2018-2019学年人教版物理九年级全册 17.1 电流与电压和电阻的关系 同步练习
一、单选题
1.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.有电流通过的小灯泡,其两端不一定有电压
C.导体两端电压越大,通过该导体的电流就越大
D.导体中通过的电流越大,它的电阻越小
【答案】C
【知识点】有持续电流的条件;电压和电压的单位换算;电阻
【解析】【解答】A. 电流产生的条件是:(1)电路要闭合;(2)有电源存在;A不符合题意;
B.由A可知电路中有电流通过时,电路中一定电源;B不符合题意;
C. 根据I= 可知:电阻一定时,导体两端的电压越大,通过它的电流就越大;C符合题意;
D. 电阻是导体的属性,与电流和电压大小无关;D不符合题意。
故答案为:C.
【分析】电压是形成电流的原因,电压和电阻对电流有影响,导体的电阻和导体自身有关,与电压和电流无关.
2.在“探究通过导体的电流与电压的关系”实验中,得到I-U图像如下图所示,则正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】此实验要用控制变量法来进行,在研究电流与电压之间的关系时,应让导体的电阻保持一定,当电阻一定时,电流与电压成正比,图像为通过原点的一条直线,B符合题意.
故答案为:B。
【分析】通过欧姆定律的研究,导体电阻一定时,导体中的电流和电压成正比,图像是过原点的直线.
3.(2018九上·丹徒期末)物理学习小组完成“伏安法测电阻”的实验后,讨论该电路(如图)还能完成哪些实验,在如下列出的四个实验中,你认为能完成的是( )
A.探究电流与电压的关系
B.探究电流产生的热量与电阻的关系
C.探究电流与电阻关系
D.探究电流产生的热量与电流的关系
【答案】A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A在“伏安法测电阻”的实验中,R为定值电阻,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。若探究电流与电压的关系,应控制电阻的阻值不变,可以通过调节滑动变阻器改变R两端的电压和通过的电流,所以该电路能完成该实验,A符合题意;
B若探究电流产生的热量与电阻的关系,应控制电路中的电流和通电时间相同,改变电阻的阻值,实验装置中无法控制通电时间相同,且无法判断电流产生热量的多少,所以该电路不能完成该实验,B不符合题意;
C 若探究电流与电阻关系,应改变定值电阻的阻值,通过调节滑动变阻器使电阻两端的电压不变,从而得出电流与电阻的关系,因为实验器材中缺少可更换的定值电阻,所以该电路不能完成该实验,C不符合题意;
D若探究电流产生的热量与电流的关系,应控制电阻的阻值和通电时间相同,通过调节滑动变阻器可以改变R中的电流,但实验装置中无法控制改变电流后的通电时间相同,且无法判断电流产生热量的多少,所以该电路不能完成该实验,D不符合题意,
故答案为:A。
【分析】探究电流和电压的关系的电路图和测量定值电阻的大小的电路图相同.
4.(2017·江油模拟)某校兴趣小组同学想探究“一段电路中的电流跟电阻的关系”,设计了如图甲所示的电路图,电源电压为6伏,E、F两点间的电阻为4Ω时,电流表示数0.5A,在此探究实验过程中,当E、F两点间的电阻由4Ω更换为5Ω后,为了探究上述问题,你认为应该采取的操作是( )
A.闭合开关,读出电流表的读数
B.闭合开关,将变阻器的滑片适当向左移
C.改变电压表、电流表的量程
D.闭合开关,将变阻器的滑片适当向右移
【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解:定值电阻由4Ω更换为5Ω后,定值电阻分压变大,大于原来的电压,为保持定值电阻两端电压不变,应向右移动滑动变阻器滑片,增大滑动变阻器接入电路的阻值,增大滑动变阻器的分压,使定值电阻两端电压减小到原来的值,保持电阻两端电压不变.
故选:D.
【分析】为探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变,当将电阻由4Ω更换为5Ω后,电阻阻值变大,电阻分压变大,滑动变阻器分压变小,为保证电阻两端电压不变,应移动滑动变阻器滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值变大,使电阻两端电压减小.
5.对于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量定值电阻”的这两个实验,下列说法不正确的是()
A.它们都是采用控制变量的研究方法
B.它们的滑动变阻器在实验电路中的作用是不同的
C.前者多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系
D.后者多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差
【答案】A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.在“探究电流跟电阻的关系”时需要采用控制变量法,而“伏安法测量电阻”时不需要利用控制变量法,故A错误,符合题意;
B.“探究电流与电阻关系实验”中,使用滑动变阻器的目的是控制电阻两端电压保持不变,伏安法测定值电阻实验中,使用滑动变阻器的目的是改变电阻两端电压,这两个实验使用滑动变阻器的作用不同,故B正确,不符合题意;
C.探究电流跟电阻的关系实验,进行多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系,故C正确,不符合题意;
D.伏安法测电阻阻值实验,后者多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差,故D正确,不符合题意.
故选A.
【分析】本题考查了物理中的科学研究方法的区分,注意在初中物理中灵活应用这些研究方法,本题结合两个电学实验进行分析考查对物理学方法的理解与应用情况.
6.(2017九上·惠民期末)小刚同学用如图电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”.在此实验过程中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的唯一操作是( )
A.保持变阻器滑片不动 B.将变阻器滑片适当向左移动
C.将变阻器滑片适当向右移动 D.将电池个数增加
【答案】C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解:在滑动变阻器的电阻值Rp不变的情况下,电路中由于将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻,使整个电路的总电阻增大.
利用公式I= 可知,电路中的总电流减小.
根据U=IR可知,此时滑动变阻器两端的电压的减小,
根据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变大;
要使电压表的示数不变,只能减小电路中的电流,所以要使电路中的电阻增大,即滑片P向右端移动增大电阻.
故选C.
【分析】研究电路电流与电阻的关系,由控制变量法的思路可知,需要保证导体两端电压不变,当电路中的电阻由5Ω换成10Ω时,分析定值电阻两点之间的电压怎样变化是此题的解题思路.
7.在研究电流跟电压及电流跟电阻的关系实验中,电路中的滑动变阻器两次的作用是()
A.均使电阻R两端的电压成倍数变化
B.均使电阻R两端的电压保持不变
C.前次使电阻R两端电压成倍数变化,后次使电阻R两端的电压保持不变
D.前次使电阻R两端电压保持不变,后次使电阻R两端电压成倍数变化
【答案】C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】在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,改变导体两端的电压;在研究导体中的电流与导体的电阻的关系时,要改变导体的电阻值,控制导体两端的电压不变.所以前后两个实验中滑动变阻器的主要作用不相同.
在研究导体中的电流与电压的关系时,滑动变阻器是使电阻R两端的电压成倍数变化;然后用电流表记录对应电压下的电流值,通过多次实验,来总结导体中电流与电压的关系.
而在研究导体中的电流与导体的电阻的关系时,利用滑动变阻器来控制导体两端的电压不变.通过更换几组不同的定值电阻,记录下对应的电流值,来总结导体中的电流和电压的关系.
故选C.
【分析】滑动变阻器在不同的实验中,由于实验目的不同,其作用也是不同的.
8.在研究电流跟电压、电阻的关系的实验中,得出如下表格中的一组数据.根据这组数据,可以得到的结论是( )
A.导体电阻一定时,导体两端的电压跟通过导体的电流成正比
B.导体电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
C.导体两端电压一定时,导体的电阻和通过导体的电流成反比
D.导体两端电压一定时,通过导体的电流和导体的电阻成反比
【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】由表格数据可知,导体的电压保持4V5Ω不变,随着导体两端的电阻增大,通过导体的电流变小。当其电阻增大为原来的几倍,通过导体的电流减小为原来的几分之一,所以得到的结论是导体两端的电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成正比,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D
【分析】根据表中数据可以判断,电压值是一定的,电阻在改变,所以是探究电流和电阻的关系,且电流和电阻成反比.
9.在某一温度下,连接在电路中的两段导体A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示,由图中信息可知( )
A.A导体的电阻为10Ω
B.A导体的电阻大于B导体的电阻
C.A导体两端电压为3V时,通过A导体的电流为0.6A
D.B导体两端电压为0V时,B导体的电阻也为0Ω
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)由图象可知,当UA=UB=3V时,通过两电阻的电流IA=0.6A,IB=0.3A,由I= 可得,两导体的电阻分别为:RA= =5Ω,RB= =10Ω,则RA
【分析】根据坐标图像,利用电压和电流可以计算导体的电阻,导体的电阻只和导体自身有关.
10.如图为探究灯泡两端电压与电流关系的电路图,下列说法错误的是( )
A.把滑动片移到左端时才能闭合开关
B.电压表、电流表量程可能选大了
C.开关闭合后灯不亮,电压表有示数,灯肯定存在开路现象
D.灯亮度变亮时,电压表示数变大,电流表示数变小
【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解:A、闭合开关前,滑动变阻器滑片应位于最大阻值处,所以把滑动片移到左端,故A正确;
B、两节干电池作为电源,电压表应选择0~3V量程,电流表应选择0~0.6A量程,故B正确;
C、灯不亮,电路发生短路或断路,电压表有示数说明与电压表并联的电路开路,电压表示数接近电源电压,故C正确;
D、灯泡亮度变亮,实际功率变大,由P=可知,灯泡两端电压增大,由P=I2R可知通过小灯泡的电流变大,故D错误。
故选D。
【分析】(1)连接电路时,闭合开关前为保护电路,滑动变阻器划片P应位于最大阻值处;
(2)电压表和电流表应选择合适的量程,为了测量结果准确,选择较小量程;
(3)灯不亮,电路发生短路或断路,电压表有示数说明与电压表并联的电路开路;
(4)灯泡亮度变亮,实际功率变大,根据P=和P=I2R判断小灯泡的电压和电流的变化情况。
11.(2016·罗平模拟)张华同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,根据图象,下列说法错误的是( )
A.通过导体A的电流与其两端的电压成正比
B.导体A的电阻大于导体B的电阻
C.当在导体B的两端加上1V的电压时,通过导体B的电流为0.1A
D.将A,B两导体串联后接到电压为3V的电源上时,通过导体的电流为0.2A
【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A.由图象可知,通过A、B两电阻的电流与各自两端的电压成正比例函数,
即通过导体A、B的电流与两端的电压成正比,故A正确,不符合题意;
B.当UA=UB=2V时,IA=0.4A,IB=0.2A,根据欧姆定律可得:
RA= = =5Ω,RB= = =10Ω,
∴导体A的电阻小于导体B的电阻,故B不正确,符合题意;
C.当在导体B的两端加上1V的电压时,通过导体B的电流:
IB′= = =0.1A,故C正确,不符合题意;
D.将A、B两导体串联后接到电压为3V的电源上时,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴通过导体的电流:
I= = =0.2A,故D正确,不符合题意.
故选B.
【分析】(1)由图象可知,通过两电阻的电流与各自两端的电压成正比例函数即为定值电阻;(2)从图象中读出2V时通过两端的电流,根据欧姆定律求出两电阻的阻值,然后比较两电阻的大小关系;(3)根据欧姆定律求出当在导体B的两端加上1V的电压时,通过的电流;(4)根据电阻的串联和欧姆定律求出将A、B两导体串联后接到电压为3V的电源上时通过的电流.
二、多选题
12.(2017九上·召陵期末)张华同学在探究通过导体的电流与其两端的电压的关系时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,根据图象,下列说法错误的是( )
A.通过导体a的电流与其两端的电压成正比
B.导体a的电阻大于导体b的电阻
C.当在导体b的两端加上1V的电压时,通过导体b的电流为0.1A
D.将a、b两导体串联后接到电压为3V的电源上时,通过导体的电流为0.2A
【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解:
A、由图线a可知,图线a是正比例函数图象,说明通过导体a的电流与其两端的电压成正比,故A正确;
B、当U=2V时,由图象可知,Ia=0.4A,Ib=0.2A,根据I= ,电阻:Ra= = =5Ω,Rb= = =10Ω,则导体a的电阻小于导体b的电阻,故B错误;
C、当在导体b的两端加上1V的电压时,通过导体b的电流Ib′= = =0.1A,故C正确;
D、将a、b两导体串联后接到电压为3V的电源上时,通过导体的电流I= = =0.2A,故D正确.
故选B.
【分析】(1)根据图象特点判断通过导体的电流与导体电压间的关系;(2)根据图象找出电压对应的电流,由欧姆定律求出电阻阻值;(3)根据欧姆定律计算1V时,b中的电流;(4)由串联电路特点及欧姆定律分析答题.
三、实验题
13.(2017八上·响水月考)关于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量电阻”两个实验,下列说法中正确的是( )
A.两个实验的电路在课本中是相同的
B.两个实验所采用的研究方法是相同的
C.两个实验多次测量的目的是相同的
D.两个实验中使用滑动变阻器的目的都是为了控制电阻两端电压不变
【答案】A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解:A、这两个实验的实验电路图都相同,说法正确;
B、在“探究电流跟电阻的关系”时需要采用控制变量法,而“伏安法测量电阻”时不需要利用控制变量法,不正确;
C、探究电流跟电阻的关系多次测量是为了发现、总结规律;伏安法测量电阻多次测量是为了取平均值以减小误差,因此两个实验的目的完全不同,故说法错误;
D、“探究电流跟电阻的关系”时,使用滑动变阻器的目的都是为了控制电阻两端电压不变;而在“伏安法测量电阻”实验时,使用滑动变阻器是为了多次测量取平均值减小误差,故D选项错误.
故选A.
【分析】这两个实验都需要测量出通过电阻的电流和其两端的电压,实验电路图都是相同的,并且在做“探究电流跟电阻的关系”时,要控制电阻两端的电压不变;
实验过程都需要采用多次测量取平均值的办法来减小误差.
14.某同学用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电压、电阻的关系”,电源电压恒为3V。
(1)闭合开关后,电流表无示数,但电压表有示数,原因可能是________ 。
A.电流表断路 B.电压表断路 C.R1断路 D.R2断路
(2)探究电流与电压的关系时,应保持 不变(R1/R2)。
(3)探究电流与电阻的关系时,当R1的阻值是2Ω,电流表示数是1.0 A;要使电流表示数是0.5A,R1的阻值是 Ω;多次测量后,作出的I~R1图像是图乙中的 。
(4)该同学为研究可变电阻功率的变化规律,他将R1换成阻值为5Ω的定值电阻.把R2换成阻值范围是0~10Ω的电阻箱。实验中R2从lΩ逐渐调大到10Ω,实验数据如下表当R2消耗的功率最大时,其电阻约为________ 。
A.4Ω B.5Ω C.6Ω D.4Ω和6Ω
【答案】(1)C
(2)R1
(3)14;D
(4)B
【知识点】电路故障的判断;探究电流与电压、电阻的关系实验;欧姆定律及其应用;电功率
【解析】【解答】(1)电流表无示数,则电路断路,电压表有示数,则与电压表并联的R1断路;(2)由图知,该实验是探究R1的电流和电压、电阻的关系,所以探究电流与电压的关系时,应保持R1不变;(3)探究电流与电阻的关系时,应保持电阻两端的电压不变,由题意知,U=IR=1.0A×2Ω=2V,所以要使电流表示数是0.5A,R1的阻值是R′= =4Ω;电压不变,电流与电阻成反比,图象应为D;(4)由表格中数据可以看出,电阻R2由1Ω至4Ω之间功率变大,由6Ω至10Ω之间的功率减小,4Ω与6Ω的功率相等,可知当R2的阻值为5Ω时,功率最大.B符合题意。
【分析】当电流表无示数,电压表有示数,电压表测量的位置断路,探究电流和电压关系要保持电阻不变,利用电流和电阻可以计算电阻的分压大小,根据电压和电流还可以计算电阻,结合电功率的规律分析最大的电功率.
15.本学期学习的实验有:A“测定物质的密度”、B“探究物质质量与体积的关系”、C“探究液体内部的压强与哪些因素有关”、D“探究导体中电流与电压的关系”和E“用电流表、电压表测电阻”等。
① 实验A和B中所记录的物理量 (选填“相同”或“不同”),U形管压强计是实验 中所用的研究仪器(填序号)。
② 若将上述实验分成两类,则可跟实验D归为一类的实验有 (填序号),其归类理由是 。
【答案】相同;C;B和C;都是利用控制变量法来探究各个物理量之间的关系
【知识点】设计实验测密度;探究液体压强的特点实验;探究电流与电压、电阻的关系实验;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)在“测定物质的密度”和“探究物质质量与体积的关系”实验中需要测量是质量和体积,AB实验记录的物理量相同;U形管压强计是探究液体内部的压强的仪器,故适合“探究液体内部的压强与哪些因素有关”,即C;(2)在探究物质质量与体积的关系和探究液体内部的压强与哪些因素有关的实验中利用控制变量法来探究各个物理量之间的关系,探究导体中电流与电压的关系”是也应用了此方法,
故答案为:相同;C;B和C;都是利用控制变量法来探究各个物理量之间的关系。
【分析】物理实验分为两种,测量类实验和探究规律类实验,测量密度、电阻等是测量类;探究液体压强的影响因素,电流和电压、电阻关系等实验是探究物理规律或物理量间的关系类。
16.某同学利用如图所示的电路探究“电流与电压、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;在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,滑动变阻器的作用是 。
【答案】保护电路;电阻;保持R1两端电压不变
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解: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;
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;
在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,应保持导体两端的电压不变,是通过滑动变阻器来实现的.
故答案为:保护电路;电阻;保持R1两端电压不变.
【分析】电流的影响因素是电压和电阻,探究其规律时要结合控制变量法,滑动变阻器在电路中可以保护电路,还可以实现电压表示数的要求.
17.电学知识复习时,老师带领同学们再探“电流与电阻关系的实验”,如图所示,电源为2节新干电池,实验中控制电阻两端的电压为1.5V.闭合开关前,应将滑片P调到滑动变阻器的 (A/B)端.先用5Ω的电阻做第一次实验,闭合开关后,调节滑片P使电压表示数为1.5V,计算可知电流表示数为 A,电路的总功率为 W.然后断开开关,将滑片P调到阻值最大的位置,取下5Ω的电阻,换上10Ω的电阻,闭合开关调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为1.5V,计算可知此时滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω.第三次实验准备用15Ω的定值电阻,为完成实验,变阻器的最大阻值不得小于 Ω.实验中他们发现:三次实验随着定值电阻的阻值越来越大,读取电流时滑片所在的位置是 (逐渐靠左/逐渐靠右).
【答案】B;0.3;0.9;10;15;逐渐靠右
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】为保护电路安全,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于最大阻值处即图中的B端;由图可知,定值电阻R与变阻器串联,电压表测R两端电压,电流表测电路中电流,所以电流表示数:IA=IR= =0.3A,电源为2节新干电池,则电源电压为3V,电路消耗的总功率:P=UI=3V×0.3A=0.9W;(3)当换上10Ω的电阻后,保持电压1.5V不变,根据串联电路的电压特点,则滑动变阻器两端电压:U滑=U U′R=3V 1.5V=1.5V
由串联电路的分压原理可知:所以R滑=R′=10Ω;同理:当用15Ω的定值电阻时,为保持其两端电压1.5V不变,此时变阻器连入阻值:R′滑=R″=15Ω;(4)由(3)中计算可知,定值电阻的阻值越来越大,滑动变阻器连入电路的阻值也越大,由实物图可知,滑片应逐渐靠右。
故答案为:B;0.3;0.9;10;15;逐渐靠右。
【分析】探究电流和电阻的关系时,要保持电压不变,更换电阻,当电阻改变时,电压表示数变化,要通过滑动变阻器来调节,根据串联电路的分压规律和欧姆定律的规律可以计算电阻中的电阻.
18.小明利用图甲所示的电路探究通过导体的电流与电阻的关系,这个实验中要控制 一定,根据实验的数据绘出了I﹣1/R图象,如图乙所示.分析图象可知,当导体的电阻为 Ω时,通过它的电流为0.1A;实验过程中,小明控制导体两端的电压为 V.
【答案】电阻R两端的电压;20;2
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】探究“通过导体的电流与电阻的关系”,这个实验中要控制电阻R两端的电压一定;由图象可知,当电流为0.1A时, ,此时导体的电阻R=20Ω;I与 成正比,则导体两端的电压不变,由 可得,小明控制导体两端的电压: .
故答案为: (1). 电阻R两端的电压 (2). 20 (3). 2
【分析】电流的影响因素有电压和电阻,探究规律时要利用控制变量法,结合图像计算电阻中的电阻的大小和电压的大小.
19.小聪同学利用如图所示的电路,探究“在电阻两端的电压保持不变时,通过电阻的电流I 跟电阻R的阻值关系”时,得到如下表所示的实验数据:
(1)请根据表中数据归纳出I与R的关系:I = ;
(2)滑动变阻器R0在此实验中的主要作用是: .
【答案】(1)
(2)保持定值电阻两端的电压不变
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)由表格数据可知,I与R成反比关系,设关系式为I= ,把I=0.6A,R=5Ω代入可得:0.6A= ,解得:k=5Ω×0.6A=3AΩ,I与R的关系式:I= ;(2)探究电流跟电阻的关系时,要控制电阻两端的电压不变。连入滑动变阻器,就是通过改变连入的电阻,改变定值电阻两端的电压,保持定值电阻两端的电压不变。
【分析】探究电流和电阻关系时,要保持电压不变,通过多组数据得出:电压一定时电流和电阻成反比.
20.如图所示,某兴趣小组在探究“电流跟电压、电阻关系”时,小明记录数据如下:
(1)在做表Ⅰ中的实验时,滑动变阻器的作用是 ,依次进行的第1、2、3次实验过程中,滑片P应向 (选填“左”或“右”)滑动;分析表格数据,可得出的结论是 。
(2)在做表Ⅱ中的实验时,先将 5Ω 的电阻连入电路中,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为 3V,并记下电流值。断开开关后,首先应做的操作是 ,接着将 5Ω 电阻更换成 10Ω 电阻,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,直至电压表示数 V,并记下此时电流表的示数。
(3)根据实验数据,小明做出了如图所示的 I﹣R 图像,由于此图线为曲线,小明认为不便直观判断 I 与 R 的定量关系,于是对图像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.你认为小强的改进方法是: 。
【答案】(1)改变电压和通过的电流;左;在电阻一定时,电流与电压成正比
(2)将滑片移到最大值处;3
(3)将横坐标R变为R-1,作电流与电阻倒数的图像,从而直观判断出了I与R的关系
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)表I中的实验,探究电阻一定时,电流与电压的关系,为得出普遍性规律,要改变电压大小和通过的电流,多次测量,所以滑动变阻器的作用是改变电压和通过的电流;
依次进行的第1、2、3次实验过程中,电压表示数变大,根据串联电路的电压规律,滑动变阻器的电压变小,根据串联分压原理,变阻器连入电路中的电阻变小,故滑片P应向左滑动;分析表格数据,电压为原来的几倍,通过的电流为原来的几倍。因此可得出的结论是在电阻一定时,电流与电压成正比;(2)断开开关后,为了保护电路,首先应做的操作是将滑片移到最大值处;
探究电流与电阻的关系时,要保持电阻两端的电压不变,将5Ω电阻更换成10Ω电阻,根据串联分压原理,电压表示数变大,所以闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,直至电压表示数为3V,并记下此时电流表的示数。 (3)由图,小明作出的I-R图象,由于此图线为曲线,不便直观判断I与R的定量关系,根据 可知,电压不变时,电流I与电阻的倒数 成正比,故将横坐标R变为R-1,作电流与电阻倒数的图像,从而直观判断出了I与R的关系。
【分析】欧姆定律探究的是电流和电压、电阻的关系,实验时要结合控制变量法,而且要通过多次实验探究普遍规律,探究电流和电压规律时,通过滑动变阻器改变电压,探究电流和电阻规律时,更换电阻,保持电压不变,得出电压一定时,电流和电阻成反比。
21.在探究“电流与电压、电阻的关系”的过程中,两小组同学提出了以下猜想: 小组1猜想:电流可能跟电压成正比;
小组2猜想:电流可能跟电阻成反比.
(1)小组1的做法是:按如图所示连接电路,此时开关应处于 状态(填“断开”或“闭合”). 保持定值电阻R=10Ω不变,闭合开关S后,调节滑动变阻器R′,得到多组数据.在分析数据的基础上得出正确结论.
(2)小组2连接了如图所示的电路图. 正确的实验步骤为:
①让5Ω电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为1.5V,记录电流表示数;
②将5Ω电阻换成10Ω电阻,闭合开关后发现电压表示数大于1.5V,应将滑动变阻器的滑片向 (填“左”或“右”)移动,当观察到电压表示数为 V时,记录电流表示数;
③将10Ω电阻换成15Ω电阻,闭合开关后发现:当滑动变阻器的滑片移动到最右端时,电流表和电压表的示数如图所示.出现上述情况的原因可能是
A.滑动变阻器最大阻值太大
B.滑动变阻器最大阻值太小
C.滑动变阻器断路
D.定值电阻短路.
【答案】(1)断开
(2)右;1.5V;B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)为防止连接最后一根导线时电路中的电流过大、烧坏电路元件,所以,连接电路时,为保护电路开关应处于断开状态;(2)②将5Ω电阻换成10Ω电阻,闭合开关后发现电压表示数大于1.5V,为保持电压表的示数1.5V不变,应减小电路中的电流,即滑动变阻器的滑片向右移动增大接入电路的电阻;③由图3知道,将10Ω电阻换成15Ω电阻、滑片移动到最右端时电压表的示数大于1.5V,说明定值电阻分得的电压仍然太大,即滑动变阻器的最大阻值太小,
故答案为:B。
【分析】欧姆定律探究的是电流和电压、电阻的关系,实验时要结合控制变量法,探究电流和电压规律时,通过滑动变阻器改变电压,探究电流和电阻规律时,更换电阻,保持电压不变。
22.在“探究电流与电压的关系”的实验中,
(1)请在方框中画出能够改变定值电阻的电压、并可以同时测量电压和电流的电路图.
(2)通过实验记录电流表、电压表的示数如下表所示
R=10Ω
对表中数据进行分析,你认为错误的数据是实验序号 ,排除错误数据,可归纳得出的结论是 。
(3)如果想用此电路继续探究“电流与电阻的关系”,每次更换电阻后,可以通过调节 ,使电阻两端的电压不变。实验得出的结论是 。
【答案】(1)
(2)5;在电阻一定时,电流与电压成正比
(3)滑动变阻器;在导体两端电压一定时,电流与电阻成反比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)实验中要能够改变定值电阻的电压需要用滑动变阻器测量电压用电压表,测量电流用电流表,电路如图:
;(2)根据数据分析可知,随着电压的增大电流在增大,并且电压与电流的比值为 =10,所以第5次实验中的电流数应当是错误的,应该为0.28A,并且可以看出在电阻一定时,电流与电压成正比;(3)要探究“电流与电阻的关系”,每次更换电阻后,需要通过调节滑动变阻器,使电阻两端的电压不变。可以得出结论:在导体两端电压一定时,电流与电阻成反比。
【分析】在探究电流和电压关系时,要保持电阻不变,通过移动滑片的位置改变定值电阻两端的电压,结合电流表示数的变化分析规律.
四、填空题
23.在串联电路中,探究部分电路两端的电压U跟该电路中某个可变电阻R的关系时,记录的实验数据如下表所示 . 请根据表中数据判断:当电阻R=4Ω时,电压U= V .
【答案】4
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】分析表格数据可知电阻的阻值增大2Ω,电压增大1V,所以当电阻R=4Ω时,电压U=4V。
故答案为:4.
【分析】根据欧姆定律,当电阻一定时,电流和导体两端的电压成正比.
24.小明同学在探究“电流和电阻的关系”实验中,当定值电阻R由5Ω换成10Ω后,为了使 的示数保持不变,他应将滑动变阻器的阻值 .(填“变大”、“变小”、“保持不变”)
【答案】电压表的示数;变大
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】要探究电流与电阻的关系,需保持电阻两端的电压不变;当定值电阻R由5Ω换成10Ω后,电阻两端的电压会变大,为了使电压表的示数不变,应增大变阻器的阻值。
故答案为:电压表的示数;变大。
【分析】在探究电流和电阻关系时,要保持电压不变,当电阻变大时,滑动变阻器的电阻也要变大.
25.小慧在探究“通过导体电流跟电阻两端电压的关系”的实验中,测得相应的实验数据并记录在下表中。通过分析数据,你可以得出的结论是: 。
【答案】在电阻一定时,通过的电流与导体两端电压成正比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】由题可知保持电阻不变,研究电压跟电流关系,每次需要记录电流表和电压表对应的示数,根据数据可知电流跟电压成正比。所以可得结论:在电阻一定时,通过的电流与导体两端电压成正比。
故答案为:在电阻一定时,通过的电流与导体两端电压成正比
【分析】欧姆定律探究电流和电压的结论是:当导体电阻一定时,通过的电流与导体两端电压成正比。
2018-2019学年人教版物理九年级全册 17.1 电流与电压和电阻的关系 同步练习
一、单选题
1.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.有电流通过的小灯泡,其两端不一定有电压
C.导体两端电压越大,通过该导体的电流就越大
D.导体中通过的电流越大,它的电阻越小
2.在“探究通过导体的电流与电压的关系”实验中,得到I-U图像如下图所示,则正确的是( )
A. B.
C. D.
3.(2018九上·丹徒期末)物理学习小组完成“伏安法测电阻”的实验后,讨论该电路(如图)还能完成哪些实验,在如下列出的四个实验中,你认为能完成的是( )
A.探究电流与电压的关系
B.探究电流产生的热量与电阻的关系
C.探究电流与电阻关系
D.探究电流产生的热量与电流的关系
4.(2017·江油模拟)某校兴趣小组同学想探究“一段电路中的电流跟电阻的关系”,设计了如图甲所示的电路图,电源电压为6伏,E、F两点间的电阻为4Ω时,电流表示数0.5A,在此探究实验过程中,当E、F两点间的电阻由4Ω更换为5Ω后,为了探究上述问题,你认为应该采取的操作是( )
A.闭合开关,读出电流表的读数
B.闭合开关,将变阻器的滑片适当向左移
C.改变电压表、电流表的量程
D.闭合开关,将变阻器的滑片适当向右移
5.对于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量定值电阻”的这两个实验,下列说法不正确的是()
A.它们都是采用控制变量的研究方法
B.它们的滑动变阻器在实验电路中的作用是不同的
C.前者多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系
D.后者多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差
6.(2017九上·惠民期末)小刚同学用如图电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”.在此实验过程中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的唯一操作是( )
A.保持变阻器滑片不动 B.将变阻器滑片适当向左移动
C.将变阻器滑片适当向右移动 D.将电池个数增加
7.在研究电流跟电压及电流跟电阻的关系实验中,电路中的滑动变阻器两次的作用是()
A.均使电阻R两端的电压成倍数变化
B.均使电阻R两端的电压保持不变
C.前次使电阻R两端电压成倍数变化,后次使电阻R两端的电压保持不变
D.前次使电阻R两端电压保持不变,后次使电阻R两端电压成倍数变化
8.在研究电流跟电压、电阻的关系的实验中,得出如下表格中的一组数据.根据这组数据,可以得到的结论是( )
A.导体电阻一定时,导体两端的电压跟通过导体的电流成正比
B.导体电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
C.导体两端电压一定时,导体的电阻和通过导体的电流成反比
D.导体两端电压一定时,通过导体的电流和导体的电阻成反比
9.在某一温度下,连接在电路中的两段导体A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示,由图中信息可知( )
A.A导体的电阻为10Ω
B.A导体的电阻大于B导体的电阻
C.A导体两端电压为3V时,通过A导体的电流为0.6A
D.B导体两端电压为0V时,B导体的电阻也为0Ω
10.如图为探究灯泡两端电压与电流关系的电路图,下列说法错误的是( )
A.把滑动片移到左端时才能闭合开关
B.电压表、电流表量程可能选大了
C.开关闭合后灯不亮,电压表有示数,灯肯定存在开路现象
D.灯亮度变亮时,电压表示数变大,电流表示数变小
11.(2016·罗平模拟)张华同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,根据图象,下列说法错误的是( )
A.通过导体A的电流与其两端的电压成正比
B.导体A的电阻大于导体B的电阻
C.当在导体B的两端加上1V的电压时,通过导体B的电流为0.1A
D.将A,B两导体串联后接到电压为3V的电源上时,通过导体的电流为0.2A
二、多选题
12.(2017九上·召陵期末)张华同学在探究通过导体的电流与其两端的电压的关系时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,根据图象,下列说法错误的是( )
A.通过导体a的电流与其两端的电压成正比
B.导体a的电阻大于导体b的电阻
C.当在导体b的两端加上1V的电压时,通过导体b的电流为0.1A
D.将a、b两导体串联后接到电压为3V的电源上时,通过导体的电流为0.2A
三、实验题
13.(2017八上·响水月考)关于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量电阻”两个实验,下列说法中正确的是( )
A.两个实验的电路在课本中是相同的
B.两个实验所采用的研究方法是相同的
C.两个实验多次测量的目的是相同的
D.两个实验中使用滑动变阻器的目的都是为了控制电阻两端电压不变
14.某同学用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电压、电阻的关系”,电源电压恒为3V。
(1)闭合开关后,电流表无示数,但电压表有示数,原因可能是________ 。
A.电流表断路 B.电压表断路 C.R1断路 D.R2断路
(2)探究电流与电压的关系时,应保持 不变(R1/R2)。
(3)探究电流与电阻的关系时,当R1的阻值是2Ω,电流表示数是1.0 A;要使电流表示数是0.5A,R1的阻值是 Ω;多次测量后,作出的I~R1图像是图乙中的 。
(4)该同学为研究可变电阻功率的变化规律,他将R1换成阻值为5Ω的定值电阻.把R2换成阻值范围是0~10Ω的电阻箱。实验中R2从lΩ逐渐调大到10Ω,实验数据如下表当R2消耗的功率最大时,其电阻约为________ 。
A.4Ω B.5Ω C.6Ω D.4Ω和6Ω
15.本学期学习的实验有:A“测定物质的密度”、B“探究物质质量与体积的关系”、C“探究液体内部的压强与哪些因素有关”、D“探究导体中电流与电压的关系”和E“用电流表、电压表测电阻”等。
① 实验A和B中所记录的物理量 (选填“相同”或“不同”),U形管压强计是实验 中所用的研究仪器(填序号)。
② 若将上述实验分成两类,则可跟实验D归为一类的实验有 (填序号),其归类理由是 。
16.某同学利用如图所示的电路探究“电流与电压、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;在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,滑动变阻器的作用是 。
17.电学知识复习时,老师带领同学们再探“电流与电阻关系的实验”,如图所示,电源为2节新干电池,实验中控制电阻两端的电压为1.5V.闭合开关前,应将滑片P调到滑动变阻器的 (A/B)端.先用5Ω的电阻做第一次实验,闭合开关后,调节滑片P使电压表示数为1.5V,计算可知电流表示数为 A,电路的总功率为 W.然后断开开关,将滑片P调到阻值最大的位置,取下5Ω的电阻,换上10Ω的电阻,闭合开关调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为1.5V,计算可知此时滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω.第三次实验准备用15Ω的定值电阻,为完成实验,变阻器的最大阻值不得小于 Ω.实验中他们发现:三次实验随着定值电阻的阻值越来越大,读取电流时滑片所在的位置是 (逐渐靠左/逐渐靠右).
18.小明利用图甲所示的电路探究通过导体的电流与电阻的关系,这个实验中要控制 一定,根据实验的数据绘出了I﹣1/R图象,如图乙所示.分析图象可知,当导体的电阻为 Ω时,通过它的电流为0.1A;实验过程中,小明控制导体两端的电压为 V.
19.小聪同学利用如图所示的电路,探究“在电阻两端的电压保持不变时,通过电阻的电流I 跟电阻R的阻值关系”时,得到如下表所示的实验数据:
(1)请根据表中数据归纳出I与R的关系:I = ;
(2)滑动变阻器R0在此实验中的主要作用是: .
20.如图所示,某兴趣小组在探究“电流跟电压、电阻关系”时,小明记录数据如下:
(1)在做表Ⅰ中的实验时,滑动变阻器的作用是 ,依次进行的第1、2、3次实验过程中,滑片P应向 (选填“左”或“右”)滑动;分析表格数据,可得出的结论是 。
(2)在做表Ⅱ中的实验时,先将 5Ω 的电阻连入电路中,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为 3V,并记下电流值。断开开关后,首先应做的操作是 ,接着将 5Ω 电阻更换成 10Ω 电阻,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,直至电压表示数 V,并记下此时电流表的示数。
(3)根据实验数据,小明做出了如图所示的 I﹣R 图像,由于此图线为曲线,小明认为不便直观判断 I 与 R 的定量关系,于是对图像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.你认为小强的改进方法是: 。
21.在探究“电流与电压、电阻的关系”的过程中,两小组同学提出了以下猜想: 小组1猜想:电流可能跟电压成正比;
小组2猜想:电流可能跟电阻成反比.
(1)小组1的做法是:按如图所示连接电路,此时开关应处于 状态(填“断开”或“闭合”). 保持定值电阻R=10Ω不变,闭合开关S后,调节滑动变阻器R′,得到多组数据.在分析数据的基础上得出正确结论.
(2)小组2连接了如图所示的电路图. 正确的实验步骤为:
①让5Ω电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为1.5V,记录电流表示数;
②将5Ω电阻换成10Ω电阻,闭合开关后发现电压表示数大于1.5V,应将滑动变阻器的滑片向 (填“左”或“右”)移动,当观察到电压表示数为 V时,记录电流表示数;
③将10Ω电阻换成15Ω电阻,闭合开关后发现:当滑动变阻器的滑片移动到最右端时,电流表和电压表的示数如图所示.出现上述情况的原因可能是
A.滑动变阻器最大阻值太大
B.滑动变阻器最大阻值太小
C.滑动变阻器断路
D.定值电阻短路.
22.在“探究电流与电压的关系”的实验中,
(1)请在方框中画出能够改变定值电阻的电压、并可以同时测量电压和电流的电路图.
(2)通过实验记录电流表、电压表的示数如下表所示
R=10Ω
对表中数据进行分析,你认为错误的数据是实验序号 ,排除错误数据,可归纳得出的结论是 。
(3)如果想用此电路继续探究“电流与电阻的关系”,每次更换电阻后,可以通过调节 ,使电阻两端的电压不变。实验得出的结论是 。
四、填空题
23.在串联电路中,探究部分电路两端的电压U跟该电路中某个可变电阻R的关系时,记录的实验数据如下表所示 . 请根据表中数据判断:当电阻R=4Ω时,电压U= V .
24.小明同学在探究“电流和电阻的关系”实验中,当定值电阻R由5Ω换成10Ω后,为了使 的示数保持不变,他应将滑动变阻器的阻值 .(填“变大”、“变小”、“保持不变”)
25.小慧在探究“通过导体电流跟电阻两端电压的关系”的实验中,测得相应的实验数据并记录在下表中。通过分析数据,你可以得出的结论是: 。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】有持续电流的条件;电压和电压的单位换算;电阻
【解析】【解答】A. 电流产生的条件是:(1)电路要闭合;(2)有电源存在;A不符合题意;
B.由A可知电路中有电流通过时,电路中一定电源;B不符合题意;
C. 根据I= 可知:电阻一定时,导体两端的电压越大,通过它的电流就越大;C符合题意;
D. 电阻是导体的属性,与电流和电压大小无关;D不符合题意。
故答案为:C.
【分析】电压是形成电流的原因,电压和电阻对电流有影响,导体的电阻和导体自身有关,与电压和电流无关.
2.【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】此实验要用控制变量法来进行,在研究电流与电压之间的关系时,应让导体的电阻保持一定,当电阻一定时,电流与电压成正比,图像为通过原点的一条直线,B符合题意.
故答案为:B。
【分析】通过欧姆定律的研究,导体电阻一定时,导体中的电流和电压成正比,图像是过原点的直线.
3.【答案】A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A在“伏安法测电阻”的实验中,R为定值电阻,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。若探究电流与电压的关系,应控制电阻的阻值不变,可以通过调节滑动变阻器改变R两端的电压和通过的电流,所以该电路能完成该实验,A符合题意;
B若探究电流产生的热量与电阻的关系,应控制电路中的电流和通电时间相同,改变电阻的阻值,实验装置中无法控制通电时间相同,且无法判断电流产生热量的多少,所以该电路不能完成该实验,B不符合题意;
C 若探究电流与电阻关系,应改变定值电阻的阻值,通过调节滑动变阻器使电阻两端的电压不变,从而得出电流与电阻的关系,因为实验器材中缺少可更换的定值电阻,所以该电路不能完成该实验,C不符合题意;
D若探究电流产生的热量与电流的关系,应控制电阻的阻值和通电时间相同,通过调节滑动变阻器可以改变R中的电流,但实验装置中无法控制改变电流后的通电时间相同,且无法判断电流产生热量的多少,所以该电路不能完成该实验,D不符合题意,
故答案为:A。
【分析】探究电流和电压的关系的电路图和测量定值电阻的大小的电路图相同.
4.【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解:定值电阻由4Ω更换为5Ω后,定值电阻分压变大,大于原来的电压,为保持定值电阻两端电压不变,应向右移动滑动变阻器滑片,增大滑动变阻器接入电路的阻值,增大滑动变阻器的分压,使定值电阻两端电压减小到原来的值,保持电阻两端电压不变.
故选:D.
【分析】为探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变,当将电阻由4Ω更换为5Ω后,电阻阻值变大,电阻分压变大,滑动变阻器分压变小,为保证电阻两端电压不变,应移动滑动变阻器滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值变大,使电阻两端电压减小.
5.【答案】A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.在“探究电流跟电阻的关系”时需要采用控制变量法,而“伏安法测量电阻”时不需要利用控制变量法,故A错误,符合题意;
B.“探究电流与电阻关系实验”中,使用滑动变阻器的目的是控制电阻两端电压保持不变,伏安法测定值电阻实验中,使用滑动变阻器的目的是改变电阻两端电压,这两个实验使用滑动变阻器的作用不同,故B正确,不符合题意;
C.探究电流跟电阻的关系实验,进行多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系,故C正确,不符合题意;
D.伏安法测电阻阻值实验,后者多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差,故D正确,不符合题意.
故选A.
【分析】本题考查了物理中的科学研究方法的区分,注意在初中物理中灵活应用这些研究方法,本题结合两个电学实验进行分析考查对物理学方法的理解与应用情况.
6.【答案】C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解:在滑动变阻器的电阻值Rp不变的情况下,电路中由于将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻,使整个电路的总电阻增大.
利用公式I= 可知,电路中的总电流减小.
根据U=IR可知,此时滑动变阻器两端的电压的减小,
根据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变大;
要使电压表的示数不变,只能减小电路中的电流,所以要使电路中的电阻增大,即滑片P向右端移动增大电阻.
故选C.
【分析】研究电路电流与电阻的关系,由控制变量法的思路可知,需要保证导体两端电压不变,当电路中的电阻由5Ω换成10Ω时,分析定值电阻两点之间的电压怎样变化是此题的解题思路.
7.【答案】C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】在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,改变导体两端的电压;在研究导体中的电流与导体的电阻的关系时,要改变导体的电阻值,控制导体两端的电压不变.所以前后两个实验中滑动变阻器的主要作用不相同.
在研究导体中的电流与电压的关系时,滑动变阻器是使电阻R两端的电压成倍数变化;然后用电流表记录对应电压下的电流值,通过多次实验,来总结导体中电流与电压的关系.
而在研究导体中的电流与导体的电阻的关系时,利用滑动变阻器来控制导体两端的电压不变.通过更换几组不同的定值电阻,记录下对应的电流值,来总结导体中的电流和电压的关系.
故选C.
【分析】滑动变阻器在不同的实验中,由于实验目的不同,其作用也是不同的.
8.【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】由表格数据可知,导体的电压保持4V5Ω不变,随着导体两端的电阻增大,通过导体的电流变小。当其电阻增大为原来的几倍,通过导体的电流减小为原来的几分之一,所以得到的结论是导体两端的电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成正比,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D
【分析】根据表中数据可以判断,电压值是一定的,电阻在改变,所以是探究电流和电阻的关系,且电流和电阻成反比.
9.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)由图象可知,当UA=UB=3V时,通过两电阻的电流IA=0.6A,IB=0.3A,由I= 可得,两导体的电阻分别为:RA= =5Ω,RB= =10Ω,则RA
【分析】根据坐标图像,利用电压和电流可以计算导体的电阻,导体的电阻只和导体自身有关.
10.【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解:A、闭合开关前,滑动变阻器滑片应位于最大阻值处,所以把滑动片移到左端,故A正确;
B、两节干电池作为电源,电压表应选择0~3V量程,电流表应选择0~0.6A量程,故B正确;
C、灯不亮,电路发生短路或断路,电压表有示数说明与电压表并联的电路开路,电压表示数接近电源电压,故C正确;
D、灯泡亮度变亮,实际功率变大,由P=可知,灯泡两端电压增大,由P=I2R可知通过小灯泡的电流变大,故D错误。
故选D。
【分析】(1)连接电路时,闭合开关前为保护电路,滑动变阻器划片P应位于最大阻值处;
(2)电压表和电流表应选择合适的量程,为了测量结果准确,选择较小量程;
(3)灯不亮,电路发生短路或断路,电压表有示数说明与电压表并联的电路开路;
(4)灯泡亮度变亮,实际功率变大,根据P=和P=I2R判断小灯泡的电压和电流的变化情况。
11.【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A.由图象可知,通过A、B两电阻的电流与各自两端的电压成正比例函数,
即通过导体A、B的电流与两端的电压成正比,故A正确,不符合题意;
B.当UA=UB=2V时,IA=0.4A,IB=0.2A,根据欧姆定律可得:
RA= = =5Ω,RB= = =10Ω,
∴导体A的电阻小于导体B的电阻,故B不正确,符合题意;
C.当在导体B的两端加上1V的电压时,通过导体B的电流:
IB′= = =0.1A,故C正确,不符合题意;
D.将A、B两导体串联后接到电压为3V的电源上时,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴通过导体的电流:
I= = =0.2A,故D正确,不符合题意.
故选B.
【分析】(1)由图象可知,通过两电阻的电流与各自两端的电压成正比例函数即为定值电阻;(2)从图象中读出2V时通过两端的电流,根据欧姆定律求出两电阻的阻值,然后比较两电阻的大小关系;(3)根据欧姆定律求出当在导体B的两端加上1V的电压时,通过的电流;(4)根据电阻的串联和欧姆定律求出将A、B两导体串联后接到电压为3V的电源上时通过的电流.
12.【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解:
A、由图线a可知,图线a是正比例函数图象,说明通过导体a的电流与其两端的电压成正比,故A正确;
B、当U=2V时,由图象可知,Ia=0.4A,Ib=0.2A,根据I= ,电阻:Ra= = =5Ω,Rb= = =10Ω,则导体a的电阻小于导体b的电阻,故B错误;
C、当在导体b的两端加上1V的电压时,通过导体b的电流Ib′= = =0.1A,故C正确;
D、将a、b两导体串联后接到电压为3V的电源上时,通过导体的电流I= = =0.2A,故D正确.
故选B.
【分析】(1)根据图象特点判断通过导体的电流与导体电压间的关系;(2)根据图象找出电压对应的电流,由欧姆定律求出电阻阻值;(3)根据欧姆定律计算1V时,b中的电流;(4)由串联电路特点及欧姆定律分析答题.
13.【答案】A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解:A、这两个实验的实验电路图都相同,说法正确;
B、在“探究电流跟电阻的关系”时需要采用控制变量法,而“伏安法测量电阻”时不需要利用控制变量法,不正确;
C、探究电流跟电阻的关系多次测量是为了发现、总结规律;伏安法测量电阻多次测量是为了取平均值以减小误差,因此两个实验的目的完全不同,故说法错误;
D、“探究电流跟电阻的关系”时,使用滑动变阻器的目的都是为了控制电阻两端电压不变;而在“伏安法测量电阻”实验时,使用滑动变阻器是为了多次测量取平均值减小误差,故D选项错误.
故选A.
【分析】这两个实验都需要测量出通过电阻的电流和其两端的电压,实验电路图都是相同的,并且在做“探究电流跟电阻的关系”时,要控制电阻两端的电压不变;
实验过程都需要采用多次测量取平均值的办法来减小误差.
14.【答案】(1)C
(2)R1
(3)14;D
(4)B
【知识点】电路故障的判断;探究电流与电压、电阻的关系实验;欧姆定律及其应用;电功率
【解析】【解答】(1)电流表无示数,则电路断路,电压表有示数,则与电压表并联的R1断路;(2)由图知,该实验是探究R1的电流和电压、电阻的关系,所以探究电流与电压的关系时,应保持R1不变;(3)探究电流与电阻的关系时,应保持电阻两端的电压不变,由题意知,U=IR=1.0A×2Ω=2V,所以要使电流表示数是0.5A,R1的阻值是R′= =4Ω;电压不变,电流与电阻成反比,图象应为D;(4)由表格中数据可以看出,电阻R2由1Ω至4Ω之间功率变大,由6Ω至10Ω之间的功率减小,4Ω与6Ω的功率相等,可知当R2的阻值为5Ω时,功率最大.B符合题意。
【分析】当电流表无示数,电压表有示数,电压表测量的位置断路,探究电流和电压关系要保持电阻不变,利用电流和电阻可以计算电阻的分压大小,根据电压和电流还可以计算电阻,结合电功率的规律分析最大的电功率.
15.【答案】相同;C;B和C;都是利用控制变量法来探究各个物理量之间的关系
【知识点】设计实验测密度;探究液体压强的特点实验;探究电流与电压、电阻的关系实验;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)在“测定物质的密度”和“探究物质质量与体积的关系”实验中需要测量是质量和体积,AB实验记录的物理量相同;U形管压强计是探究液体内部的压强的仪器,故适合“探究液体内部的压强与哪些因素有关”,即C;(2)在探究物质质量与体积的关系和探究液体内部的压强与哪些因素有关的实验中利用控制变量法来探究各个物理量之间的关系,探究导体中电流与电压的关系”是也应用了此方法,
故答案为:相同;C;B和C;都是利用控制变量法来探究各个物理量之间的关系。
【分析】物理实验分为两种,测量类实验和探究规律类实验,测量密度、电阻等是测量类;探究液体压强的影响因素,电流和电压、电阻关系等实验是探究物理规律或物理量间的关系类。
16.【答案】保护电路;电阻;保持R1两端电压不变
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解: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;
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;
在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,应保持导体两端的电压不变,是通过滑动变阻器来实现的.
故答案为:保护电路;电阻;保持R1两端电压不变.
【分析】电流的影响因素是电压和电阻,探究其规律时要结合控制变量法,滑动变阻器在电路中可以保护电路,还可以实现电压表示数的要求.
17.【答案】B;0.3;0.9;10;15;逐渐靠右
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】为保护电路安全,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于最大阻值处即图中的B端;由图可知,定值电阻R与变阻器串联,电压表测R两端电压,电流表测电路中电流,所以电流表示数:IA=IR= =0.3A,电源为2节新干电池,则电源电压为3V,电路消耗的总功率:P=UI=3V×0.3A=0.9W;(3)当换上10Ω的电阻后,保持电压1.5V不变,根据串联电路的电压特点,则滑动变阻器两端电压:U滑=U U′R=3V 1.5V=1.5V
由串联电路的分压原理可知:所以R滑=R′=10Ω;同理:当用15Ω的定值电阻时,为保持其两端电压1.5V不变,此时变阻器连入阻值:R′滑=R″=15Ω;(4)由(3)中计算可知,定值电阻的阻值越来越大,滑动变阻器连入电路的阻值也越大,由实物图可知,滑片应逐渐靠右。
故答案为:B;0.3;0.9;10;15;逐渐靠右。
【分析】探究电流和电阻的关系时,要保持电压不变,更换电阻,当电阻改变时,电压表示数变化,要通过滑动变阻器来调节,根据串联电路的分压规律和欧姆定律的规律可以计算电阻中的电阻.
18.【答案】电阻R两端的电压;20;2
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】探究“通过导体的电流与电阻的关系”,这个实验中要控制电阻R两端的电压一定;由图象可知,当电流为0.1A时, ,此时导体的电阻R=20Ω;I与 成正比,则导体两端的电压不变,由 可得,小明控制导体两端的电压: .
故答案为: (1). 电阻R两端的电压 (2). 20 (3). 2
【分析】电流的影响因素有电压和电阻,探究规律时要利用控制变量法,结合图像计算电阻中的电阻的大小和电压的大小.
19.【答案】(1)
(2)保持定值电阻两端的电压不变
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)由表格数据可知,I与R成反比关系,设关系式为I= ,把I=0.6A,R=5Ω代入可得:0.6A= ,解得:k=5Ω×0.6A=3AΩ,I与R的关系式:I= ;(2)探究电流跟电阻的关系时,要控制电阻两端的电压不变。连入滑动变阻器,就是通过改变连入的电阻,改变定值电阻两端的电压,保持定值电阻两端的电压不变。
【分析】探究电流和电阻关系时,要保持电压不变,通过多组数据得出:电压一定时电流和电阻成反比.
20.【答案】(1)改变电压和通过的电流;左;在电阻一定时,电流与电压成正比
(2)将滑片移到最大值处;3
(3)将横坐标R变为R-1,作电流与电阻倒数的图像,从而直观判断出了I与R的关系
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)表I中的实验,探究电阻一定时,电流与电压的关系,为得出普遍性规律,要改变电压大小和通过的电流,多次测量,所以滑动变阻器的作用是改变电压和通过的电流;
依次进行的第1、2、3次实验过程中,电压表示数变大,根据串联电路的电压规律,滑动变阻器的电压变小,根据串联分压原理,变阻器连入电路中的电阻变小,故滑片P应向左滑动;分析表格数据,电压为原来的几倍,通过的电流为原来的几倍。因此可得出的结论是在电阻一定时,电流与电压成正比;(2)断开开关后,为了保护电路,首先应做的操作是将滑片移到最大值处;
探究电流与电阻的关系时,要保持电阻两端的电压不变,将5Ω电阻更换成10Ω电阻,根据串联分压原理,电压表示数变大,所以闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,直至电压表示数为3V,并记下此时电流表的示数。 (3)由图,小明作出的I-R图象,由于此图线为曲线,不便直观判断I与R的定量关系,根据 可知,电压不变时,电流I与电阻的倒数 成正比,故将横坐标R变为R-1,作电流与电阻倒数的图像,从而直观判断出了I与R的关系。
【分析】欧姆定律探究的是电流和电压、电阻的关系,实验时要结合控制变量法,而且要通过多次实验探究普遍规律,探究电流和电压规律时,通过滑动变阻器改变电压,探究电流和电阻规律时,更换电阻,保持电压不变,得出电压一定时,电流和电阻成反比。
21.【答案】(1)断开
(2)右;1.5V;B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)为防止连接最后一根导线时电路中的电流过大、烧坏电路元件,所以,连接电路时,为保护电路开关应处于断开状态;(2)②将5Ω电阻换成10Ω电阻,闭合开关后发现电压表示数大于1.5V,为保持电压表的示数1.5V不变,应减小电路中的电流,即滑动变阻器的滑片向右移动增大接入电路的电阻;③由图3知道,将10Ω电阻换成15Ω电阻、滑片移动到最右端时电压表的示数大于1.5V,说明定值电阻分得的电压仍然太大,即滑动变阻器的最大阻值太小,
故答案为:B。
【分析】欧姆定律探究的是电流和电压、电阻的关系,实验时要结合控制变量法,探究电流和电压规律时,通过滑动变阻器改变电压,探究电流和电阻规律时,更换电阻,保持电压不变。
22.【答案】(1)
(2)5;在电阻一定时,电流与电压成正比
(3)滑动变阻器;在导体两端电压一定时,电流与电阻成反比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)实验中要能够改变定值电阻的电压需要用滑动变阻器测量电压用电压表,测量电流用电流表,电路如图:
;(2)根据数据分析可知,随着电压的增大电流在增大,并且电压与电流的比值为 =10,所以第5次实验中的电流数应当是错误的,应该为0.28A,并且可以看出在电阻一定时,电流与电压成正比;(3)要探究“电流与电阻的关系”,每次更换电阻后,需要通过调节滑动变阻器,使电阻两端的电压不变。可以得出结论:在导体两端电压一定时,电流与电阻成反比。
【分析】在探究电流和电压关系时,要保持电阻不变,通过移动滑片的位置改变定值电阻两端的电压,结合电流表示数的变化分析规律.
23.【答案】4
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】分析表格数据可知电阻的阻值增大2Ω,电压增大1V,所以当电阻R=4Ω时,电压U=4V。
故答案为:4.
【分析】根据欧姆定律,当电阻一定时,电流和导体两端的电压成正比.
24.【答案】电压表的示数;变大
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】要探究电流与电阻的关系,需保持电阻两端的电压不变;当定值电阻R由5Ω换成10Ω后,电阻两端的电压会变大,为了使电压表的示数不变,应增大变阻器的阻值。
故答案为:电压表的示数;变大。
【分析】在探究电流和电阻关系时,要保持电压不变,当电阻变大时,滑动变阻器的电阻也要变大.
25.【答案】在电阻一定时,通过的电流与导体两端电压成正比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】由题可知保持电阻不变,研究电压跟电流关系,每次需要记录电流表和电压表对应的示数,根据数据可知电流跟电压成正比。所以可得结论:在电阻一定时,通过的电流与导体两端电压成正比。
故答案为:在电阻一定时,通过的电流与导体两端电压成正比
【分析】欧姆定律探究电流和电压的结论是:当导体电阻一定时,通过的电流与导体两端电压成正比。
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