13.1 探究电流与电压、电阻的关系 ——2021-2022学年物理鲁科版(五四制)九年级上册同步课时作业
1.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增大
C.电压一定时,电流随着电阻的增大而减小
D.电压一定时,电阻随着电流的增大而减小
2.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图像,下列正确的是( )
A. B. C. D.
3.韩华同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时,分别测量了定值电阻R和小灯泡L在不同电压下的电流值,根据测量数据绘制出如图所示的图象。下列判断正确的是( )
A.通过①的电流与它两端所加电压不成正比
B.通过②的电流与它两端所加电压成正比
C.将它们串联接到同一电路中时,通过①的电流较大
D.将它们并联接到电源电压为4 V的电路中,通过干路的电流是0.9 A
4.如图是小王同学“探究电流与电阻的关系”的实验电路。已知电源电压恒为4.5 V,滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”,电压表的示数控制在2 V不变。下列说法正确的是( )
A.实验中将5 Ω的定值电阻换成10 Ω后,应将滑片向左移
B.实验中换用某一定值电阻后,无论怎样移动滑片,电压表的示数都达不到2 V,原因可能是滑动变阻器的最大阻值太大了
C.要完成该实验,小王同学选用的定值电阻的阻值不能超过16 Ω
D.实验结论:电压一定时,电阻与电流成反比
5.小小在探究“电流跟电压的关系”时,设计了如图的电路,实验中需要控制______不变,改变电压。如果不增减器材,改变电压的操作是:闭合开关,______。
6.在利用图探究“电流与电压关系”的实验中,在闭合开关前,要将滑动变阻器调到最大阻值,这个操作的目的是________。在实验过程中,滑动变阻器的作用是________;在利用该图探究“电流和电阻的关系”实验时,滑动变阻器的作用是________。
7.探究电流与电阻的关系
小明连接的实验电路如图甲所示。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于最_______端。
(2)闭合开关后,发现电流表示数为零,电压表的示数如图乙所示,为_______V;改变滑动变阻器滑片的位置,两电表指针的位置不变。电路中有一处故障,可能是_______(选填序号)。
①电流表短路 ②电压表短路 ③导线a断路 ④导线b断路
(3)排除电路故障后,小明先后用5 Ω、10 Ω的定值电阻进行实验。实验中,通过_______控制定值电阻两端的电压不变,得到的实验数据如图丙。小明据此得出结论:电流与电阻成反比。请指出实验存在的问题或需要改进的地方_______(写出一条即可)。
8.用如图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电压的关系”。电源电压为3V,定值电阻R的阻值为,滑动变阻器的最大阻值为.
(1)用笔画线代替导线把图乙所示的实物图连接完整,要求滑片P向右移动时电流表示数变小。
(2)闭合开关前将滑动变阻器的滑片调至B端的目的是________。闭合开关,移动滑片,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,若电路仅有一处故障,故障是_______。
(3)排除故障后,调节滑动变阻器,记录数据如下表。请在如图所示的坐标纸中把未标出的两个点描出来并画出图像。
序号 1 2 3 4 5
电压 1.2 2.0 2.2 2.4 2.8
电流 0.12 0.20 0.22 0.24 0.28
分析图像可得:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)若探究“通过导体的电流与电阻的关系”,需要用到阻值为的电阻。将的电阻换成后,若保持电压表的示数为1.5V不变,应将滑动变阻器的滑片向___________端移动。换用的电阻进行实验时,发现无论怎样移动滑片,都无法使电压表的示数达到1.5V,原因是滑动变阻器的最大阻值_______(选填“过大”或“过小”)。
9.在“探究电流与电阻的关系”实验中,电源电压保持不变。
(1)检查器材时,在电流表的左侧观察到指针恰好指在零刻度线处,如果直接用该电流表测电流,测量值与真实值相比会_______(选填“偏大”“偏小”或“相等”);
(2)如图甲所示,电路中有一根导线连接错了,请在该导线上打“×”,然后画出正确的连线;
(3)选择5 Ω的定值电阻,正确连接电路进行实验。闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最_______端(选填“左”或“右”)。闭合开关,移动滑片使电压表的示数为,此时电流表的示数如图乙所示,电流为_______A;
(4)滑动变阻器滑片位置不变,将5 Ω电阻换成10 Ω电阻,继续实验,为使电压表的示数保持不变,应向_______(选填“左”或“右”)移动滑片。
答案以及解析
1.答案:C
解析:当电压一定时,电阻的变化是因,电流的变化是果。因此逻辑关系要理清,电压一定时,电流随着电阻的增大而减小。
2.答案:B
解析:当电阻不变时,电流与电压成正比,故电流随电压的变化关系图像为过原点的直线,只有B正确.
3.答案:D
解析:电阻①的函数图象是一条过原点的直线,所以通过①的电流与它两端所加电压成正比;电阻②的函数图象是一条曲线,所以通过电阻②的电流与它两端所加电压不成正比;若将它们串联接到同一电路中,因串联电路中电流处处相等,所以通过①和②的电流相等;将它们并联接到电源电压为4 V的电路中时,因该并联电路中各支路两端的电压相等,等于电源电压,所以它们两端的电压均为4 V,由图象可知,通过①的电流,通过②的电流,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流。
4.答案:C
解析:探究电流与电阻的关系时,要保持电压表示数不变,实验中将5 Ω的定值电阻换成10 Ω后,根据串联电路中的分压规律,电压表示数变大,由串联电路电压的规律可知,要增大滑动变阻器分得的电压,应将滑片向右移;电源电压为4.5 V,电压表的示数控制在2 V不变,故滑动变阻器分得的电压为,由分压规律可得,滑动变阻器连入电路中的电阻为,即换用某一定值电阻后,要保持电压表的示数为2 V,滑动变阻器的电阻至少为,故无论怎样移动滑片,电压表的示数都达不到2 V,原因可能是滑动变阻器的最大阻值太小了;由以上分析知,,即,因此要完成该实验,小王同学选用的定值电阻的阻值不能超过16 Ω;由该实验可知,当电压一定时,电流与电阻成反比。
5.答案:电阻;调节滑片P到不同位置,同时观察电压表示数
解析:根据控制变量法知,在探究电流跟电压的关系时,需要保持电阻不变,通过移动滑动变阻器滑片改变定值电阻两端的电压和通过电阻的电流,得出电流与电压的规律,故在此电路基础上,如果不增减器材,改变电压的操作是:闭合开关,调节滑片P到不同位置,同时观察电压表示数。
6.答案:保护电路;改变电阻两端的电压和通过电阻的电流;控制电阻两端的电压不变
解析:在利用题图探究“电流与电压关系”的实验中,在闭合开关前,要将滑动变阻器调到最大阻值,这个操作的目的是保护电路;在探究“电流与电压关系”的实验中,为得出普遍性的规律,要多次测量,故在实验过程中,滑动变阻器的作用是改变电阻两端的电压和通过电阻的电流;在利用该图探究“电流和电阻的关系”实验时,要控制电阻两端的电压不变,所以滑动变阻器的作用是控制电阻两端的电压不变。
7.答案:(1)右
(2)2.9;③
(3)滑动变阻器;结论要以电压不变为前提(或实验时要进行多次实验,使实验结论具有普遍性)
解析:(1)如题图,滑动变阻器滑片处于最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,在电路中起保护电路的作用。
(2)电压表的量程为0~3 V,分度值为0.1 V,所以电压表的示数是2.9 V;闭合开关后,电流表示数为零,说明电路中有断路故障,电压表的示数是2.9 V,并且移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数不变,说明电压表与电源两极是连通的,则可知与电压表并联的部分发生断路,可能是导线a断路,故选③。
(3)探究电流跟电阻的关系时,用滑动变阻器来控制定值电阻两端的电压不变。需要改进的地方:一是实验过程中只做了两次实验,得到的实验结论具有偶然性,实验时要进行多次实验,使实验结论具有普遍性;二是实验结论没有前提,探究电流跟电阻的关系时,要以电压不变为前提。
8.答案:(1)如下图所示
(2)保护电路;电阻R断路
(3)如下图所示
(4)B(“右”、“阻值较大”也给分);过小
解析:
9.答案:(1)偏小
(2)如图所示
或或
(3)右;0.38
(4)右
解析:(1)根据光在同种均匀介质中沿直线传播,在电流表的左侧观察到指针恰好指在零刻度线处,说明指针实际指在零刻度线偏左的位置,如果直接用该电流表测电流,测量值与真实值相比会偏小。
(2)原电路中,电流表与电阻并联,电压表与电阻串联,是错误的;电流表应与电阻串联,电压表应与电阻并联,如答案图所示。
(3)选择5 Ω的定值电阻,正确连接电路进行实验。闭合开关前,滑动变阻器连入电路的电阻应最大,故应将滑动变阻器的滑片调至最右端;闭合开关,移动滑片使电压表的示数为,此时电流表的示数如题图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,电流为0.38 A。
(4)根据串联电路中的分压规律可知,将定值电阻由5 Ω改接成10 Ω,电阻增大,其两端的电压增大;在“探究电流与电阻的关系”的实验中,应控制电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知,应增大滑动变阻器两端的电压,由分压规律可得,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,使电压表的示数保持不变。