探究电流与电阻的关系时,要控制定值电阻两端电压不变,更换更大阻值的定值电阻时,由串联分压原理可知,定值电阻两端电阻会变大,电压表的示数变大,因此需将滑动变阻器滑片向右移使电阻变大,才能使电压表的示数保持恒定;因此移动滑片的同时需观察电压表的示数,使其保持恒定。
(2)计算每组数据,电阻增大时,电流减小,且电阻与电流的乘积近似相等,可见电压一定时,电流与电阻的乘积为一定值,即电流与电阻成反比。
(3)探究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端电压不变,若小米与小曼控制的电压不同,会导致电流与电阻倒数的图像斜率不同(斜率表示定值电阻两端电压),因此图像不重合。
10. 断开 A R断路 0.5 左 21Ω 电压 2.5V 见解析
【详解】(1)[1][2]实验时,为了保证电路安全,连接电路前开关应断开,闭合开关前,滑动变阻器的滑片处在阻值最大处,由实物图知,滑片应移动到A端。
(2)[3]电流表无示数,说明电路中没有电流通过,电路断路,电压表示数始终接近电源电压,说明电压表两端到电源两端是通路,综合判断可能的故障是电阻R处断路。
(3)[4]由图知,电流表接小量程,分度值为0.02A,示数为0.5A。
(4)[5]将定值电阻接入电路后,电流为0.5A,定值电阻两端的电压为
探究“电流与电阻”的关系实验,根据控制变量法,应保持定值电阻两端的电压为2.5V不变,由串联电路分压原理知,将5Ω的定值电阻依次更换为10Ω、20Ω的电阻后,定值电阻两端的电压增大,故应将滑动变阻器的滑片向左端滑动,增大滑动变阻器接入电路的电阻,使滑动变阻器分担更多的电压。
(5)[6]当换接35Ω的电阻时,为完成实验,此时,定值电阻两端的电压应为2.5V,则电路中的电流为
由串联电路分压原理知,滑动变阻器两端的电压为
滑动变阻器接入电路的阻值为
应更换的滑动变阻器的最小阻值是。
(6)[7][8]由图可知,横坐标为R,纵坐标为I,阴影部分的面积为IR,结合欧姆定律可得,阴影部分的面积代表的物理量为电压,其大小为2.5V。
(7)[9]由于此图像为曲线,小雨认为不便直观判断I与R的定量关系,由欧姆定律得
即电压一定时,电流I与电阻的倒数成正比,故应将横坐标变为,便可直观判断判断I与R的定量关系。
11. 小灯泡断路 0.3 0.75 小于 3 变大 通过导体的电流与导体的电阻成反比
【详解】(1)[1]根据滑片向右移动时灯泡变暗,电路中电流变小,由欧姆定律可知,电路的总电阻变小,所以滑动变阻器左下接线柱连入电路中与灯串联,如下图所示:
(2)[2]闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电流表无示数,电路可能断路,电压表有示数,则电压表与电源连通,若电路只有一处故障,则故障原因是与电压表并联小灯泡断路。
(3)[3][4][5]灯泡两端电压为2.5V时,灯泡正常发光,由图乙可知,电流表使用小量程,分度值0.02A,则此时通过灯泡的电流为0.3A,所以灯泡的额定功率
P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W
由可知,在电阻不变时,电功率与电压的平方成正比,3.0V为额定电压的
若灯的电阻不变,则灯泡的实际功率为
P实=(1.2)2×0.75W=1.08W
但因灯的电阻随温度的升高而变大,根据可知,此时灯泡的实际功率小于1.08W。
(4)①[6][7]由图丙知,电阻两端的电压始终保持
UV=I′R′=0.2A×15Ω=3V
即电阻两端的电压控制为3V不变;根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω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,即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,滑动变阻器连入电路的阻值应变大。
②[8]因电流与电阻之积为一定值,故实验结论是电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
12. 断开 B 电压表的示数为2V 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【详解】(1)[1]由于电源为两节电池,所以电压表选用0~3V的量程与定值电阻并联,电流表与定值电阻串联,实物图的连线如下图:
(2)[2][3]为了保护电路,在连接电路时,开关应该是断开的,滑动变阻器的滑片应该放在阻值最大处,即图中B端。
(3)[4]探究电流与电阻关系的实验,应保持定值电阻两端的电压保持不变,当电阻由5Ω更换为10Ω,由分压公式知,定值电阻两端的电压会变大,为了使其两端的电压保持2V不变,则滑动变阻器的电阻也应该变大,由(1)的实物图知,滑动变阻器的滑片P应该向B移动,直到电压表的示数为2V时为止。
(4)[5]由表格的数值得,当定值电阻两端的电压一定时,定值电阻的阻值在成倍的增加时,流过其的电流在成倍的减小,则结论为:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
13. 6 2.4 7.5 “50Ω 1.5A”
【详解】(1)[1]根据图甲可知,电压表测量滑动变阻器和定值电阻R两端电压,故将电压表并联接在滑动变阻器和定值电阻R两端,如图所示:
[2]电压表示数如图丙所示,电压表分度值0.5V,故其示数为6V。
(2)[3]由题意知,滑动变阻器和定值电阻R串联,当电流表示数为0.24 A时,由可得,定值电阻两端电压为
根据串联电路分压特点可得,此时滑动变阻器两端电压为
由得,滑动变阻器此时电阻为
当定值电阻更换为15Ω时,由于电压表量程为0~3V,则移动滑动变阻器,根据控制变量法,此时应控制电压表示数为2.4V。根据串联电路电压特点可知,此时滑动变阻器两端电压为
根据得,此时电路电流为
由得,此时滑动变阻器连入电路的阻值为RP2为
所以可得
(3)[4]将15Ω的定值电阻更换为20Ω的定值电阻, 滑片P在最右端时,电压表示数为2.7V,则滑动变阻器接入电路的最大电阻阻值不够,为了能继续后面的实验,控制定制电阻两端电压为2.4V,所以需跟换阻值更大的滑动变阻器,当接入定值电阻阻值为25Ω时,由得,经过定值电阻的电流为
此时需要接入滑动变阻器的电阻为
所以应选择“50Ω 1.5A”的滑动变阻器。
14.(1)
(2) 见解析 5 5.6
(3) 0.4 更换电阻时未断开开关 2∶3
【详解】(1)探究电流与电压、电阻的关系,电阻、电流表、滑动变阻器串联,电压表与电阻并联,所以需要把电阻右侧接线柱与电压表负接线柱连接起来即可,如图所示:
(2)[1][2][3]分析表中五次数据,电压与电流的比值为
即电阻的阻值是5Ω保持不变,可以得到电阻一定时,电流与电压成正比;由表中数据可知,电路中最小电流为0.16A,此时导体两端的电压为0.8V,如果电源为4节新干电池串联组成,则电源电压为6V,此时滑动变阻器分得的电压为U滑=U总-U1=6V-0.8V=5.2V
滑动变阻器接入电路的最大阻值
由题意可知,每节电池的电压略小于1.5V,则电源电压略小于6V,滑动变阻器分得的电压略小于5.2V,变阻器的最大阻值应略小于32.5Ω,故滑动变阻器应选“30Ω 2A”。电源电压U=I1R滑+U1=0.16A×30Ω+0.8V=5.6V
(3)[1]由图乙可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.4A。
[2]为了保护电路,更换电阻时,需要断开开关,小明他拆下10Ω电阻后,电流表示数为0,电压表示数接近电源电压,说明在更换电阻的过程未断开开关。
[3]电阻阻值为10Ω,电阻两端电压为U2=I2R2=0.4A×10Ω=4V
变阻器的阻值
小明将15Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数不变,即电阻两端的电压仍为4V,此时电路中的电流为
变阻器的阻值
故RP∶RP'=4Ω∶6Ω=2∶3
15. 6 右 2.4 22.5 50Ω 1.5A
【详解】(1)①[1]图甲中,两个电阻串联,电流表测电路中的电流,电压表测电源电压。作图如下:
②[2]图丙中,电压表选用大量程,分度值为0.5V,示数为6V。
(2)[3]要探究电流与电阻的关系时,应保持定值电阻两端的电压不变,用15欧电阻替换10欧电阻后,变阻器滑片若保持不变,则电压表示数变大,所以应将滑片向右移动,变阻器接入电路的阻值变大,分得的电压变大。
[4]定值电阻为10欧时,电流表示数为0.24A,即电路中的电流为0.24A,定值电阻两端的电压
所以移动滑片,直至电压表示数为2.4V。
[5]据串联电路的分压特点知,此时变阻器两端的电压
U变=U-U1=6V-2.4V=3.6V
则有
解得,变阻器接入电路的阻值。
(3)[6]当定值电阻阻值为20欧时,电压表示数为2.7V,则变阻器两端的电压为
U变1=U-U2=6V-2.7V=3.3V<3.6V
说明变阻器最大阻值太小,分去的电压太小,为了保持电压表示数为2.4V,当定值电阻接入电路的阻值最大为25欧时,变阻器需要接入电路的阻值最大。此时有
25Ω∶R大=2.4V∶3.6V
解得,变阻器的最大阻值至少为R大=37.5Ω。所以实物电路图的滑动变阻器更换为“50Ω 1.5A”。
16.(1)A
(2)2
(3)变大
【详解】(1)试触时发现电压表指针迅速偏向最右端,说明电压表两端与电源相通,电流表示数为零,则说明发生断路,则电路中出现的故障可能是断路,故选A。
(2)实验过程中,定值电阻两端的电压要保持不变,所以控制的电压为
所以在移动变阻器滑片的过程中,眼睛应观察电压表的示数,直到示数为2V,即停止移动滑片。
(3)实验中,小刘将5Ω定值电阻更换为10Ω后,根据串联分压原理,定值电阻两端的电压变大,即电压表示数变大。
17.(1) 调零 断路
(2)不变
(3) 小于 e
(4) 0.3 反比
【详解】(1)[1]实验前如图甲所示,即电流表的指针不在0刻度线处,则应先将电流表调零。
[2]由图乙得,导体A连接在电源的两端,电压表测量导体A的电压,电流表测量电路电流。连接好电路,闭合开关,发现排除故障后,电流表没有示数,电压表的示数接近电源电压,原因可能是与电压表并联的导体A发生断路。
(2)由图丙得,导体A、B的I-U图像均为过原点的倾斜直线,说明同一导体两端的电压与通过电流的比值是一定的。
(3)[1]由图丙可知,A、B的电压一定时,B的电流较小,由欧姆定律得。
[2]由图丙中数据与欧姆定律得,A的电阻为
B的电阻为
导体A、B的阻值对应的色环及含义如图丁所示,说明黑表示的数字为0,绿表示的数字为5,棕表示的数字为1,若还需用到一个15Ω的电阻,应选用图戊中的e。
(4)[1]由表格中数据得,电路中接入15Ω的电阻,电路电流为0.2A,由欧姆定律得,电阻的电压控制为
将15Ω的电阻替换为B,使B两端电压达到上述固定值,此时电流为
[2]由表格数据可得:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻的乘积不变,说明当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
学科网(北京)股份有限公司
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