内容正文:
17.1 电流与电压、电阻的关系
一、单选题
1.在如图所示的图象中,能正确反映物理量之间关系的是( )
A.甲图:定值电阻与它两端电压的关系 B.乙图:定值电阻与通过它的电流的关系
C.丙图:电压一定时,电流与电阻的关系 D.丁图:电阻一定时,电流与电压的关系
2.勇勇在探究“电流与电阻的关系”时,按照如图所示连接电路,电源电压恒为 6V, 电阻 R1 可选用 5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四种规格,请回答下列问题。
根据电路图,连接各元件的过程中,以下描述错误的是( )
A.闭合开关前,应将滑动变阻器移动到最左端
B.电压表误接在滑动变阻器两端也可以进行实验
C.滑动变阻器可以连接三个接线柱
D.移动滑动变阻器是为了改变定值电阻两端电压
3.在探究“导体中的电流跟导体两端的电压的关系”时,小阳同学设计了如图所示的电路。为了完成实验探究,下列说法正确的是( )
A.改变R的阻值 B.保持R的阻值不变
C.保持R中通过的电流不变 D.保持R两端的电压不变
4.研究电流跟电阻、电压的关系,实验时,分别保持电阻不变和保持电压不变两步进行探究,在保持电阻不变这一步中,实验要求( )
A.保持滑动变阻器的滑片位置不变
B.保持电阻R两端的电压不变
C.保持电路中的电流不变
D.保持定值电阻阻值不变,调节滑动变阻器的滑片到不同的位置
5.用如图所示电路研究电流跟电压的关系。为了改变定值电阻R两端电压,设计了三种方案:甲:在MN间先后接入电压不同的电源;乙:在MN间先后串联接入电源与电阻大小不同的定值电阻;丙:在MN间串联接入电源与滑动变阻器。可行的方案是( )
A.仅有甲 B.仅有乙
C.仅有甲、乙两种 D.甲、乙、丙都可行
6.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
7.某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时,根据收集到的数据画出了如图所示的I-R图象,下列结论与图象相符的是( )
A.电阻一定时,电流随着电压的增大而增大
B.电阻一定时,电压随着电流的增大而减小
C.电压一定时,电阻随着电流的增大而减小
D.电压一定时,电流随着电阻的增大而减小
8.如图所示的是“研究电流跟电压关系”的电路,在进行“保持电阻不变”这一步骤时,实验要求是( )
A.保持R'的滑片位置不动
B.保持R两端的电压不变
C.保持R不变,调节R'的滑片到不同的适当位置
D.保持电路中的电流不变
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.图甲是探究通过导体的电流与电阻关系的电路图(电源电压保持不变),图乙是依据五次实验的数据描点绘制的I-R图像。分析图像可得实验结论: ;当R由10Ω换为 Ω时,需将滑动变阻器接入电路的阻值调得更小,才能使R两端的电压保持在 V不变。
11.在探究“电流与电压的关系”的实验中,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应调到的 位置,分别采用5Ω、10Ω、15Ω的电阻进行实验,目的是 。图是根据实验数据绘制的图像,由图像可知:电阻一定时,导体中的电流与加在这段导体两端的电压成 关系;由图像还能得出电流与 之间的关系。
12.如图所示,是小悦探究电流与电阻关系的实验电路,当AB间换接更大阻值的电阻后,电压表的示数会 ,为了使AB间电压与换接前一样,她应将滑动变阻器的滑片P向 调至适当位置。
13.某同学利用如图所示的电路“探究电流与电压和电阻的关系”。实验开始时,滑动变阻器的作用是 。在“探究通过导体的电流与导体两端电压”关系时,应保持 不变;移动滑动变阻器的滑片到不同位置时,电压表的示数与电流表的示数之比 (填“变大”或“变小”或“不变”)。
三、实验题
14.小明用如图甲电路探究“电流与电压的关系”。电源电压恒为3V,滑动变阻器规格为“20Ω、1A”。
(1)用笔画线代替导线,将图甲实物电路连接完整。要求开关闭合前无需移动滑片 。
(2)闭合开关后,移动滑片时发现电流表没有示数,电压表有明显的示数,则发生故障的原因可能是定值电阻 (选填“断路”或“短路”)。
(3)他将5Ω的电阻接入电路,检查电路无误后开始实验,多次改变导体电阻两端的 ,并记录对应的 。
(4)在步骤(3)操作中,依次得到A到E点的数据,并绘制图像如图乙,根据图像可得出结论:在导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。进一步分析发现,A到E点的数据中, 点的数据是编造的,利用上述器材无法得到。
15.在探究电流与电压关系的实验中,同学们设计了如图所示的三种电路。
(1)甲同学认为图(b)电路比图(a)电路好,理由是图(b)电路能保持 不变;乙同学认为图(c)电路比图(b)电路更好,理由是图(c)电路 ;
(2)实验操作过程中,丙同学发现滑动变阻器损坏,但经过思考后利用图(b)电路最终也完成了多次实验,该同学的做法是 。
16.探究电流与电压的关系
(1)电路图
(2)设计实验:运用控制变量法,控制 不变,改变定值电阻两端 。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两端的电压成 。
四、作图题
17.(1)如图1所示中,请完成“探究电流与电压关系”电路的连接,要求使滑动变阻器接入电路时的阻值最大;
(2)智能锁需通过“密码+指纹”两次识别成功才能开锁。第一次识别成功时S1闭合,发声器发出声音,但不开锁;第二次识别成功时S2闭合,有电流通过电动机,开锁成功,请设计并在图2中画出符合要求的电路图。
18.在电阻一定时探究电流与电压关系的实验中,小凯把定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和电源连接成了图所示的电路,正准备闭合开关时,旁边的小兰急忙拦住他,说接线错了。
请你检查一下电路,错在哪里?小兰发现只要改接一根导线就可以,请把接错的那一根导线找出来,打上“×”,再画线把它改到正确的位置上。
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.D
【详解】AB.定值电阻的阻值大小不随其两端电压及通过它的电流而改变,故AB不符合题意;
C.当电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比,故C不符合题意;
D.当电阻一定时,电流与电压成正比,故D符合题意。
故选D。
2.D
【详解】A.为保护电路,闭合开关前应将滑动变阻器调节到变阻器阻值最大处,由图可知,需要将滑动变阻器移动到最左端,故A正确,不符合题意;
B.在探究“电流与电阻的关系”实验中,需要保证定值电阻两端电压保持不变,由图可知,该电路为串联电路,电路中有滑动变阻器和定值电阻,根据串联电路电压规律,滑动变阻器电压也会保持不变,所以当电压表误接在滑动变阻器两端也可以进行实验,故B正确,不符合题意;
C.由图可知,当滑动变阻器左下接线柱也接入电路时,会被上方导线短路,对电路没有影响,故C正确,不符合题意;
D.在探究“电流与电阻的关系”实验中,滑动变阻器的作用是为了保证定值电阻两端电压不变,故D错误,符合题意。
故选D。
3.B
【详解】由欧姆定律可知,导体中的电流的大小与导体两端的电压和导体的电阻大小有关,由控制变量法可知,在探究“导体中的电流跟导体两端的电压的关系”时,应保持R的阻值不变,改变R两端的电压,观察导体电流的变化。故选B。
4.D
【详解】电流跟电阻、电压的大小有关,研究电流与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,根据保持电阻不变可知,本次实验研究的是电流与电压的关系,为得出普遍性的结论,要改变电阻两端的电压和通过的电流多次测量,则实验中保持定值电阻阻值不变,通过调节滑动变阻器的滑片到不同的位置,改变定值电阻两端的电压和通过的电流大小,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
5.D
【详解】研究电流跟电压的关系时,应控制电阻的阻值不变,改变电阻两端的电压,则甲:多节干电池串联接入MN时,改变干电池串联的节数时电源的电压发生变化,R两端的电压发生变化,方法可行;乙:电池先后与不同定值电阻串联接入MN,定值电阻的阻值不同,分得的电压不同,定值电阻R两端的电压不同,方法可行;丙:电池与滑动变阻器串联接入MN时,移动滑动变阻器滑片P改变接入电路中的电阻,从而改变电路中的电流和R两端的电压,方法可行;综上可知,甲、乙、丙三种方案均可行。
故选D。
6.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。
7.D
【详解】图象的横坐标表示电阻,纵坐标表示电流,是个反比例函数图象,因此说明:电压一定时,电流随电阻的增大而减小,即电流与电阻成反比。
故选D。
8.C
【详解】研究电流跟电压的关系时,保持电阻R不变,通过移动滑动变阻器R′的滑片,改变定值电阻的电压和电流,讨论电流跟电压的关系,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
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. 见详解 5 3
【详解】[1]由图可知,电流与电阻的乘积保持不变,所以得到结论,在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。
[2][3]实验采用了控制变量法,要控制定值电阻两端的电压相同;由图乙知,电阻两端的电压为
即保持3V的电压不变,由串联电路电流相等的特点结合欧姆定律可得
即电压与电阻成正比,所以R由10Ω换为5Ω时,需要将滑动变阻器阻值调小,才能保持电压3V不变。
11. 阻值最大 使实验结论更具有普遍性 正比 电阻
【详解】[1]开关闭合前,应该将滑动变阻器的阻值调到最大位置,使电路接通后,电路中电流最小,起到保护电路作用。
[2]分别采用5Ω、10Ω、15Ω的电阻进行实验,换用不同阻值的电阻进行多次实验,得出定值电阻变化时,电流与电压的关系是不是仍然成立,使结论正具有普遍性,减小偶然性。
[3]由图像可知,三个电阻的电流与电压图像都是过原点的倾斜直线,说明电压与电流的比是一个定值,可得同一电阻的电流与电压是成正比的。
[4]由该图像可得,当电压相同时,电阻扩大几倍与电流就缩小为原来的几分之一,因此还可以得出在电压相同时,电流与电阻成反比。
12. 变大 右
【详解】[1][2]当AB间换接更大阻值的电阻后,由串联分压可知电压表的示数会变大,为了使AB间电压与换接前一样,即电压表的示数减小,由串联电路电压的规律可知增大变阻器两端的电压,由串联分压可知增大变阻器连入电路的阻值,应将滑动变阻器的滑片P向右调节到适当位置。
13. 保护电路 电阻 不变
【详解】[1][2][3]在实验开始时,闭合开关前滑动变阻器的滑片应移至最大阻值处,来保护电路;根据控制变量法可知,在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,应保持电阻不变;由图可知,电压表和电流表分别测定值电阻R1两端电压和通过的电流,根据可知,比值不变。
14.(1)
(2)断路
(3) 电压 电流
(4) 正比 A
【详解】(1)如图,要探究 “电流与电压的关系”,需要将电压表并联在定值电阻两端。从电源正极出发,依次连接开关、滑动变阻器、定值电阻、电流表回到电源负极,再将电压表并联在定值电阻两端。要使开关闭合前无需移动滑片,可将滑动变阻器的左下接线柱与开关右接线柱相连,因为此时滑动变阻器滑片在最右端,这样连接后,开关闭合前滑动变阻器接入电路的电阻处于最大状态,能起到保护电路的作用。如图所示
(2)闭合开关后,电流表没有示数,说明电路可能存在断路;电压表有明显示数,说明电压表与电源之间是通路,所以发生故障的原因可能是定值电阻断路。
(3)[1][2]在探究 “电流与电压的关系” 实验中,要控制电阻不变,多次改变导体电阻两端的电压,并记录对应的电流。
(4)[1]如图乙,绘制的图像是一条过原点的直线,说明在导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
[2]电阻,滑动变阻器规格为 “20Ω、1A”,电源电压恒为3V。根据串联电路的分压原理,即
当滑动变阻器接入电路电阻最大时,定值电阻两端电压最小,即
解得,观察图像,A点电压
所以A点的数据是编造的,利用上述器材无法得到。
15.(1) 电阻 便于多次实验
(2)见解析
【详解】(1)[1][2]研究电流与电压的关系时,要控制电阻的大小不变,因灯丝的电阻随温度的变化而变化,定值电阻能更好地保持电阻不变,故图(b)电路比图(a)电路好; 图(c)电路中变阻器与电阻串联,通过移动变阻器的滑片改变R两端的电压,从而起到多次测量的作用,得出普遍性的结论。
(2)发现滑动变阻器损坏,可直接将电阻接在电路中,通过改变电源电压,达到多次实验得出普遍规律的目的。
16. 定值电阻 电压 保护电路和改变定值电阻两端的电压 电阻 正比
【详解】(2)[1][2]影响电流大小的因素有电压和电阻,根据控制变量法的思路,研究导体中的电流与电压的关系时,要保持导体的电阻不变,改变定值电阻两端电压。
[3]该实验中滑动变阻器的作用一是为保护电路,连接电路时,开关应该断开,闭合开关前,将滑片移至最大阻值处;二是在探究电流与电压的关系时,需要改变滑动变阻器接入电路的阻值,来调节定值电阻两端电压的变化。
(3)[4][5]导体电流与导体两端电压的关系:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
17.(1)
(2)
【详解】(1)探究电流与电压关系的实验中,电压表要与定值电阻并联,因为电源电压为3V,所以电压表选用小量程;要求使滑动变阻器接入电路时的阻值最大,图1中滑片在最右端,所以变阻器应选择左下接线柱串联到电路中,作图如下:
(2)由题意可知,当只闭合S1时,发声器接通,但电动机并没有接通;当S1、S2都闭合时,电动机才接通,所以发声器和电动机并联,在干路上,在电动机的支路上,作图如下:
18.
【详解】电路错在电流表和电阻并联,并且电压表并未与待测电阻并联,只改接一根导线来改变电路,电路接法如下
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