人教版 初中物理 九年级 双减作业本17.1电流与电压和电阻的关系（含解析）

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17.1电流与电压和电阻的关系
知识梳理
1、探究电阻一定时，电流跟电压之间的关系
（1）实验器材： 。
（2）实验中要控制 不变，利用 改变 。
（3）实验的电路图
（4）作出电阻的U—I关系图象
（5）结论：在导体的电阻一定时，导体中的电流，跟这段导体两端的电压成 。
2、探究电压一定时，电流跟电阻之间的关系
（1）实验中改变 ，利用 控制 不变。
（2）实验电路图
（3）作出电阻的R—I关系图象
（4）结论：在导体的电压一定时，导体中的电流，跟导体的电阻成 。
思考讨论
1、在两次探究过程中，滑动变阻器的作用是什么？探究过程中应用了什么物理方法？
2、连接实物电路时，应该注意什么问题？
难点剖析：
1、某同学在探究“导体电流与电阻关系”时，选择了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω六个电阻进行实验，实验电路图如图所示。关于实验下列说法正确的是（　　）
A．实验前，需将六个电阻分别连入电路寻找合适的电压值
B．实验中，用滑动变阻器来保持电阻两端电压一定
C．将5Ω电阻换成10Ω电阻时，需将滑片向左适当移动
D．为使结论具有普遍性，需改变电压值重复进行两次实验
【解析】
A、探究导体中的电流跟导体电阻的关系时，需控制导体两端的电压不变，要根据电源电压、定值电阻的阻值和滑动变阻器的最大阻值来确定定值电阻两端的电压，不用将六个电阻分别连入电路寻找合适的电压值，故A错误。
B、实验中，更换定值电阻时，要用滑动变阻器来保持电阻两端电压不变，故B正确。
C、实验过程中电源电压不变，定值电阻两端的电压不变，则滑动变阻器两端的电压不变，因串联电路中导体两端的电压之比等于电阻之比，则定值电阻和滑动变阻器接入电路的阻值之比不变，所以将5Ω电阻换成10Ω电阻时，需增大滑动变阻器接入电路的阻值，所以滑动变阻器的滑片应向右移动，故C错误。
D、探究电流跟电阻的关系时，要控制电压不变，多次改变定值电阻的阻值，记录电流值，判断电流跟电阻的关系，故D错误。
故选：B。
2、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：改变接入MN的串联电池的个数；乙：将电池与滑动变阻器串联接入，改变滑动变阻器滑片的位置；丙：将电池与不同阻值的定值电阻串联接入MN。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
【解析】
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，故甲可行；
乙：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，故乙可行；
丙：将电池与不同阻值的电阻串联接入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，故丙可行；
综上可知，甲、乙、丙三种方案均可行。
故选：D。
3、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．保持定值电阻值不变，调节滑动变阻器的滑片到不同的位置
【解析】
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，即研究电流与电压的关系，为得出普遍性的结论，要改变电阻的电压和电流多次测量，故保持定值电阻值不变，调节滑动变阻器的滑片到不同的位置，只有D正确。
故选：D。
对应训练：
1、探究“电流与电阻的关系”时，电源电压恒为3V，实验准备了阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的电阻，当将5Ω的电阻接入R所在位置时，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2V，再分别用10Ω、15Ω的电阻替换的5Ω电阻进行实验，下列说法正确的是（　　）
A．此实验中滑动变阻器的作用是改变R两端的电压
B．用10Ω的电阻替换5Ω电阻时，滑片位置不动，电压表的示数大于2V
C．更换定值电阻时，开关可以不断开
D．用10Ω的电阻代替5Ω电阻实验时，为达到实验目的应调节滑片向左移动
2、小明同学在探究电阻上电流与电压的关系的实验中，要改变电阻两端的电压，下列办法不可行的是（　　）
A．改变干电池的个数
B．改变电阻的阻值
C．改变电阻器的滑片
D．调节学生电源的调压旋钮
3、在电学的学习中，比较多实验都用到滑动变阻器，某同学利用如图所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”，有关对应实验中滑动变阻器的作用和操作说法错误的是（　　）
A．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，可以保护用电器
B．在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时，可调节滑片，使电压表的示数产生变化
C．在探究通过导体的电流与导体的电阻关系时，滑动变阻器的作用是保持接入的定值电阻两端的电压不变
D．在探究通过导体的电流与导体的电阻关系时，要控制电阻不变
练习题：
一、选择题（共6题）
1. 用如图所示的实验电路探究电流与电阻的关系，下列注意事项错误的是
A．连接电路时，开关应该是断开的
B．闭合开关前，滑片应处于滑动变阻器的最右端
C．更换电阻后，应调节滑片让电压表的示数相同
D．应测多组数据，以减小实验误差
2. 图中，能正确描述电阻一定时，电流随电压变化的图象是
A． B．
C． D．
3. 如图所示是研究电流与电压、电阻的关系的电路图，实验分“保持电阻不变”和“保持电压不变”两步进行，在“保持电压不变”这一步实验时应该 。
A．保持 滑片的位置不变
B．保持 两端的电压不变
C．改变 的电阻，调节 滑片到不同的适当位置使电压表的示数不变
D．保持电路中电流不变
4. 如图所示的电路是研究电流和电阻的关系，其中滑动变阻器在这个实验中的作用是
A．改变电路中的电阻，保护电流不变
B．改变定值 两端的电压和通过的电流
C．改变电源的电压
D．当改换电阻 时，调节滑动变阻器，使电压表的读数保持不变
5. 如图所示，在“研究电流与电阻的关系”实验中，下列说法中正确的是
①闭合开关前，移动滑片 到最右端是为了起到保护电路的作用
②闭合开关后，移动滑片 的作用是控制电阻两端的电压保持不变
③闭合开关后，移动滑片 的作用是控制通过电阻的电流保持不变
④闭合开关后，移动滑片 的目的是改变电阻两端的电压
A．①② B．①③ C．①④ D．③④
6. 研究电流与电压关系时，用如图所示的电路，要求“保持电阻不变”，在进行“保持电阻不变”这一步骤时，实验要求是 。
A．保持 的滑片位置不动
B．保持 的电压不变
C．保持 不变，调节 的滑片到不同位置
D．保持电路中的电流不变
二、实验题（共2题）
7. 在探究“通过导体的电流跟电压的关系”实验中，小丽根据实验目的设计出实验电路图，并按电路图连接实验器材如图所示。
(1) 在图中所示的实物电路中， 连接有错误。
(2) 在此实验中，为达到实验目的，应控制 保持不变。
(3) 在实验过程中，移动滑动变阻器的滑片，改变其连入电路的阻值，目的是 。
8. 在探究“电压一定时，电流跟电阻关系”的实验中，设计电路图如图甲所示。
(1) 连接电路前，开关必须 。
(2) 根据图甲用笔画线代替导线将图乙实物连接成完整电路（导线不允许交叉）。
(3) 连接好电路，闭合开关，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是
A．电流表坏了 B．滑动变阻器短路 C．电阻处接触不良 D．电阻短路
(4) 排除电路故障进行实验，多次改变 的阻值，调节滑动变阻器，使电压示数 ，实验数据记录如下表。其中第 次实验电流表示数如图丙所示，其读数为 。
(5) 实验结论是： 。
选做题：
一、实验题（共2题）
9. 小明在实验室选择了符合实验要求的器材探究“通过电阻的电流与电阻两端电压的关系”，并画出了如图所示实验电路图。他的实验步骤如下：
①按照电路图连接电路，滑动变阻器阻值调至最大；
②调节电阻箱的阻值为 ，闭合开关 ，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，用电压表测量 两端的电压 、用电流表测量通过 的电流 ，将 、 、 的测量数据记录在表格中；
③断开开关 ，调节电阻箱的阻值为 ，闭合开关 ，移动滑动变阻器的滑片到另一位置，用电压表测量 两端的电压 、用电流表测量通过 的电流 ，将 、 、 的测量数据记录在表格中；
④仿照步骤③改变 次电阻箱的阻值 ，用电压表测量 两端的电压 、用电流表分别测量通过 的电流 ，将 、 、 测量数据记录在表格中。
根据以上叙述，回答下列问题：
(1) 小明在探究过程中存在的问题是： 。
(2) 请你针对小明探究过程中存在的问题，写岀改进措施： 。
10. 小明利用图甲电路来探究电流与电阻的关系，他在实验中控制电压表示数为 不变，相关器材规格已在图中标明。
(1) 小明按照图甲连好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于图中最 （选填“左”或“右”）端。
(2) 闭合开关，将电阻箱调至某阻值，调节滑动变阻器时，他发现电压表示数始终为零而电流表示数有明显变化，经检查是由于某处短路而造成的，则被短路的元件是 。
(3) 排除故障后小明调节电阻箱阻值 ，进行了多次实验，其中将连入 电阻改为 时应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）端移动，这一过程中眼晴要一直观察电压表示数的变化。
(4) 小明根据记录的多组实验数据绘制出了 与 的关系图线如图乙所示，由此可知 ，电流与电阻的倒数成 。
(5) 通过分析小明得出了实验结论：在电压一定时， 。
答案部分
知识梳理
1、（1）电源、开关、导线、电流表、电压表、定值电阻、滑动变阻器；（2）定值电阻的阻值；滑动变阻器；定值电阻两端的电压。
（3）
（4）
（5）正比。
2、（1）定值电阻的阻值；滑动变阻器；定值电阻两端的电压。
（2）
（3）
（4）反比。
思考讨论
1、探究电阻一定时，电流跟电压之间的关系时，滑动变阻器的作用是保护电路和改变定值电阻两端的电压；
探究电压一定时，电流跟电阻之间的关系时，滑动变阻器的作用是保护电路和保持定值电阻两端的电压不变。
探究过程中应用了控制变量法。
2、连接实物电路时，应该注意开关应处于断开状态，滑动变阻器要调到阻值最大。
对应训练：
1、B；2、B；3、D。
练习题
一、选择题（共6题）
1. 【答案】D
【解析】AB、连接电路时，为保护电路，开关应该是断开，A正确；
闭合开关前，滑片应处于阻值最大处，即滑动变阻器的最右端，B正确；
C、探究电流与电阻的关系时要控制电阻的电压不变，故更换电阻后，应调节滑片让电压表的示数相同，C正确；
D、为得出普遍性的结论，应测多组数据，故D错误。
2. 【答案】A
【解析】方法一：
根据欧姆定律内容可知，电阻一定，电流与两端的电压成正比，结合数学中坐标线知识，答案选A。
方法二：
电阻一定时，电流与电压成正比。
图象反应的是电流与电压成正比，故A正确。
图象反应的是电流随电压增大而减小，故B错误。
图象中当导体两端电压为 时，电流不为 ，故C错误。
图象反应的电流与电压成反比，故D错误。
3. 【答案】C
【解析】电流跟电压、电阻有关，用控制变量法研究电流跟电压和电阻的关系。
研究电流跟电压的关系时，保持电阻不变，改变定值电阻两端的电压，讨论电流跟电压的关系，研究电流跟电压的关系时，保持电阻不变，通过移动滑动变阻器的滑片，改变定值电阻的电压和电流，讨论电流跟电压的关系，
所以C选项是正确的。
4. 【答案】D
5. 【答案】A
【解析】①闭合开关前，为保护电路，变阻器连入电路中的电阻最大，即移动滑片 到最右端是为了起到保护电路的作用，故A正确；
②根据控制变量法，在研究电流与电阻的关系时，要控制电阻两端的电压不变，闭合开关后，当换下不同的定值电阻时，根据分压原理，电压表示数要改变，通过移动滑片 的作用是控制电阻两端的电压保持不变，故B正确；
③因控制定值电阻的电压不变，当换上不同的定值电阻时，通过电阻的电流改变了，故闭合电键后，移动滑片 的作用不是控制通过电阻的电流保持不变，故C错误；
④在研究“电流与电阻的关系”实验中，为得出普遍性的规律，要更换不同的定值电阻（保持电压不变），记录对应的电流大小，故要移动滑片 的目的是控制电阻两端的电压不变，故D错误。
6. 【答案】C
【解析】研究电流跟电压的关系时，保持电阻不变，通过移动滑动变阻器的滑片，改变定值电阻两端的电压和通过定值电阻的电流，来探究电流跟电压的关系。故C符合题意，ABD不符合题意。
二、实验题（共2题）
7. 【答案】
(1) 滑动变阻器
(2) 两点间的电阻
(3) 为了实现多次测量
【解析】
(1) 从实物连接图中依次分析电压表、电流表、滑动变阻器可以知道滑动变阻器的上边的两个接线柱的接入电路，这样连入电路的阻值为零，所以滑动变阻器的连接有错误。
(2) 本实验目的是探究导体的电流跟电压的关系，根据控制变量法，应只改变导体两端的电压，控制除导体两端的电压以外的各因素不变，所以为达到到实验目的，应控制 两点间的电阻保持不变。
8. 【答案】
(1) 断开
(2) 滑动变阻器的任意上方接线柱与电阻串联，电压表并联在电阻两端，如下图所示：
(3) C
(4) 不变；
(5) 电压一定时，电流跟电阻成反比
【解析】
(1) 为了保护电路，在连接电路过程中，开关必须断开。
(3) 电压表有示数说明电压表两接线柱与电源之间是通路，电流表无示数说明电路断路，即电压表并联部分断路，故C选项正确。
(4) 实验中多次改变 的阻值，同时应调节滑动变阻器，使电压示数不变；
由图丙知，电流表的量程为 ，分度值为 ，所以示数为 。
(5) 由表格中数据知，电压不变，电阻增大为原来的几倍，电流便减小为原来的几分之一，可得：电压一定时，电流跟电阻成反比。
选做题：
一、实验题（共2题）
9. 【答案】
(1) 没有控制电阻箱 阻值一定
(2) 应控制电阻箱 阻值不变，改变 两端的电压
【解析】
(1) 步骤②、步骤聚③、步骤④中的电阻是不同的，应控制电阻相同。
(2) 在实验过程中，应控制电阻的阻值不变，故实验中不应调节电阻箱的电阻。
10. 【答案】
(1) 左
(2) 电阻箱（或电压表）
(3) 右；
(4) ；正比
(5) 电流与电阻成反比
【解析】
(1) 闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处，即图中最左端。
(2) 闭合开关，将电阻箱调至某阻值，调节滑动变阻器时，电流表示数有明显变化，则电路为通路，而电压表示数始终为零而经检查是由于某处短路而造成的，则被短路的元件是电阻箱（或电压表）。
(3) 根据串联分压原理可知，将定值电阻 由 改接成 的电阻，电阻变小，其分得的电压减小；
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不变，根据串联电路电压的规律可知应减小滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，这一过程中眼晴要一直观察电压表示数的变化。
(4) 如图乙所示，绘制出的 与 的关系图线为过原点的直线，即电流与电阻的倒数成正比，由图知，当 时，电流为 ，由此可知 ；即电流与电阻的倒数成正比。
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