17.1 电流与电压和电阻的关系
一、单选题
1.(2022秋·广西防城港·九年级统考期末)在“探究电流与电压的关系”实验中,用定值电阻进行实验,得出了电流与电压的关系( )
A. B.
C. D.
2.(2022秋·广西贺州·九年级统考期末)在“探究电流与电压的关系”的实验中,小军分别画出了电阻R1和R2的I-U图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.当R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B.用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论不一样
C.在电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
D.R1与R2的阻值之比为1:2
3.(2022秋·广西河池·九年级统考期末)在“探究电流与电压关系”的实验中,分别用R1、R2两个电阻进行探究,并根据各自的实验数据绘制出如图所示的U -I关系图像,从图中可以看出R1与R2的大小关系是( )
A.R2 > R1 B.R2 = R1 C.R2 < R1 D.无法确定
4.(2022秋·广西柳州·九年级统考期末)如图,在探究“通过导体中的电流与电阻之间关系”的实验中,当我们将电阻由5Ω换成10Ω后,接下来的操作正确的是( )
A.将变阻器滑片P向左移动,保持电压表示数不变
B.将变阻器滑片P向左移动,保持电流表示数不变
C.将变阻器滑片P向右移动,保持电压表示数不变
D.将变阻器滑片P向右移动,保持电流表示数不变
二、实验题
5.(2022秋·广西钦州·九年级统考期末)如图,在“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中。
(1)请根据图甲的电路图将图乙所示的实物连接成完整电路图 (要求连线不得交叉);
(2)连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态,滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数,电流表始终无示数,造成这一现象的原因可能是定值电阻R (选填“短路”或“断路”);
(4)实验中依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可以得出结论:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成 (选填“正比”或“反比”);
(5)上述实验中,小强用R=5Ω电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,他应向 (选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V时,读出电流表的示数。
6.(2022秋·广西柳州·九年级统考期末)小明进行“电流与电压的关系”的实验研究,电源为2节干电池,定值电阻R=5Ω。小明连接的电路如图甲所示,检查后发现有一根导线连接错误。请回答下列问题:
(1)图甲电路开关闭合后,电流表的示数约为 A,电压表的示数约为 V;
(2)在图甲中连接错误的导线上画“×”,再补充一根导线,使电路连接正确 ;
(3)小明用正确的电路进行实验,所记录数据如表。分析可知,在实验过程中,滑动变阻器的滑片移动的方向是 (选填“A→B”或“B→A”),实验结论是:电阻一定时,电流跟电压成 ;
实验数据记录表
实验次数 一 二 三
U/V 1.0 1.5 2.0
I/A 0.2 0.3 0.4
(4)小丽用另一组同规格器材和正确电路进行实验,根据实验数据作出U﹣I关系图线如图乙,经检查发现,是因为实验前电流表或电压表其中之一的指针未对齐零刻度线。若是电压表,则其指针指在零刻度线的 侧;若是电流表,则其指针指在零刻度线的 侧。(选填“左”或“右”)
7.(2022秋·广西河池·九年级统考期末)如图,在“探究导体的电流跟电阻的关系”实验中,老师提供的器材有:电源(电压恒为4.5V),电流表、电压表和开关各一个,四个定值电阻(10Ω、15Ω、20Ω、30Ω),滑动变阻器(规格为15Ω 2A),导线若干。
(1)在连接电路时,开关应 ,滑动变阻器的滑片放在 (填“A”或“B”)端;
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片P发现,电流表始终无示数,电压表有示数,其原因可能是 ;
(3)实验时,先在EF间接入10Ω电阻,移动滑片P使电压表示数为3V,并记录相应的电流值;再改接15Ω的电阻,此时滑片P应向 (填“A”或“B”)端移动,这样移动滑片的目的是: ;
(4)小明根据实验数据在图乙中描点,则阴影部分的面积表示 ,其数值及单位为 。
8.(2022秋·广西北海·九年级统考期末)如图所示,在研究“导体电流与电阻关系”的实验中,同学们分组利用了阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻和滑动变阻器进行了探究,滑动变阻器规格是“1A 18Ω”,电源电压4.5V并保持不变。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整;( )
(2)在闭合开关之前,图中滑动变阻器的滑片应放在最 端(选填“左”或“右”);
(3)其中一组同学连接电路后,闭合开关,发现电压表的示数等于电源电压,电流表的示数为0。你认为出现上述实验现象的原因是 ;
(4)排除故障后,先接入5Ω的电阻,滑片Р移到阻值最大处,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为某一预设值,记录电流表示数。若用10Ω电阻代替5Ω电阻接入电路,应将滑片向 端(选填“左”或“右”)移动,这样操作的目的是 ;
(5)通过实验可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
(6)在继续探究中发现若用25Ω的定值电阻代替原来的电阻实验,无论怎样移动滑片都不能满足电压表示数为2.5V,要完成这组数据,更换的滑动变阻器最大阻值至少为 Ω。
9.(2022秋·广西南宁·九年级期末)在物理实验课上,学习小组正在探究“电流与电压的关系”。
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.2 1.5 1.8 2.0 2.4
电流I/A 0.24 0.30 0.40 0.48
(1)如图甲是实验电路图,虚线框中为电表,通过分析可知虚线框1内的电表是 (选填“电压表”或“电流表”);
(2)小明通过实验,得到数据如上表所示:当电压表示数为1.8V时,电流表示数(图乙)是 A。根据实验数据分析可得结论:电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成 ;
(3)实验中为了获得多组实验数据,需要通过调节 来改变定值电阻两端的电压。多次实验的目的是 (选填“减小实验误差”或“寻找普遍规律”);
(4)本实验采用的研究方法是 。
10.(2022秋·广西南宁·九年级期末)如图小明用两节新的干电池、规格为“10Ω 1A”的滑动变阻器、开关等如图甲所示的器材进行“探究电流与电阻的关系”实验:
(1)连接电路时开关应 ;
(2)请将图甲连接完整,要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大 ;
(3)闭合开关后,小明发现,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电压表始终没有示数,电流表有示数,原因可能是定值电阻 (选填“断路”或“短路”);
(4)排除故障后,先将5 Ω定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数如图乙所示,为 A,接着他又取下5 Ω的定值电阻,换成10 Ω 的定值电阻,闭合开关,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,接着他又将定值电阻换成20Ω、25Ω的进行实验,实验数据记录在表格中。老师指出其中一组数据是拼凑的,你认为是第 组(选填实验序号)。
实验序号 1 2 3 4
电阻/Ω 5 10 20 25
电流/A 0.20 0.10 0.08
(5)通过实验数据总结得到,电阻两端的电压一定时,电流与电阻变化图象是( )
A.B.C. D.
11.(2022秋·广西梧州·九年级统考期末)如图甲所示,在“探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系”实验中,某小组选用两节新干电池为电源,规格为“20 Ω 1 A”的滑动变阻器等器材进行实验:
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 0.6 1.0 1.6 1.9 2.4
电流I/A 0.12 0.20 0.32 0.38 0.48
(1)连接电路时开关应该 。
(2)在做实验时,要求保持 不变,通过移动 改变电阻两端的电压,观察电流大小的变化。
(3)闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数但没超出量程,则产生故障的原因可能是电阻 (选填“断路”或“短路”)。
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,若电流表示数如图乙 所示,其读数为 。
(5)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。由测得数据可知,当电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成 ,导体电阻为 Ω(结果保留一位小数)。
(6)进行实验时,该小组发现:调节滑动变阻器无法使电压表示数为0.5 V,为了解决这个问题,可采取的方法是 (写出一种即可)。
12.(2022秋·广西河池·九年级统考期末)如图所示是某实验小组探究电流、电阻和电压之间关系的实验图,请回答:
(1)在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑至 处(选填“A”或“B”);
(2)按电路图所连接的实物图中,有两个元件连接错误,分别是 和 (均填写元件名称即可);
(3)重新连接电路,用开关进行试触,若电流表指针向右偏转且超过刻度盘,电流表应换用 量程(选填“大”或“小”)。
13.(2022秋·广西贵港·九年级统考期末)物理组小组做“探究小灯泡的电流与电压的关系”实验,电源电压为3V。
序号 电压/V 电流/A
1 1.00 0.17
2 2.00 0.25
3 0.28
4 3.00 0.30
(1)他们连接的实物电路如图甲所示。
(2)闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,而电压表示数接近3V。取下灯泡,两表的示数仍然不变,出现故障的原因可能是 。
(3)障排除后,当滑动变阻器的滑片P在如图甲所示的位置时,小灯泡亮度较亮,要让小灯泡亮度减小,应把滑片P向 (选填“左”或“右”)适当移动。
(4)他们测出的小灯泡电流I与电压U变化的情况如上表所示,第3次实验时,电压表的示数如图乙所示,则小灯泡的电压为 V;功率为 W。
(5)他们根据上表数据想测出小灯泡的电阻。为了减小误差,他们把四次测量所得电阻的平均值作为小灯泡的电阻值。你认为他们的做法是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
14.(2022秋·广西贺州·九年级统考期末)小林用如图甲的电路做“探究电流与电阻的关系”的实验。实验器材:电源(电压恒为6V)、电流表(量程为0~0.6A)、电压表各一只,一个开关,五个定值电阻(分别为6Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω),滑动变阻器RP(20Ω,1A),导线若干。
实验序号 1 2 3 4 5
R/Ω 6 10 15 20 30
I/A 0.30 0.20 0.15 0.10
(1)小林连接的实验电路如图甲所示,其中有一条导线连接有误,若此时闭合开关电压表所测量的电压 (选填“会”或“不会”)超过它的量程。请将连接错误的导线画“×”;
(2)正确连接电路后,先将滑动变阻器的滑片移到最 (填“左”或“右”)端,闭合开关,电流表的示数为 0.3A,调节滑片发现电流表的示数发生变化,电压表的示数始终为零。 电路中的故障可能是电压表 (选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,小林将 6Ω 的电阻连入电路,移动滑片,电流表的示数如图乙,此时的电流值为 A。断开开关,滑片位置不动,只将电路中6Ω 的电阻换成10Ω 的电阻,闭合开关后,应该将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动,直至电压表的示 数为 V 时,记录对应的电流;
(4)分别换上阻值为 15Ω、20Ω 和 30Ω 的定值电阻进行探究,发现换上30Ω 的定值电阻时实验无法完成,但小林只需将≥ Ω的现有定值电阻串联在电路中就可完成实验;
(5)将数据记录如上表所示,分析数据得到结论:当导体两端电压一定时,通过导体的电流和这段导体的电阻成 比。
15.(2022秋·广西百色·九年级统考期末)在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中,器材有:电源(电压恒为4.5V),电流表、电压表各一只,开关一个,三个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω),三只滑动变阻器:甲‐“10Ω 1.5A”;乙‐“20Ω 1.5A”;丙‐“50Ω 1A”),导线若干。
(1)在连接电路的过程中,开关应处于 状态,如图,闭合开关前,还应把滑动变阻器的滑片滑到最 端(选填“左”或“右”)。闭合开关后,发现电流表示数为0A,电压表指针偏转超过量程。你认为造成这一现象的原因是 。
电阻R/Ω 5 10 15
电流I/A 0.30 0.15 0.10
(2)阳光小组的同学在探究时,先将5Ω的电阻连入电路中,闭合开关,移动滑片,使电压表的示数为1.5V,并记下电流值。接着断开开关,取下5Ω电阻,换接10Ω的电阻(滑动变阻器滑片位置未动),当他们接入10Ω电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器滑片向 端移动(选填“左”或“右”),直至电压表的示数为 V,再次记下电流值。
(3)接着阳光小组的同学换用15Ω的电阻重复上述实验,得到了表中的实验数据,分析数据得出:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
(4)阳光小组的同学实验时所选择的滑动变阻器规格是 (选填“甲”“乙”或“丙”)。
16.(2022秋·广西河池·九年级期末)探究“电流与电阻关系”的实验时,某小组连接了如图甲所示的实物电路。
(1)连接电路时,开关应 ;连好电路后,将电阻箱调至某一阻值,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为一个适当的值,记录电流表的示数和 ;
(2)改变电阻箱的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使 ,并记录相应数据;
(3)进一步研究发现由图线上的任一点和坐标轴围成的矩形“面积”大小都相等,由此可以得出的实验结论是 ;
(4)实验结束后,小组间交流时,发现邻组在相同的坐标系中画出的图像如图丙所示,你认为图像不同的原因是 。
17.(2022秋·广西南宁·九年级期末)如图是“探究电流与电压的关系”的实验电路,电源电压为4.5V。三个小组的同学分别用5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻进行探究。
(1)连接电路前,开关应 (填“断开”或“闭合”);
(2)正确连接电路如图,闭合开关,移动滑片P,发现电流表无示数,电压表有示数,可能的故障是定值电阻R ;(填“断路”或“短路”)
(3)此实验中滑动变阻器的作用是保护电路和 ;
(4)将不同小组的数据汇总后,得到下表的数据,分析可得:在电阻一定的情况下,通过导体的电流和导体两端的电压成 比;
R1 5Ω R2 10Ω R3 15Ω
U/V 0.8 1.0 1.5 2.0 U/V 1.2 1.8 2.2 2.6 U/V 1.5 1.8 2.1 2.4
I/A 0.16 0.20 0.30 0.40 I/A 0.12 0.18 0.22 0.26 I/A 0.10 0.12 0.14 0.16
(5)在进一步探究“电流与电阻的关系”实验中:本实验要保持 一定,为得到更多的实验数据,老师给每个小组再次提供一个20Ω的定值电阻R0,某小组在实验中,无论怎样移动滑片P都不能将R0两端电压调为1.5V,其原因是滑动变阻器的最大阻值太 (填“大”或“小”);为了完成实验,该小组应使用的滑动变阻器的规格是 (填选项前的字母)。
A.10Ω 3A
B.20Ω 2A
C.50Ω 1A
18.(2022秋·广西梧州·九年级期末)在探究“电流与电压和电阻的关系”实验中,
(1)连接电路时,开关应当 ;
(2)小新将实物连接成如图甲所示电路,其中有一处连线错误,请你在连接错误的导线上画“×”并改正;( )
(3)实验开始时,滑动变阻器的作用是 ;探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时,应保持 不变,此时滑动变阻器的作用是 ;探究通过导体的电流与导体电阻的关系时,应保持 不变;
(4)将电路连接正确后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,使定值电阻R两端电压为2V,电流表示数如图乙所示,则R的阻值为 Ω;
(5)小芳同学正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现电流表无示数,电压表有示数,其原因可能是 ;
19.(2022秋·广西桂林·九年级期末)探究“电流与电阻的关系”时,可供实验器材有:三节新的干电池(电压为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω),开关一个,导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图:
(1)请用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整,要求:滑片向右移动时电阻变大 ;
(2)闭合开关,电流表无示数,电压表有示数,并接近电源电压,则故障原因是: ;
(3)排除故障后,将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,应向 (选填“左”或“右”)适当调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变;
(4)图丙是根据实验数据画出的定值电阻的I-R图像,其中阴影部分面积表示的物理量是 ,其数值为 ;
(5)实验中,在接入50Ω的定值电阻后,小静同学无论怎样移动滑片,都不能使电压表示数达到原来的数值,为了能完成这次实验,小静采取的措施可行的是 ;
A.调高电源电压
B.更换一个最大阻值为30Ω的滑动变阻器
C.再串联一个10Ω的电阻
D.将电压表改接到滑动变阻器两端
20.(2022秋·广西北海·九年级期末)小华同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材: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10Ω,20Ω,50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样,导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图乙中的实物连接完整。( )
(2)小华连接好电路,闭合开关后,导线及连接都正常,移动滑变阻器滑片时,发现电流表指针正常偏转,电压表完好但示数为零,则发生这种故障的原因可能是 。
(3)故障排除后,小华先把10Ω的电阻接入电路,移动滑变阻器滑片,使电压表示数为 V,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,电压表示数如图丙所示,其示数是 V,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。
(4)小华解决了上述问题后,完成了实验。利用收集到的多组数据。作出了如图丁所示的电流I随电阻R变化的关系图象。分析图象得出了电流与电阻的关系是 。
参考答案:
1.B
【详解】用定值电阻进行实验,电阻不变,所以电流随电压成正比,所以电流随电压变化关系图像为过原点的直线。
故选B。
2.D
【详解】A.电阻是导体的属性,与他两端是否加电压无关,当R1与R2两端的电压为0时,仍有电阻,故A错误;
B.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,用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论应该是一样的,故B错误;
C.在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,是导体两端的电压大小决定了通过导体的电流大小,电压是由电源提供的,不由电流大小决定,故C错误;
D.R1与R2的阻值之比为
故D正确。
故选D。
3.A
【详解】由图示可知,当电流相等时,电阻R2两端的电压较高,由可知,电阻R2的电阻值较大,故A项符合题意,BCD项不符合题意。
故选A。
4.C
【详解】在滑片P不动的情况下,将电阻由5Ω换成10Ω后,闭合开关,电路总电阻变大,根据
可得,电路中的电流变小,滑动变阻器两端的电压变小,由串联电路的总电压等于各分电压之和可知,定值电阻两端的电压增大,要使电压表的示数不变,只能减小电路中的电流,增大滑动变阻器接入电路的电阻,即滑片P向右端移动,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
5. 断开 A 断路 反比 A 2
【详解】(1)[1]由图甲可知,电压表与电阻并联,变阻器按一下一上接入电路中,如图所示
(2)[2][3]连接电路时,为了保护电路,开关应断开,滑动变阻器连入电路的阻值应最大,即滑动变阻器的滑片P应放在最A端。
(3)[4]电流表没有示数,说明电路为断路,电压表有示数,说明电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源是通路,所以故障为定值电阻R断路。
(4)[5]由图丙知,电流与电阻的乘积为
U=IR=0.4A×5Ω=…=0.1A×20Ω=2V
故由图像可以得出结论:电压一定时,导体中的电流跟电阻成反比。
(5)[6][7]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2V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,使电压表的示数为2V,读出电流表的示数。
6. 0 3 见解答图 A→B 正比 右 左
【详解】(1)[1][2]原电路图中,定值电阻没有接入电路,电压表串联在电路中;由于电压表内阻很大,电路中几乎没有电流,故电流表示数约为0,此时电压表测电源电压,故电压表示数约为3V。
(2)[3]原电路图中,定值电阻没有接入电路,电压表串联在电路中是错误的,在探究电流与电压的关系实验中,定值电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,如下图所示
(3)[4]由表中数据可知,电压表示数逐渐变大,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压逐渐变小,根据分压原理,滑动变阻器接入电路的阻值逐渐减小,故滑动变阻器的滑片移动的方向是A→B。
[5]由表中数据可知,当定值电阻两端电压变为原来的几倍,通过定值电阻的电流也变为原来的几倍,故实验结论是:电阻一定时,电流跟电压成正比。
(4)[6][7]图乙中,当电流为0时,电压表有示数,可能是电压表没有调零,其指针指在零刻度线的右侧,或者是电流表没有调零,其指针指在零刻度线的左侧。
7. 断开 B 定值电阻断路 B 使定值电阻两端的电压保持不变 定值电阻两端的电压 3V
【详解】(1)[1][2]为了保护电路,连接电路时开关应断开,闭合开关实验前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,由图知,滑片左侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻值最大的B端。
(2)[3]电流表无示数,说明电路可能断路;接着根据电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,与电压表并联的定值电阻断路了,因此出现的故障可能是定值电阻断路。
(3)[4][5]根据串联电路的分压原理可知,将定值电阻由10Ω改接成15Ω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定值电阻两端的电压不变,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端移动,使电压表的示数为3V不变。
(4)[6][7]小明根据实验数据在乙图中描点,则阴影部分的面积为IR,根据U=IR可知,阴影部分表示定值电阻两端的电压,其数值为
U=IR=0.2A×15Ω=3V
8. 右 定值电阻R断路 右 保持电压表示数不变 反比 20
【详解】(1)[1]由题意可知,定值电阻、滑动变阻器与电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,电流从电源正极出发,依次经过开关、电流表、定值电阻、滑动变阻器回到负极,电路连接如下图所示:
(2)[2]为了保护电路,在闭合开关之前,图中滑动变阻器的滑片应放在阻值最大处,即最右端。
(3)[3]其中一组同学连接电路后,闭合开关,发现电流表的示数为0,说明电路可能断路;电压表的示数等于电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的支路断路了,即出现上述实验现象的原因是定值电阻R断路。
(4)[4][5]若用10Ω电阻代替5Ω电阻接入电路,根据分压原理,定值电阻两端电压变大,要保持定值电阻两端的电压不变,根据串联电路电压规律,应增大变阻器两端的电压,根据分压原理,应增大变阻器接入电路的阻值,故应将滑片向右端移动,这样操作的目的是保持电压表示数不变。
(5)[6]由电流I随电阻R变化的图像可知,电流与电阻的乘积一定,电阻变为原来的2倍时,电流变为原来的一半,故可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比。
(6)[7]用25Ω的定值电阻代替原来的电阻进行实验,若要控制电压表的示数仍为
UV=IR=0.5A×5Ω=2.5V
则电路中的电流为
滑动变阻器两端的电压为
U滑=U-UV=4.5V-2.5V=2V
此时滑动变阻器接入电路中的电阻应为
所以要完成这组数据,更换的滑动变阻器最大阻值至少为20Ω。
9. 电压表 0.36 正比 滑动变阻器 寻找普遍规律 控制变量法
【详解】(1)[1]由图甲可知,虚线框1内的电表接在R的两端,与R并联,由电压表与待测元件并联,电流表串联接入电路可知,虚线框1内的电表是电压表,且若为电流表,会导致R短路。
(2)[2]由图乙可知,电流表选择小量程,分度值为0.02A,示数为0.36A。
[3]分析表中数据可得
由此可知,电压与电流的比值为一定值。故可得出结论:电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。
(3)[4][5]根据串联分压原理和串联电路的电压特点可知,调节滑动变阻器的滑片,改变滑动变阻器接入电路的阻值,可以改变其两端的电压,从而改变定值电阻两端的电压,进行多次实验,可以避免实验的偶然性,寻找普遍规律,得出结论。
(4)[6]本次实验保持电阻不变,探究电流与电压的关系,这种只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响的研究方法叫控制变量法。
10. 断开 见解析 短路 0.4 B 4 B
【详解】(1)[1]连接电路时,为了保护电路,避免电路电流过大,电路烧坏,应断开开关。
(2)[2]滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大,滑片向右移动时电阻丝接入长度应该变长,故应将变阻器的左下接线柱连入电路中。如图所示
(3)[3]闭合开关后,小明发现,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表有示数,则电路为通路,电压表始终没有示数,原因可能是定值电阻短路。
(4)[4][5][6]排除故障后,先将5Ω定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电流为0.4A;由欧姆定律可得,电阻两端的电压为
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阻两端的电压不变(电压表示数不变),由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B端移动,使电压表的示数仍然为2V;由欧姆定律和串联电路的规律,根据表中第4组数据,产生变阻器连入电路的电阻
即大于滑动变阻器的最大电阻,故第4组数据是拼凑的。
(5)[7]在电压一定时,通过导体的电流和导体的电阻成反比,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
11. 断开 电阻阻值 滑动变阻器的滑片 短路 0.3A 正比 5.0 减小电源电压 (或串联一个电阻 或 换用最大阻值更大的变阻器)
【详解】(1)[1]为保护电路和用电安全,在连接电路时,开关应断开。
(2)[2][3] 探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系,要控制电阻的阻值不变,通过调节滑动变阻器的滑片改变电阻两端的电压。
(3)[4]电流表有示数,说明电路故障时短路,又因为电压表没有示数,即电阻两端电压为0,所以是电阻短路。
(4)[5]由图乙可知,电流表所用量程是0~0.6A,指针指在表盘的中间,示数为0.3A。
(5)[6]分析表中数据,在电阻一定时,通过导体的电流随导体两端电压的升高而增大,且每次电流增大的倍数与相应的电压升高倍数相等,说明电流与电压成正比。
[7]以第1次实验数据可以得出
(6)[8] 调节滑动变阻器无法使电压表示数为0.5 V,原因是滑动变阻器的最大阻值太小,所分电压不足以使电阻两端电压达到0.5A,我们可以换一个最大阻值更大的变阻器,也可以减小电源电压或者串联一个电阻来分压。
12. B 电压表 电流表 大
【详解】(1)[1]闭合开关前,保护电路的滑动变阻器的滑片处于最大阻值处,即B端。
(2)[2][3]由实物连接知道,错误是电流表和电压表的连接方法,即电压表串联在电路中,电流表并联在电路中。
(3)[4]闭合开关,试触时,如果发现电流表指针向右偏转超过刻度盘,说明电路电流太大,需要选择大量程。
13. 小灯泡断路 右 2.5 0.7 错误 小灯泡电阻受温度影响发生了改变
【详解】(2)[1]当灯泡断路时,电压表和电流表串联时,因为电压表的电阻很大,所以电路中的电流很小,几乎忽略不计,电流表示数为0,电压表测的是电源电压示数为3V,当去掉小灯泡时,两个电表示数不变,符合题意,因此故障是小灯泡断路。
(3)[2]小灯泡较暗是因为滑动变阻器的滑片在阻值最大处,电路电阻很大,所以要想增大小灯泡的亮度应该向右移动滑片减小电阻。
(4)[3]由图可知,电压表选择的量程是0到3V的量程,分度值是0.1V,读数为2.5V。
[4]小灯泡的功率为
(5)[5][6]小灯泡的电阻受温度影响很大,实验过程中小灯泡的电阻会发生改变,所以不能把四次测量所得电阻的平均值作为小灯泡的电阻值。
14. 会 右 短路 0.5 右 3 10 反
【详解】(1)[1]图中电压表测得是定值电阻和滑动变阻器两端的总电压,即电源电压,电源电压为6伏,电压表选择的是小量程,所以闭合开关电压表所测量的电压会超过它的量程。
[2]根据控制变量法知,在探究电流与电阻的关系的实验时应该换用不同的定值电阻,而保持每次定值电阻两端的电压不变,电压表与定值电阻并联,所以与电压表负接线柱相连的导线的另一端应该与定值电阻右边接线柱相连:
(2)[3]为保护电路,闭合开关前,应将滑片移到最大阻值处,图中滑动变阻器左半部分连入电路,所以应该将滑片移到最右端。
[4]闭合开关,调节滑片发现电流表的示数发生变化则电路为通路,电压表的示数始终为零。故障是电压表短路,电路为滑动变阻器的简单电路,根据欧姆定律可知此时电流正好为0.3A。
(3)[5]图中电流表选择的是小量程,分度值是0.02A,示数为0.5 A。
[6][7]将6Ω 的电阻换成10Ω 的电阻,根据分压原理可知,闭合开关后电压表示数将变大,为保持定值电阻两端的电压不变,应该将滑动变阻器连入电路的阻值变大,即滑片向右移动,直至电压表的示数为
U=IR=10V
然后记录对应的电流。
(4)[8]根据表中数据知换上 30Ω 的定值电阻时,电路中的电流为0.1A,根据欧姆定律可知此时电路中的总电阻最小为
R ==
而滑动变阻器的最大阻值为20Ω,故需将≥10Ω 的现有定值电阻串联在电路中就可完成实验。
(5)[9]由表中数据可以看出电阻变为原来的几倍,电流变为原来的几分之一,所以可得结论是:当导体两端电压一定时,通过导体的电流和这段导体的电阻成反比。
15. 断开 左 定值电阻开路 左 1.5 反比 丙
【详解】(1)[1][2]在连接电路的过程中,开关应处于断开状态,滑动变阻器的滑片移到电阻最大处,所以闭合开关前,还应把滑动变阻器的滑片滑到最左端;
(2)[3][4]根据串联电路电压与电阻成正比可知用10Ω替换5Ω后电压表的示数大于1.5V,此时应将滑动变阻器滑片向左端移动,直至电压表的示数为1.5V,再次记下电流值;
(3)[5]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;
(4)[6]当用15Ω的电阻做实验时,滑动变阻器能满足要求是完成本实验所需的滑动变阻器的条件,依题意此时电路的电流为0.10A,定值电阻的两端电压为1.5V,所以滑动变阻器两端的电压为
此时接入电路中滑动变阻器的电阻为
故选丙。
16. 断开 电阻箱的阻值 电压表的示数保持U0不变 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 U0值不同
【详解】(1)[1][2]为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态;因为要探究电流与电阻的关系,所以须记录电流及电阻的数据进行分析,即要记录电阻箱的阻值。
(2)[3]要探究电流与电阻的关系,须控制电阻箱两端的电压不变,即电压表的示数仍为。
(3)[4]由图乙知道,其横轴和纵轴所表示的物理量分别为电阻及通过的电流,矩形“面积”即,“面积”相等即表示导体中的电流与导体的电阻的乘积是定值,所以得到的结论是: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。
(4)[5]由图丙知道,电阻箱两端的电压
即两个小组所画出的图像不同,是因为他们所控制的电阻箱两端电压不同。
17. 断开 断路 改变定值电阻两端的电压 正 定值电阻两端的电压 小 C
【详解】(1)[1]为了保护电路,连接电路前,开关应断开。
(2)[2]电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,与电压表并联的定值电阻断路了。
(3)[3]探究”电流与电压的关系”的实验中,滑动变阻器的作用保护电路和改变定值电路两端的电压,多次测量找普遍规律。
(4)[4]由表格中数据知,当电阻一定时,电压增大为原来的几倍,电流也增大为原来的几倍,因此可得出的结论为:电阻一定时,通过它们的电流跟它们两端的电压成正比。
(5)[5]探究“电流与电阻的关系”实验中:本实验要保持定值电阻两端的电压一定。
[6]由题意可知,定值电阻两端的电压始终保持UV=1.5V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=U﹣UV=4.5V﹣1.5V=3V
变阻器分得的电压为电压表示数倍,根据分压原理,当接入15Ω的电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=2×15Ω=30Ω
当接入30Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=2×30Ω=60Ω
即变阻器的最大阻值不能小于60Ω;因此无论怎样移动滑片P都不能将R0两端电压调为1.5V(大于1.5V),其原因是滑动变阻器的最大阻值太小。
[7]该小组所使用的滑动变阻器的规格为30Ω≤R滑<60Ω,故C符合题意。
故选C。
18. 断开 保护电路 导体的电阻 改变定值电阻两端的电压 定值电阻两端的电压 5 定值电阻断路
【详解】(1)[1]在连接电路时,为保护电路及用电安全,开关必须断开。
(2)[2]原电路中,电压表测电源电压是错误的,应测电阻的电压,改正后如下所示:
(3)[3]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。
[4][5]在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,根据控制变量法,要控制导体的电阻不变,通过调节滑片,使电压表的示数产生变化,多次测量,得出具有普遍性的结论,故滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端的电压。
[6]在探究通过导体的电流与导体的电阻关系时,根据控制变量法,要控制导体的电压不变,滑动变阻器的作用是通过移动滑片,保持定值电阻两端的电压不变。
(4)[7]将电路连接正确后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,使定值电阻R两端电压为2V,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.4A,由欧姆定律,则
(5)[8]小芳同学正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即可能是电阻断路。
19. 定值电阻R开路(或断路) 右 电阻两端的电压 3V BC
【详解】(1)[1]在探究“电流与电阻的关系”的实验中,滑动变阻器应和定值电阻串联,且滑动变阻器一上一下串联接入电路,由于要求“滑片向右移动时电阻变大”,所以滑动变阻器A接线柱应和定值电阻右端相连,作图如下:
(2)[2]闭合开关,电流表无示数,说明电路可能存在断路;由于电压表有示数,并接近电源电压,说明故障原因是定值电阻R断路。
(3)[3]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,应保持定值电阻R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,所以滑片应向右端移动,使电压表示数恢复到原来的值。
(4)[4][5]图丙中,阴影面积为长方形面积,其面积等于IR,由欧姆定律得,U=IR,所以阴影面积表示的物理量是电阻两端的电压,其数值为
U=IR=0.3A×10Ω=3V
(5)[6]A.设电源电压为U,定值电阻两端的电压为Uv,当接入50Ω的定值电阻时,根据正比分压可得
带入数值得
解得U=4.2V,即电源电压为4.2V,所以降低电源电压可以完成这次实验,故A错误;
BC.为了能完成这次实验,滑动变阻器的最小电阻为
带入数值得
解得滑动变阻器的最大电阻为R滑大=25Ω,所以更换一个最大阻值为30Ω的滑动变阻器可以完成这次实验,故B正确;
再串联一个电阻的阻值可以为
30Ω-20Ω=10Ω
故C正确;
D.将电压表改接到滑动变阻器两端,不能改变电阻的分压作用,无论怎样移动滑片,都不能使电压表示数达到原来的数值,所以不能完成这次实验,故D错误。
故选BC。
20. 电阻R短路 2 2.4 右 电压一定时,导体中的电流与电阻成反比
【详解】(1)[1]变阻器按一上一下接入电路中与电流表串联,电源电压为3V,故电压表选用小量程与电阻并联,如下图所示:
(2)[2]闭合开关后,移动滑动变阻器滑片时,发现电流表指针正常偏转,则电路为通路,电压表示数为零,则发生这种故障的原因可能是电阻R短路。
(3)[3]由图丁可知,电阻两端的电压为
U=IR=0.2A×10Ω=2V
[4][5]电压表示数如图丙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,其示数是2.4V。2.4V大于2V,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,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2V。
(4)[6]分析图丁图象,曲线上每点对应的电流和电阻的乘积都等于2.0V,说明电压一直保持在2.0V,此时导体中的电流与电阻成反比。
转载请注明出处卷子答案网-一个不只有答案的网站 » 17.1 电流与电压和电阻的关系 同步练习(含解析) 2022-2023上学期广西各地九年级物理期末试题选编