鲁科版五四制九年级物理13.1探究电流与电压、电阻的关系同步训练
一、单选题
在做“探究电流与电阻的关系”实验中,电路如图所示。先在、间接入的电阻,移动滑片,使电压表示数为,读出电流表示数。接着用的电阻替换的电阻,闭合开关,此时电压表示数及应进行的操作是
A. 大于,应将滑片向左滑 B. 大于,应将滑片向右滑
C. 小于,应将滑片向左滑 D. 小于,应将滑片向右滑
如图在探究“电流与电阻关系”时,电源电压恒为,实验准备了阻值分别为、、的电阻,当将的电阻接入所在位置时,调节滑动变阻器,使电压表的示数为,再分别用、的电阻替换的电阻进行实验,下列说法正确的是
A. 用电阻替换,滑片应向右端移动,电流表示数变大
B. 用电阻替换,滑片应向左端移动,电流表示数变小
C. 用电阻替换,滑片应向左端移动,电流表示数变大
D. 用电阻替换,滑片应向右端移动,电流表示数变小
图是“探究通过导体的电流与电压的关系”实验电路,关于这个实验的表述正确的是
A. 表是电压表,表是电流表
B. 使用滑动变阻器的目的是减小实验数据的误差
C. 经过实验可以得出结论:电压与电流成正比
D. 更换不同阻值的电阻重复实验,是为了使实验结论更具普遍性
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
下列四幅电路图中,哪一幅是为了研究“电流跟电压的关系”而正确设计的?.
A. B.
C. D.
在“研究电流跟电压、电阻的关系”实验中,需要采用控制变量的方法,即分别保持
A. 电阻不变和电压不变两个步骤进行实验
B. 电流不变和电压不变两个步骤进行实验
C. 电阻不变和电流不变两个步骤进行实验
D. 电流不变、电阻不变、电压不变三个步骤进行实验
在探究“电压一定时,电流与电阻的关系”的实验中,电路图如图所示。先在、间接入的定值电阻,移动滑片,使电压表示数为,读出电流表示数。接着取下的电阻换上定值电阻,不进行其他操作就闭合开关。此时电压表示数及应进行的操作是
A. 电压表示数大于,应将滑片向右滑
B. 电压表示数大于,应将滑片向左滑
C. 电压表示数小于,应将滑片向右滑
D. 电压表示数小于,应将滑片向左滑
在探究“通过导体中的电流与电阻之间关系”的实验中,实验器材:电源、电流表量程、电压表、三个定值电阻、、,滑动变阻器标有“”字样。如图所示,则探究过程中定值电阻两端电压设定值的合理范围是
A. B. C. D.
二、填空题
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”,根据实验的数据绘出了图象图乙。由图象可知,导体两端的电压为______;当电流为时,导体的电阻为______。
在“探究电流与电阻的关系”实验中,器材如图甲所示,电源为节新干电池,滑动变阻器上标有“”字样,阻值分别为、、、的定值电阻各一个。
请将电路连接完整。
小宇同学首先将定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑片,使电压表示数到达某一数值,电流表的示数如图乙所示,该示数为______。
接下来,小宇将的电阻替换为,闭合开关,向______选填“左”或“右”调节滑片至适当位置,“适当位置”的依据是______,将电流表示数记录在表格中。
实验次数
电阻
电流
由表中数据,得出实验结论的依据是______。
本次探究中换用的定值电阻接入电路,若想完成实验,应将滑动变阻器的最大更换为______,或将控制的电压调为______选填“”或“”______。
小阳在探究电路中一个可变电阻两端电压与通过它的电流的关系时,得到如下表所示的实验数据.请根据表中数据归纳出与的关系: 不用标明单位.
三、实验探究题
某学习小组计划探究电流与电阻的关系,设计的电路如图甲所示。
请根据甲图把乙图中的电路连接完整要求滑动触头向右移动时,电路中电流变大。
在闭合开关进行实验前,滑动变阻器的滑动触头应位于______ 选填“”或“”端。
为得到多组实验数据,进行实验时需要更换连入电路中的定值电阻。每次更换定值电阻后,都需要调节滑动变阻器,使电压表的示数______ 。
某次实验时,闭合开关,调节滑动变阻器,发现电压表的示数始终等于电源电压,电流表示数为零,则电路中的故障是______ 。
某次实验中,电流表示数如图丙所示,该电流表的示数为______ 。
某同学分析实验数据发现在电压一定的情况下,电流与电阻成反比,于是他作出了如图丁所示的图线,则实验中该同学加在电阻两端的电压为______ 。
小敏想通过实验验证“电压不变时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比”。
她首先选用了如图所示的电路,并先后用、、的定值电阻接入电路中的、两点。她实验中记录的各次电流大小如下表所示,由实验数据可以看出电流跟电阻并不成反比,原因是:______。
电阻
电流
为了正确完成该实验,她应该选用图中的______电路图选填“甲”或“乙”。
在该电路中,所用电源与图电源相同,滑动变阻器最大阻值。当将的电阻换成的电阻,闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片向______移动填“左”或“右”。
在该电路中,将的电阻换成的电阻,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片正确移动时,电流表和电压表一直有示数,但直到滑动变阻器滑片移到阻值最大时,电压表示数仍然不能达到实验要求,则原因可能是______填“滑动变阻器最大阻值太小”、“定值电阻阻值过小”或“定值电阻断路”。
为了完成实验,在不更换器材的情况下定值电阻两端电压最小值为______。
1.【答案】
【解析】解:与变阻器串联,电压表测的电压,电流表测电路的电流:
将定值电阻由改接成的电阻,根据串联分压原理可知,因电阻增大,其分得的电压增大,电压表示数大于;
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,只有B正确。
故选:。
根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向。
本题探究电流与电阻的关系,考查串联电路的规律、欧姆定律和控制变量法的运用。
2.【答案】
【解析】解:由图知,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测电路中的电流;
当将的电阻接入所在位置时,调节滑动变阻器,使电压表的示数为;
、用电阻替换,即的阻值减小,根据串联电路的分压规律可知,其两端的电压减小;为了控制它两端电压不变即电压表示数不变,应减小变阻器两端的电压来增大两端的电压,根据串联电路分压规律可知,需要减小滑动变阻器的电阻,即滑片应向左端移动,由于总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大,故AB错误;
、用电阻替换,即的阻值变大,根据串联电路的分压规律可知,其两端的电压变大;为了控制它两端电压不变,应增大变阻器两端的电压来减小两端的电压,根据串联电路分压规律可知,需要增大滑动变阻器的电阻,即滑片应向右端移动,由于总电阻增大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,即即电流表示数变小,故C错误,D正确;
故选:。
根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上不同的电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向,再分析总电阻的变化,利用欧姆定律分析电流表的示数变化。
本题考查了控制变量法的应用、串联电路的分压规律,利用好分压规律是解题的关键。
3.【答案】
【解析】解:
A、由图可知,串联在电路中,为电流表,并联在电阻两端,为电压表,故A错误;
B、本实验中,滑动变阻器在本实验中的作用除了保护电路,还有一个作用是获得多组电流、电压值,找到电流电压规律,故B错误;
C、通过实验可以得出的结论是:在电阻一定时,导体的电流与导体两端的电压成正比,故C错误;
D、更换不同阻值的电阻重复实验,这样做的目的是防止偶然性的发生,使实验结论更具普遍性,故D正确。
故选:。
根据电压表和电流表的使用规则分析;
滑动变阻器可以保护电路;
根据控制变量法得出结论;
为了获得普遍的规律,实验中应多次测量。
本题考查了“探究通过导体的电流与电压的关系”实验,利用好控制变量法是解题的关键。
4.【答案】
【解析】【试题解析】
解:
A、为保护电路,连接电路时,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,故A正确;
B、在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,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B正确;
C、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,保持接入的定值电阻两端的电压不变,故C正确;
D、在探究通过导体的电流与导体的电阻关系时,应控制电压不变,更换电阻,不是控制电阻不变,故D错误。
故选:。
本题考查变阻器在电路中的不同作用及控制变量法的运用,属于中等难度的题目。
为保护电路,连接电路时,滑动变阻器的滑片处于阻值最大端;
为避免实验的偶然性,得出具有普遍性的结论,要多次测量;
在探究通过导体的电流与导体的电阻关系时,要控制导体的电压不变;
在探究通过导体的电流与导体的电阻关系时,要通过移动滑片使电压表示数不变。
5.【答案】
【解析】略
6.【答案】
【解析】略
7.【答案】
【解析】略
8.【答案】
【解析】解:闭合开关,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量定值电阻两端的电压。
为了保证电路安全,电路中电流最大为,定值电阻最小值取,定值电阻两端的电压为,且未超过电压表量程;
当滑动变阻器与定值电阻都取最大值时,,
根据欧姆定律可知电路中的电流,
定值电阻两端的电压。
则探究过程中定值电阻两端电压设定值的合理范围是:。
故选:。
闭合开关,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量定值电阻两端的电压。
为了保证电路安全,根据电流表的路程可知电路中最大电流,此时电路中总电阻最小,定值电阻取最小值,
根据欧姆定律可得出定值电阻两端的电压最小值;
当滑动变阻器与定值电阻都取最大值时,根据欧姆定律可知电路中的电流,
根据欧姆定律可得定值电阻两端的电压最大值,进而得出探究过程中定值电阻两端电压设定值的合理范围。
本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用,综合性强,难度较大。
9.【答案】
【解析】解:根据实验的数据绘出了图象知,与成正比,
由图知,与之比为:
-----
即;
由图知,当电流为时,,
导体的电阻为:
。
故答案为:;。
根据实验的数据绘出图象知,与成正比,由图求出与之比回答;
由图知,当电流为时可知,求出导体的电阻。
探究“通过导体的电流与电阻的关系”,考查数据分析和欧姆定律的运用。
10.【答案】 右 电压表示数为 电阻增大为原来的几倍,通过的电流减小为原来的几分之一
【解析】解:变阻器按一上一下连入电路中,电源电压为,故电压表选用小量程与电阻并联,如下所示:
小宇同学首先将定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑片,使电压表示数到达某一数值,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为,该示数为;
由欧姆定律,在中,电压表示数,根据串联分压原理可知,将定值电阻由改接成的电阻,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,使电压表的示数不变;适当位置”的依据是电压表示数为;
由表中数据,可知电压一定时,电流与电阻成反比,依据是:电阻增大为原来的几倍,通过的电流减小为原来的几分之一;
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:,变阻器分得的电压为电压表示数的倍,根据分压原理,当接入电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:
,本次探究中换用的定值电阻接入电路,若想完成实验,应将滑动变阻器的最大更换为;
由串联电路的规律及分压原理有:
,方程左边为一定值,故右边也为一定值,当变阻器连入电路的电阻最大时,对应的定值电阻应最大,此时,电阻的电压最小:
故,
即将控制的电压调为。
故答案为:如上所示;;右;电压表示数为;电阻增大为原来的几倍,通过的电流减小为原来的几分之一;;。
变阻器按一上一下连入电路中,根据电源电压为确定电压表选用小量程与电阻并联;
根据电流表选用小量程确定分度值读数;
根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向;
横向分析表中数据可得出结论;
探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入电阻时变阻器连入电路中的电阻;
根据串联电路电压的规律及分压原理得出电阻控制的最小电压。
本题探究电流与电阻的关系,考查电路连接、电流表读数、控制变量法、操作过程、数据分析和对器材的要求。
11.【答案】
【解析】略
12.【答案】如图所示;;不变;电阻断路;;
【解析】滑动变阻连入电路的电阻丝是指滑动触头到接入电路的下接线柱这一范围内的电阻丝。要求滑动触头向右移动时,电路中电流变大,则说明向右移动滑动触头时,滑动变阻器连入电路的阻值变小,即要求连入电路的电阻丝的长度减小,所以接入电路的是接线柱,如图所示。
为保护电路,在闭合开关前,我们应保证滑动变阻器连入电路的阻值最大。由图可知,当滑动触头处于端时,滑动变阻器连入电路的电阻丝的长度最长,阻值最大。
本题探究的是“电流与电阻的关系”,而电阻两端的电压也会影响电流的大小,所以为排除电压变化对实验的影响,我们要保证定值电阻两端的电压为一定值。
电流表示数为,电压表的示数始终等于电源电压,说明与电压表并联的这部分电路出现了断路。
由图丙可知,电流表使用的是量程,分度值为。此时指针指在后第二个小格处,所以电流表的读书为。
在本实验中,定值电阻两端的电压是一定的,所以我们可以取坐标系中任何一点进行计算。如取坐标中进行分析,坐标系中横轴表示的电阻的倒数,所以此点对应的电阻;纵轴表示的电流,此店对应的电流为。由欧姆定律可得,定值电阻两端的电压为。
故答案为:如图所示;;不变;电阻断路;;。
滑动变阻器是通过改变连入电路的电阻丝的长度来改变其连入电路的电阻的。
开关闭合前,滑动变阻器的滑片应处于阻值最大处。
本实验要探究的是电流与电阻的关系,所以要控制其余物理量保持不变。
探究电流与电阻、电压的关系时中考中常见的考题类型,这类试题可以考查点众多,如可考查滑动变阻器的连接、电压表电流表的连接、电路故障的排除等,有一定的难度,要多加练习,总结不同试题中的共同点。
13.【答案】未控制电阻两端的电压不变 乙 右 滑动变阻器最大阻值太小
【解析】解:研究电流与电阻的关系时,要控制电阻的电压不变,由表中数据,根据欧姆定律的变形公式可知,三次实验电压表的示数为、、,故电流流跟电阻并不成反比,原因是未控制电阻两端的电压不变;
为得出普遍性的规律,要多次测量,
甲中,无法测量出通过的电流,故不可行;
乙中,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流,当换用不用电阻的时,通过移动变阻器的滑片控制电阻的电压不变可多次测量,故应该选用图中的乙电路图;
将电阻换成电阻后,根据串联分压原理可知,因电阻增大,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,由分压原理知,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;
由串联分压原理可知,因电阻增大,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,由分压原理知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,但直到滑动变阻器滑片移到阻值最大时,电压表示数仍然不能达到实验要求,可能由于滑动变阻器的最大阻值太小,把滑动变阻器阻值全部接入电路时,滑动变阻器分得的电压还是较小,不能使电阻两端的电压达到要求的值;
由图得到的表中数据,利用串联分压的特点列等式可得电源电压:
当的阻值为时,有:,
当的阻值为时,有:,
联立两式解得电源电压,
当将电阻换成电阻,且滑动变阻器滑片移到最大阻值时,
根据公式可得此时电路中的电流为:,
此时电阻两端的电压,即电压表的示数为:,
则在不更换器材的情况下定值电阻两端电压最小值为。
故答案为:未控制电阻两端的电压不变;乙;右;滑动变阻器最大阻值太小;。
研究电流与电阻的关系时,要控制电阻的电压不变,由表中数据,根据欧姆定律的变形公式求出三次实验电压表的示数分析;
研究电流与电阻的关系时,要控制电阻的电压不变,改变电阻的大小,记下通过电阻的电流大小,为得出普遍性的规律,要多次测量,据此分析;
根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向;
根据滑动变阻器的最大阻值与定值电阻阻值间的关系,由串联电路的分压原理分析电压表不能达到要求的原因;
由图得到的表中数据,利用串联分压的特点列等式可得电源电压,当将电阻换成电阻,且滑动变阻器滑片移到最大阻值时,根据欧姆定律和串联电路电流相等特点求出此时电阻两端的电压即可。
本题验证“电压不变时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比”,考查了实验数据分析、实验操作分析等问题,实验操作分析是本题的难点,要根据串联电路的分压原理认真分析。
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