2026年中考物理第二轮实验专题复习-探究电流与电压的关系
2026-05-05
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摘要:
**基本信息**
以“探究电流与电压的关系”实验为核心,通过基础操作、综合应用、拓展探究三层设计,构建从单一技能到综合问题解决的知识巩固路径,强化科学探究与科学思维。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础操作层|电路连接、仪器使用、故障判断|以电路连接(如第1题(1))、滑片位置(如第1题(2))等基础题,培养实验基本技能|
|综合应用层|数据处理、结论归纳、实验改进|通过数据表格分析(如第2题(2))、结论推导(如第1题(6)),提升科学推理能力|
|拓展探究层|滑动变阻器取值、电源电压调整、跨知识点应用|结合故障分析(如第3题(2))、方案设计(如第4题(4)),发展质疑创新与问题解决能力|
内容正文:
2026年中考物理第二轮实验专题复习-探究电流与电压的关系
1.小明同学在做“探究电流与电压的关系”实验时,准备了以下器材:干电池(1.5V)两节,电流表(0~0.6A/0~3A)、电压表(0~3V/0~15V)、滑动变阻器(20Ω 2A)定值电阻(5Ω)、开关各一只、导线若干。根据图甲所示的电路图进行实验。
(1)用笔画线代替导线,按照图甲所示电路,将乙图中的实物图连接完整;______
(2)连接电路。闭合开关前,滑动变阻器滑片P应处于______(选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,原因可能是______;
(4)实验过程中,要使电压表示数逐渐变大,滑动变阻器滑片P应向______(“左”或“右”)移动;
(5)实验过程中,电流表的示数如图丙所示,此时电路中的电流为______A;
(6)最后结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成______比;
小明还想做“探究电流与电阻的关系”实验,又找来了阻值分别为10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个。
(7)小华先把10Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,她直接拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数______(变大、变小、不变),要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向______端(选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为______V。所以此实验中,滑动变阻器作用是______;
(8)当小华改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,则换用的滑动变阻器最大阻值不得小于______;
(9)解决了上述问题后,完成了实验。利用收集到的多组数据。分析得结论:电压一定时,导体的电流与导体的电阻成______比。
2.疯狂物理第二小组的三位同学小王,小傅,小陈用如图所示装置探究电流与电压的关系,电源电压恒为3V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)小王在连接电路时,开关应处于__________状态。连接好的电路如图甲所示,电路中部分连接不合理,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确,请你在该导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法______;
(2)正确连接电路后,闭合开关,改变滑片位置,小陈记录实验数据如下表所示,第三次实验的电流如图乙所示,示数为__________A。根据表中数据可归纳得出结论______________________________;
实验次数
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
电压/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流/A
0.10
0.20
0.40
0.50
(3)同组的小傅在检查数据时发现有一组数据有拼凑的嫌疑,无法由当前的电路测量得出,则这组数据是第__________次的实验数据,由表可知实验中所使用定值电阻的阻值为__________Ω;
(4)小傅还想探究“电流与电阻的关系”,于是完成表格第二次探究后仅将电阻更换成原电阻的两倍,闭合开关后电路中的电流将变成__________A,此时电压表示数为U,接下来小傅将电阻换成25Ω进行实验,发现无论怎样移动滑片P都无法使电压表示数为U,则小傅可以更换一个不高于__________V的电源电压。
3.在“探究电流与电压的关系”实验中,用2节新干电池做电源,其他器材如图甲所示;
(1)请你用笔画线代替导线把图甲电路连接完整(导线不得交叉)___________;
(2)连接好电路后,闭合开关S,发现电流表指针几乎没有偏转,电压表指针迅速偏转到满偏刻度外。出现这一现象的原因可能是___________(假设电路只有一处故障);
A.定值电阻短路 B.定值电阻断路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(3)电路中滑动变阻器的作用除了保护电路之外另一个作用是:通过调节其___________值,改变电路中的___________,从而改变定值电阻两端的电压;
(4)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于图中___________(选填“A”或“B”)端;
(5)某实验小组根据实验数据,作出甲、乙两个电阻的图像。分析图像可得结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成___________比;
(6)由图像可知甲的电阻为___________,乙的电阻比甲的电阻___________(选填“大”或者“小”)。
4.如图所示,在探究“通过导体的电流与导体两端电压关系”实验时,电源电压为3V不变,滑动变阻器规格为“30Ω 1A”:
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.2
1.6
1.8
2.4
2.8
电流I/A
0.12
0.16
0.18
0.24
0.28
(1)根据图甲连接电路时,滑动变阻器滑片要移至__________;
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,测得多组电流、电压的数据,记录在表格中;
(3)根据表格数据,可以得到结论;________________;
(4)增加5Ω、15Ω、20Ω的定值电阻,利用上述的实验器材和电路还可以探究“电流与电阻的关系”:。
①先将5Ω的定值电阻接入电路中,调节滑动变阻器,当电压表示数为1V时,记录电流表的示数;
②不改变滑动变阻器滑片的位置,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,闭合开关,向______(选填“左”或“右”)移动滑动变阻器滑片,直至电压表的示数为_______V;
③对“探究电流与电阻关系”的实验过程进一步分析、论证,绘制了实验过程中“电流与定值电阻、电流与滑动变阻器,电流与总电阻”之间的图像,如图丙,其中反映电流与总电阻关系的是_____(选填“a”、“b”或“c”),图中阴影部分面积表示的物理含义是_______________;
④该小组用20Ω的电阻替换15Ω的电阻进行了第4次实验,发现实验无法进行下午,为完成第4次实验,同学们提出下列解决方案,其中可行的是_____________。
A.换成电压为4V的电源
B.更换最大阻值大于或等于40Ω的滑动变阻器
C.将电压表的量程换为0~15V
D.可将定值电阻两端的电压调为1.2V~3V
5.有如下器材:电压为的电源、电压表、电流表、定值电阻R(、、、)、标有“”字样的滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)在“探究电流与电压的关系”实验时:
①请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整(要求滑片P向左滑动时,滑动变阻器连入电路的阻值变大);( )
②当连接完最后一根导线时,发现电流表和电压表都有示数,操作过程中存在的问题是_____________;
③将滑片P移动到某一位置,记下电压表和电流表的示数,接下来的操作是________(选填字母);
A.换用另一定值电阻,保持滑片P位置不变,记下电压表和电流表的示数
B.将滑片P移动到另外几个位置,分别记下对应的电压表和电流表的示数
④小明根据实验数据画出图像如图乙所示,分析可知,电阻一定时,电流跟电压成______关系;
(2)在“探究电流与电阻关系”实验时:
①将的定值电阻接入图15甲所示电路中,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为,读出电流表示数;断开开关,将电阻R由换成,闭合开关,此时应将滑动变阻器的阻值调________(选填“大”或“小”),从而达到控制变量的目的;再将电阻R由换成,重复上面的实验,这样做的目的是___________(选填字母);
A.多次测量,寻找普遍规律
B.多次测量取平均值,减小实验误差
②将电阻R换成进行实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P都无法使电压表的示数为,此时可以___________(选填“增大”或“减小”)电源电压来完成实验。
6.在“探究电流与电压的关系”的实验中,用到如下实验器材:电源(两节干电池)、开关、导线若干、定值电阻、电流表、电压表和滑动变阻器。实验中连接了如图甲所示的电路。
【证据】
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整________。连接电路时,滑动变阻器滑片应该调到________(选填“a”或“b”)端。
(2)检查电路连接无误后开始进行实验。闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表几乎无示数,电压表有示数且不变,若只有一处故障,原因可能是________。
(3)排除上述故障,闭合开关后,小明调节滑片使电压表示数为0.5V,记录电流表读数,再将滑片向着靠近________(选填“a”或“b”)端的方向移动,使电压表示数为1.0V,继续记录电流表读数。
【解释】
完成实验并整理器材后,小明将所得数据描点连线画出的图象如图乙所示,并根据图象得出结论:________。
【交流】
为了得到更具有普遍性的结论,小红利用小明的实验器材,仅将更换为不同阻值的定值电阻重新连接电路并进行相同操作,结果画出的图象却如图丙所示:小明帮助小红进行分析,确认是电路连接错误,则该错误为________。
7.科技小组设计了一种亮度可调台灯,小灯泡的额定电压为12V,如图甲所示。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
3.8
6
9
12
电流I/A
0.38
0.6
0.9
1.2
(1)滑片顺时针转动,灯泡的亮度将______;
(2)在图甲所示器材基础上,增加电流表和______表,就可以测量小灯泡的电功率;
(3)在图甲增加器材后,将滑片调到阻值最大端,闭合开关,记录两电表示数;移动滑片,观察并记录多组数据,绘制如图乙所示的I-U图像,则小灯泡的额定功率为______W。实验中,当电流表示数为I0(I0<0.6A)时,小灯泡的电功率为P1;
(4)断开开关,用定值电阻替换小灯泡,探究电流与电压的关系,将滑片调到阻值最大端,闭合开关,读出两电表示数,并记录在表格中;移动滑片,测出多组数据,记录在表格中。分析表格中的数据可知:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成______。实验中,当电流表示数仍为I0时,定值电阻的电功率为P2,则P1、P2的大小关系为P1_______P2;
(5)利用以上数据求出电源电压(写出必要的文字说明、表达式及最后结果)。______
8.小明同学在“探究电流与电压的关系”的实验中,选用的实验器材如图所示,已知定值电阻R的阻值为。
U/V
0.5
0.7
1.0
1.4
1.8
2.5
3.0
I/A
0.1
0.14
0.2
0.28
0.36
0.5
0.6
(1)请用笔画线代替导线,在图中添加一条导线将实验电路补充完整。要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表的示数变大;______
(2)断开开关,按照电路图连接实物,应将滑动变阻器的滑片置于______端(选填“左”或“右”),检查电路连接无误后,再闭合开关;
(3)分析实验数据,得到的结论是:当______一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成______。
9.在“探究电流与电压的关系”实验中。
(1)实验电路图如图甲所示,根据电路图连接实物电路的过程中,开关必须_____(选填“断开”或“闭合”);
(2)正确连接电路后,先将滑动变阻器的滑片P移至最_____(选填“左”或“右”)端,然后再进行实验;
(3)根据实验数据绘制的I﹣U图象如图乙所示,分析图象可以得出结论:_____;
(4)本次实验应用了控制变量法,其控制的物理量及其数值是_____。
10.小林用图甲电路探究电流与电压的关系。他用一根完整的6B铅笔芯,取其长度,将铅笔芯的两端分别夹在、两点间,如图乙所示。
(1)根据图甲的电路图,用笔画线代替导线,将图乙的实物图补充完整,使滑动变阻器滑片向右滑动时,电流表示数减小。
(2)闭合开关,发现电压表无示数,电流表无示数,则电路故障可能是滑动变阻器_____路。
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器,改变铅笔芯两端电压,并记下电流表示数。下表记录的数据中,电压为1V时,电流如图丙所示,则电流大小为_____。
6B铅笔芯长度
电压
0.5
1
1.5
电流
0.2
0.6
(4)分析数据,得出的初步结论是:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成_____。
(5)小林使、之间接入铅笔芯的长度变为,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表示数为,记录电流表的示数,发现_____(选填“>”“<”或“=”),其原因是:__________。
(6)接着小林只利用电流表、一根长的铅笔芯X(已知电阻为),另一根长其他均相同的6B铅笔芯Y,按下图连接电路,测量滑动变阻器某一段长度的电阻值:
①闭合开关、,断开,调节滑动变阻器至某一位置,测得电流为;
②闭合开关_____,保持滑动变阻器滑片不动,测得电流为;
③此时滑动变阻器的接入电路的电阻__________(用、、来表示)。
11.某同学在“探究电流与电压的关系”的实验中。
(1)闭合开关前,发现电流表指针在零刻线左端,接下来应进行的操作是__________;
(2)正确连接电路后,闭合开关,第一次实验时电流表示数如图乙所示,接下来继续第二次实验,滑动变阻器的滑片应该向__________(选填“左”或“右”)移;
电压/V
0.5
1
1.5
2
2.5
电流/A
0.2
0.3
0.4
0.5
(3)实验中测得多组数据如表。分析表中数据可得出结论:__________;
(4)实验结束后,小明想测一个额定电压为2.5V小灯泡的额定功率,但电流表损坏。他用四节新干电池串联作电源,另有规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器R1和一个铭牌不清的滑动变阻器R2,设计了如图丙所示的电路。请你帮他完成测量过程:
①闭合开关,将滑动变阻器R1的滑片移至最左端,调节滑动变阻器R2的滑片,使电压表示数为__________V,小灯泡正常发光;
②__________,将滑动变阻器R1的滑片移至最右端,读出电压表的示数为0.5V;
③小灯泡的额定功率为__________W。
12.小华用图甲所示装置探究电流与电压的关系。电源电压3V恒定不变,滑动变阻器的规格为R1“30Ω 2A”、R2“50Ω 1A”、R3“20Ω 1A”。
(1)请用笔画线代替导线在图甲中完成电路连接,要求滑片P向右移动电流表的示数变小___;
(2)连接好电路,闭合开关,移动滑片发现,电流表有示数,电压表无示数,则出现该故障的原因可能是___________;
(3)排除故障后改变滑片位置,记录实验数据如表,空白处的电流如图乙所示,示数为___A;根据表中数据可归纳得出结论:___________;
电压/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.10
0.20
0.40
0.50
0.60
(4)为了进一步探究电流与电阻的关系,又找来10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻继续实验。
①将滑动变阻器R1的滑片置于阻值最大处,闭合开关,缓慢移动滑片,直至电压表示数为1V,记录电流表的示数,接下来用10Ω的电阻替换5Ω电阻,应将滑片向________(选填“左”或“右”)移动,使电压表示数仍为________V,记录电流表示数。再将15Ω、20Ω的定值电阻分别接入电路,重复以上步骤;
②当将20Ω的电阻接入电路进行实验时,发现无论如何调节滑片都无法满足预设电压为1V的条件。为使该电阻也能完成实验,小华认为可以改变电压表的预设电压,该预设值应不低于________V;同组的小明认为不改变电压表预设值也可解决上述问题,可选用的方案是_________(选填序号)。
A.换用滑动变阻器R2 B.换用滑动变阻器R3
13.在“探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系”实验中,某小组选用规格为“ 1A”的滑动变阻器等器材进行实验。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压
0.6
1.0
1.5
2.0
2.4
2.8
电流
0.12
0.20
0.32
0.38
0.48
0.56
(1)请根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路连接完整;_______
(2)闭合开关前将滑动变阻器的滑片移到_______(选填“最左”或“最右”)处,闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数,则产生故障的原因可能是________;
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,若电流表的示数如图丙所示,其读数为________A;
(4)在实验操作过程中保持________不变,改变滑动变阻器滑片的位置,测得多组对应的电压、电流值,如上表所示,由测得数据可以得出的结论是:当电阻一定时,导体中的电流与电压成_________;
(5)胡明认为将定值电阻换成小灯泡也能得出电流与导体两端电压的规律,小红觉得他的说法是错误的,原因是_______。
14.在物理实验课上,小天和同学们探究“电流与电压的关系”,电源电压3V,滑动变阻器的规格为“20Ω,1A”,如图所示。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.8
2.0
2.4
电流I/A
0.1
0.2
0.4
0.48
(1)请用笔画线将图甲中所缺的一根导线补充完整__________;
(2)闭合开关前,小明应将滑动变阻器的滑片置于__________端(选填“左”或“右”),其作用是保护电路,本实验中滑动变阻器的作用还有__________;
(3)在实验进行中,得到电流表示数,如图乙所示,补充表格数据,其示数为__________A;
(4)正确进行实验,得到实验数据如表,分析可得:电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成__________;
(5)老师看完数据后,指出小天有一组实验数据不是合理的,请你帮助小天分析,第__________次实验数据是杜撰,原因是__________。
15.小芳为了探究电流与电压的关系,连接了如图甲所示的电路。
(1)用笔画线将甲图中电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向左端滑动时,接入电路的电流变大___________;
(2)闭合开关后移动滑片P,根据实验数据绘制了定值电阻R的图像如图丙中a,分析图像中数据,电阻R的阻值为______,可得结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成______;
(3)小芳仅将实验中的电阻R拆下,换用一个额定电压为2.5V的小灯泡,继续实验。移动滑片P到某一点,电压表示数如图乙所示,若要测量小灯泡的额定功率,接着应该向______(填“左”或“右”)移动滑片,实验得到灯L的图像如丙中的图线b,则小灯泡的额定功率为______W。从图像还可以看出小灯泡的电阻在电压增大时变______(填“大”或“小”),这是因为灯丝的______不同导致的;
(4)小华打算增加一个阻值为的定值电阻,只利用一只电压表,通过简单操作来测量小灯泡的额定功率,图丁是设计的电路图。首先让开关S接a,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2.5V,保持滑动变阻器的滑片P不动,再让开关S接b,读出电压表的示数为U,便可以计算出小灯泡的额定功率为______(用已知量和测量量表示)。
试卷第1页,共3页
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《2026年中考物理第二轮实验专题复习-探究电流与电压的关系》参考答案
1.(1)
(2)B
(3)定值电阻R断路
(4)左
(5)0.30
(6)正
(7) 变大 右 2 控制电阻两端电压不变
(8)25
(9)反
【详解】(1)电源电压是干电池(1.5V)两节,故电压表选用小量程并联在定值电阻两端,如图所示:
(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片要移到最大阻值处,故滑片P应处于B端。
(3)电流表无示数,可判断出电路某处断路;电压表指针有明显偏转,说明与电源连通,则故障可能是定值电阻R断路。
(4)实验过程中,要使电压表示数逐渐变大,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压减小,由分压原理,变阻器连入电路中的电阻变小,滑动变阻器滑片P应向左移动。
(5)如图丙所示,电流表用的小量程,分度值0.02A,则此时电路中的电流为0.30A。
(6)在实验中会发现,电阻一定时,电阻的两端电压增大,通过其的电流也增大,电压增大几倍,电流也增大几倍,可得:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(7)[1][2][3][4]根据串联电路电压的规律和串联电路电压与电阻成正比,拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻,电压表示数变大;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,根据串联分压,应增大变阻器接入电路的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2V。所以此实验中,滑动变阻器作用是控制电阻两端电压不变。
(8)电阻两端的电压始终保持,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为
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,变阻器连入电路中的电阻为
(9)解决了上述问题后,完成了实验。利用收集到的多组数据。分析可知,电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻的乘积是一定值,所以可得:电压一定时,导体的电流与导体的电阻成反比。
2. 断开 0.3 在导体电阻不变时,导体中的电流与导体两端电压成正比 一 5 0.15 2.7
【详解】(1)[1]为保护电路,在连接电路过程中,开关应该是断开的。
[2]此时,电压表测量一段导线两端电压,未测量定值电阻两端电压。故应改为并联在定值电阻两端,如图所示:
(2)[3]电流表使用0~0.6A量程,分度值为0.02A,此时示数为0.3A。
[4]表中数据具有以下特点
即对应的电压与电流的比值相同,故结论是:导体电阻不变时,导体中的电流与电压成正比。
(3)[5][6]根据第二次数据可以计算出定值电阻的阻值为
当变阻器全部连入电路时,变阻器两端分担的电压最大,定值电阻两端电压最小,为
即在调节过程中,定值电阻两端电压最小为0.6V,不可能调节为0.5V。故第一次是拼凑的。
(4)[7][8]第二次实验时,变阻器连入电路的电阻为
当将定值电阻的阻值更换为
此时,电路中电流为
定值电阻两端电压为
在探究过程中,应该保持定值电阻两端电压为1.5V不变。定值电阻阻值越大,分担的电压就越高,为了保持其两端电压不变,有两种方法,一是增大变阻器的最大阻值,以分担更多的电压;二是减小电源电压。当变阻器全部连入电路时(此时变阻器分担电压最大),如果定值电阻两端电压为1.5V,电源电压为
即将25Ω电阻连入电路进行探究,即使变阻器阻值调到最大,电源电压也不能高于2.7V,否则,定值电阻两端电压就会高于1.5V。
3.(1)
(2)B
(3) 电阻 电流
(4)A
(5)正
(6) 5Ω 大
【详解】(1)
连接电路时,电流表串联在电路中,滑动变阻器的接线柱应该一上一下接入电路中,电路图如图所示。
(2)发现电流表指针几乎没有偏转,说明电路总电阻很大或断路,电压表指针迅速偏转到满偏刻度外,说明电压表与电源连通,所以原因是定值电阻断路导致电压表串联在电路中,综上分析知,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)[1][2]在“探究电流与电压的关系”时,为得出普遍性的规律,要多次测量,故滑动变阻器除了保护电路外,通过调节其电阻值,改变电路中的电流,从而改变定值电阻两端的电压。
(4)为了保护电路,闭合开关前滑动变阻器滑片应该在阻值最大处,所以滑片应置于A端。
(5)分析甲、乙两个电阻的图像,电压跟电流的比值不变,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。
(6)[1][2]分析图像知,当甲电阻两端电压为1V时,通过的电流为0.2A,则甲的电阻为
分析图像知,当乙电阻两端电压为1V时,通过的电流为0.1A,则乙的电阻为
乙的电阻比甲的电阻大。
4. 右端 电阻不变时,电流与电压成正比 右 1 c 定值电阻两端的电压 BD
【解析】【小题1】(1)[1]连接电路时,为了保护电路,滑动变阻器滑片要移至阻值最大端,即最右端。
(3)[2]根据表格数据,可以得到定值电阻的电压与电流的比值为定值,可得结论:当导体电阻一定时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
(4)[3][4]由图乙得,定值电阻的电压为1V不变,实验中要控制电阻的电压不变,由串联电路特点与欧姆定律得,变阻器接入电路中的电阻与定值电阻的阻值的比值为定值,则不改变滑动变阻器滑片的位置,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,闭合开关,应向右移动滑动变阻器滑片,增大变阻器接入电路中的电阻,直至电压表的示数为1V。
[5]由图得,a图像的I-R的乘积最小,b图像的I-R的乘积较大,c图像的I-R的乘积最大,I-R的乘积等于电压,电源电压最大,所以c图像表示总电阻的I-R图像,定值电阻两端电压为1V,滑动变阻器两端电压为3V-1V=2V,所以b图像表示滑动变阻器的I-R图像,a图像表示定值电阻的I-R图像。
[6]图中横坐标表示总电阻与滑动变阻器电阻的电阻差,即定值电阻的电阻,纵坐标为电流,所以阴影部分面积等于电路总电压与滑动变阻器的电压差,表示的物理意义是定值电阻两端的电压。
[7] A.换成20Ω的电阻,所需滑动变阻器的阻值更大,当滑动变阻器连入电路阻值最大为30Ω时,根据串联电路的特点有
即
滑动变阻器两端电压U滑=1.5V
电源电压U=U0+U滑=1V+1.5V=2.5V,故A不符合要求;
B.滑动变阻器两端分得的电压U滑=U-U0=3V-1V=2V
根据串联电路的特点有
即
则滑动变阻器需要接入电路的阻值等于R滑=40Ω, 此时滑动变阻器的阻值不能满足要求,故应换用阻值至少为40Ω的变阻器,故B符合题意;
C.用20Ω的电阻替换15Ω的电阻,当R=20Ω时,要保持电阻两点电压为U0=1V不变,改变量程不能解决问题,故C不符合题意;
D.当滑动变阻器全连入电路中时,R滑=30Ω,根据串联电路的特点有
即
解得U0=1.2V,则定值电阻两端的电压调为1.2V,即电压表示数最小为1.2V,
当滑动变阻器阻值为0时,电压表示数最大U0=U=3V,故D符合题意。
故选BD。
5. 连接电路时,开关未断开 B 正比 大 A 减小
【详解】(1)[1]在“探究电流与电压的关系”实验时,定值电阻与电阻器串联,电压表测量定值电阻电压,电流表测量电路中电流,滑片P向左滑动时,滑动变阻器连入电路的阻值变大,则变阻器右下端接线柱接入电路中,如图所示:
[2]②当连接完最后一根导线时,发现电流表和电压表都有示数,说明此时电路已经处于接通状态,说明连接电路时,开关未断开。
[3]③为了得到普遍规律,接下来的操作是将滑片P移动到另外几个位置,分别记下对应的电压表和电流表的示数,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
[4]④由图乙得电阻的图像是一条过原点的直线,可知:电阻一定时,电流跟电压成正比关系。
(2)[5]在“探究电流与电阻关系”实验时,要控制电阻的电压不变。断开开关,将电阻R由换成,闭合开关,此时电路中电阻变大,电路中电流变小,由欧姆定律得,变阻器的电压变小,由串联电路电压特点得,定值电阻的电压变大,则应将滑动变阻器的阻值调大,增大电路中电阻,减小电路中电流,是定值电阻的电压变为原来的数值,从而达到控制变量的目的。
[6]再将电阻R由换成,重复上面的实验,这样做的目的是多次测量,避免偶然性,寻找普遍规律,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
[7]电源电压为3V,定值电阻的电压为2V,变阻器的电压为
串联电路中电流处处相等,由欧姆定律得
将电阻R换成30Ω进行实验时,需要变阻器接入电路中的电阻为
大于变阻器的最大电阻,因此无论怎样移动滑动变阻器的滑片P都无法使电压表的示数为2V,此时可以减小电源电压来减小变阻器接入电路中电阻来完成实验。
6.(1) 见详解 a
(2)R断路
(3) b 电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 电压表并联在变阻器两端了
【详解】(1)[1]电源电压为3V,故电压表选用小量程与并联,如下图所示:
[2]连接电路时,为保护电路,滑动变阻器滑片应该调到a。
(2)检查电路连接无误后闭合开关后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表几乎无示数,电路可能断路,电压表有示数且不变,电压表与电源连通,原因可能是R断路。
(3)[1]排除上述故障,闭合开关后,小明调节滑片使电压表示数为0.5V,记录电流表读数,要使电压表示数变大,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压变小,由分压原理,变阻器连入电路的电阻变小,故将滑片向着靠近b端的方向移动,使电压表示数为1.0V,继续记录电流表读数。
[2]R的I−U图像为一过原点的直线,故得出结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
[3]电阻R1与变阻器串联,当电路的电流变小时,根据欧姆定律可知,电阻R1的电压变小,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压变大,根据图丙可知,电压表并联在变阻器两端了。
7. 变亮 电压 9.6 正比 < 19V
【详解】(1)[1]由图可知,滑片顺时针转动,电位器连入电路的电阻变小,电流变大,灯泡的亮度将变亮。
(2)[2]根据P=UI可知,要测量小灯泡的电功率,应测量它的电流和电压,所以在图甲所示器材基础上,增加电流表和电压表,就可以测量小灯泡的电功率。
(3)[3]由图像可知,当小灯泡两端电压为12V时,小灯泡的电流为0.8A,则小灯泡的额定功率为
P=UI=12V×0.8A=9.6W
(4)[4]分析表格中的数据可知:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。
[5]根据表中数据,在图乙中画出定值电阻的I-U图像,如图所示:
由图可知,当电流I0<0.6A时,小灯泡的I-U图像在定值电阻的上方,在电流相等时,小灯泡的电压小,定值电阻的电压大,由P=UI得,小灯泡的电功率P1<定值电阻的电功率P2。
(5)[6]设电源电压为U,滑动变阻器最大阻值为R,由(3)可知,将滑片调到阻值最大端,闭合开关,记录两电表示数,即电压表示数U1=3V,电流表示数I1=0.4A,由欧姆定律和串联电路电压的规律可知,电源电压
U=U1+U滑
即
U=3V+0.4A×R﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
由(4)可知,换成定值电阻,将滑片调到阻值最大端,闭合开关,记录两电表示数,并记录在表格中, 即电压表示数U2=3.8V,电流表示数I2=0.38A,同理可得
U=U2+U滑
即
U=3.8V+0.38A×R﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②式解得 U=19V,电源电压是19V。
8. 左 电阻 正比
【详解】(1)[1]滑片向右滑动时,电流表示数变大,说明滑动变阻器连入电路的电阻变小,故滑动变阻器选用右下接线柱连入电路中,如图所示
(2)[2]为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,由图知,滑片右侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到最左端。
(3)[3][4]根据表中数据可知:电压增大为原来的几倍,通过的电流也增大为原来的几倍,故得出的结论: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正比。
9. 断开 右 在电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比 定值电阻,5Ω
【详解】(1)[1]根据电路图连接实物电路的过程中,为保障安全,开关必须断开。
(2)[2]闭合开关前,需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,由图甲可知,要先将滑动变阻器的滑片调到最右端,以起到保护电路的作用。
(3)[3]由图乙知I﹣U图象是一条过原点的斜直线,符合正比例函数的特点,故可得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比。
(4)[4]在探究电流与电压的关系的实验中,要保持定值电阻不变,由图乙可知定值电阻
10.(1)
(2)断
(3)
(4)正比
(5) > 在电压一定时,导体的电阻越小,通过导体的电流越大
(6) 闭合开关、,断开
【详解】(1)由图可知,铅笔芯与滑动变阻器串联,电流表测通过电路的电流,电压表测铅笔芯两端的电压;滑动变阻器滑片向右滑动时,电流表示数减小,即滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,故滑动变阻器下端接线柱选择左端接入电路,将滑动变阻器与开关串联起来即可,如图所示:
(2)当滑动变阻器断路时,整个电路断路,电压表、电流表均无示数;若是滑动变阻器短路,此时只有铅笔芯接入电路,电压表示数等于电源电压,电流表示数会非常大,可能会烧坏电流表;所以,电路故障是滑动变阻器断路。
(3)如图丙所示,电流表量程为,分度值为,读数为
(4)分析实验数据可知,在电阻一定时,导体两端的电压越大,通过导体的电流越大;即在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5)[1][2]接入电路的铅笔芯的长度变短,其它条件不变的情况下,铅笔芯的电阻变小;由可知,在电压一定时,导体的电阻越小,通过导体的电流越大;所以,通过铅笔芯的电流会大于0.2A,即。
(6)[1]闭合开关、,断开,此时铅笔芯X和滑动变阻器串联,根据串联电阻规律可知,此时电路的总电阻为;由可得,电源电压为……(1)
闭合开关、,断开,此时铅笔芯Y和滑动变阻器串联,已知铅笔芯Y和铅笔芯X其它相同,铅笔芯Y的长度是铅笔芯X长度的两倍,则;根据串联电阻规律可知,此时电路的总电阻为;由可得,电源电压为……(2)
联立(1)式和(2)式可得
解得
11. 电流表调零 右 当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 3.5 R2的滑片保持不动 0.375
【详解】(1)[1]闭合开关前,发现电流表指针在零刻线左端,说明电流表指针没有与零刻度对齐,故接下来应进行的操作是电流表调零。
(2)[2]正确连接电路后,闭合开关,第一次实验时电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.12A,由表格可知第二次实验时电流为0.2A,通过电路的电流变大,所以滑动变阻器接入电路的电阻变小,故滑动变阻器的滑片需向右移动。
(3)[3]由表中数据可知,在误差允许范围内,当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,故可得出结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)①[4]将R1的滑片P1移至最左端,调节R2的滑片P2,此时小灯泡、R1和滑动变阻器R2串联,电压表测量R1和滑动变阻器R2两端的电压,当电压表的示数为
时,小灯泡L两端的电压为2.5V,灯泡正常发光。
②[5]保持R2的滑片位置不动,将变阻器R1的滑片移至最右端,此时电路的连接不变,电压表只测量滑动变阻器R2两端的电压,读出电压表的示数0.5V,根据串联电路电压的规律知定值电阻R1两端的电压为
此时电路的电流为
根据串联电路电流特点,灯泡的额定电流
③[6]小灯泡L的额定功率为
12.(1)
(2)电阻、电压表短路或电压表断路
(3) 0.30 电阻一定时,电流跟电压成正比
(4) 右 1 1.2 A
【详解】(1)滑片P向右移动时电流表的示数变小,则滑动变阻器接入电路的阻值变大,由图可知,应接入左下接线柱,故电路图如图所示:
(2)闭合开关,移动滑片发现电流表有示数,说明电路中有电流通过,电压表无示数,则出现该故障的原因可能是电阻、电压表短路或电压表断路。
(3)[1]由图乙可知,电流表接入小量程,故电流表的读数为0.30A。
[2]根据表中数据可归纳得出结论电阻一定时,电流跟电压成正比。
(4)[1][2]要想探究电流与电阻的关系,应控制定值电阻两端电压不变,改变定值电阻的阻值,观察电流的大小,根据串联分压可知,定值电阻接入的阻值变大后分压变大,要想控制定值电阻两端电压不变,应使滑动变阻器的分压变大,即接入的阻值变大,故用10Ω的电阻替换5Ω电阻,应将滑片向右移动,使电压表示数仍为1V。
[3]根据串联分压,为使20Ω的电阻接入电路进行实验时也能完成实验,设预设电压值为U,则有
解得
[4]当将20Ω的电阻接入电路进行实验时,发现无论如何调节滑片都无法满足预设电压为1V的条件,是因为滑动变阻器的最大阻值太小了,故应换最大阻值更大的滑动变阻器,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
13. 最右 电阻R短路/电压表断路/电压表短路 0.34 电阻 正比 小灯泡的电阻不是恒定的/小灯泡的电阻随着温度的改变而改变
【详解】(1)[1]由图甲可知,当滑动变阻器滑片向右移动时阻值变大,故图乙中滑动变阻器应选左下接线柱与定值电阻串联,如下图所示:
(2)[2]为了保护电路,闭合开关前将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即最右端。
[3]闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路;电压表无示数,说明可能是电压表并联的电路短路,也可能是电压表短路或电压表断路。
(3)[4]排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,若电流表的示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.34A。
(4)[5]实验中,根据控制变量法的要求,要控制定值电阻不变。
[6]由表中数据可知,在误差范围内,定值电阻两端电压增大为原来的几倍,通过定值电阻的电流也增大为原来的几倍,故可以得出的结论是:当电阻一定时,导体中的电流与电压成正比。
(5)[7]在“探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系”实验中,需控制电阻的阻值不变,而灯丝电阻随温度变化而变化,不是定值,故将定值电阻换成小灯泡也能得出电流与导体两端电压规律的说法是错误的。
14. 右 改变导体两端的电压 0.36 正比 1 滑动变阻器最大阻值太小了。(其它答案合理即可)
【详解】(1)[1]由图甲可知,电源为两节干电池串联,即电源电压为3V,故电压表选用小量程并联在定值电阻两端,如图
(2)[2][3]闭合开关前,为了保护电路,应将滑动变阻器的阻值滑到最大值,即滑片置于右端,本实验中滑动变阻器的作用除了保护电路,还能改变导体两端的电压,达到多次测量的目的。
(3)[4]如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.36A。
(4)[5]由表中数据可知,
当电压增大为原来的几倍,电流也增大为原来的几倍,可得:电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
(5)[6][7]当表中的电压为0.5V时,滑动变阻器接入电路的阻值
题中给出的滑动变阻器的规格为“20Ω,1A”,不能满足此组数字的要求,故第1组数据是杜撰的,原因是滑动变阻器的阻值太小。
15. 5 正比 左 0.625 大 温度
【详解】(1)[1]电路中的电流变大,说明电路中的电阻减小。滑片向左端移动时,与电阻丝左端接线柱的距离就小,故应使用电阻丝左端的接线柱将变阻器接入电路。答案如下:
(2)[2]读图丙可知,当电压为1.5V时,通过待测电阻的电流为0.3A,则待测电阻为
[3]待测电阻的电流-电压图像为一条过坐标原点的直线,是正比例函数图像,表明在电阻不变时,导体中的电流与导体两端电压成正比。
(3)[4]电压表所用量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为1.8V,说明小灯两端电压小于小灯的额定电压,应调节变阻器使电路中的电流变大,提升小灯两端电压升高到2.5V。因此,变阻器滑片应向左端移动。
[5]读图丙可知,小灯两端电压为2.5V时,通过小灯的电流为0.25A,则小灯的额定功率为
[6][7]读图丙可知,当小灯两端电压增大时,其电流的增大幅度减小了,根据可知,小灯电阻变大了。这是因为小灯两端电压增大时,通过小灯的电流也增大,小灯的实际功率增大,灯丝温度升高,温度影响小灯的电阻。
(4)[8]这个实验的思路是:小灯、待测电阻、变阻器串联,通过单刀双掷开关可以改变电压表的测量对象。调节变阻器,通过电压表监测小灯是否正常工作。再测出小灯正常工作时小灯与待测电阻两端总电压,根据测量数据计算出小灯额定功率为
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