北京课改版九全物理 第10章 3 学生实验：探究影响电流的因素 能力（含解析）

北京课改版九全物理 第10章 1 学生实验：探究影响电流的因素 能力
一、单项选择题（共4小题；共16分）
1. 如图所示的电路中，将开关 闭合，发现两个灯泡都发光，此时小灯泡 的电阻大于小灯泡 的电阻。以下判断中正确的是
A. 和 是并联关系
B. 两端的电压等于 两端的电压
C. 通过 的电流等于通过 的电流
D. 消耗的电功率等于 消耗的电功率
2. 如图所示是小明设计的实验探究电路， 是一段铅笔芯， 为可以自由移动的金属环，且与铅笔芯接触良好，当 左右移动时，电压表 和 示数同时发生变化，可得出多组实验数据，通过此实验探究可以验证的结论是
A. 在串联电路中，电流处处相等
B. 在串联电路中，总电压等于各部分电路两端电压之和
C. 在串联电路中，总电阻等于各部分电路电阻之和
D. 电压一定时，电流与电阻成反比
3. 在研究电流跟电压、电阻的关系实验中，当研究电流与电阻的关系时，应该
A. 调节滑动变阻器，使电路中的电流保持不变
B. 调节滑动变阻器，使不同的定值电阻 两端的电压保持不变
C. 使电阻 两端电压成倍数变化
D. 每次测量时都要使电路中的电流成倍数变化
4. 图所示的电路中，闭合开关 ，灯 和灯 均发光，则下列说法中正确的是
A. 灯 和灯 串联
B. 灯 和灯 并联
C. 通过灯 和灯 的电流一定相等
D. 灯 和灯 两端的电压不一定相等
二、填空题（共2小题；共8分）
5. 将一支铅笔芯接在 电源两端，测出通过铅笔芯的电流是 ，则该铅笔芯的电阻为 ；若将这支铅笔芯两端的电压增加到 ，则通过它的电流是 。
6. 在探究一段导体两端的电压和电流的关系时，要改变它两端的电压，你采取的方法是 ，或者 。
三、实验题（共5小题；共42分）
7. 如图甲是“探究电流与电阻的关系”的实验电路图，实验器材有：电源（输出电压为 ）、电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一个，定值电阻 个（ 、 、 、 、 ）和导线若干。
（1）连接电路，闭合开关，电流表指针偏到零刻度线左边，如图乙，原因是 。
（2）正确连接电路，用上述 个定值电阻进行实验得到 组数据，作出电流与电阻的关系图象如图丙。实验中定值电阻两端的电压保持 ，滑动变阻器的最大阻值应不小于 。
（3）为了更直观地表示电压不变时电流与电阻的关系，可以改变横坐标，处理数据后画出电流 与 的关系图线。
8. 实验室中大量实验表明，通过某一金属氧化物制成的棒的电流 遵循 的规律（其中 表示棒两端的电压，式中 ）。现将该棒与一个遵从欧姆定律的电阻器串联在一起后，接在一个电源电压不变的 电源上。
（1）当串联的电阻器阻值 时，电路中电流为 。
（2）当串联的电阻器阻值 时，棒两端电压是电阻器 两端电压的 倍。（结果保留 位小数）
9. 小科利用仅有的一个规格为“”的滑动变阻器和其他器材来“检验欧姆定律”，该变阻器的电阻丝上有一处断点。实验电路如图所示，电源电压恒为 。实验步骤如下：
①用 的定值电阻进行实验，连接电路。
②闭合开关，调节滑动变阻器，使定值电阻两端电压为 ，读出电流表的示数并记录。断开开关，把滑片 移到 端。
③依次用阻值为 、 和 的定值电阻替换原来的电阻，重复步骤②。
（1）小科设计上述实验步骤，是要研究通过导体的电流与 之间的关系。
（2）小科发现，滑片 向右移动过程中，每次实验开始时电压表都没有示数，移到某一点（该点记为 ）时突然有了示数。但在完成 电阻的实验后，再做 电阻的实验时，当电压表有示数后，示数一直大于 。分析可得，电阻丝 的阻值 的范围是 。
（3）为了完成 电阻实验，将滑片 移到 点，只要在原来电路的接线柱上再接上一根导线，就能继续完成实验。请你在答题卷的图中用笔画线补上这根导线。
10. 在探究“通过导体的电流与电阻的关系”的实验中，某同学从实验室取得以下器材：电压恒为 的电池组，电流表，电压表，开关， 、 、 、 、 的定值电阻各一个，规格为“”的滑动变阻器，导线若干。实验的电路图和记录的数据如下：
（1）连接电路时开关应 ，请根据图甲所示电路图，将图乙所示的实物电路连接完整。
（2）该同学将电路接好，闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表与电流表的示数始终很小，其原因可能是 。
（3）该同学用 的电阻做完第 组实验后，改用 的电阻接入电路继续实验，发现电压表示数 （选填“大于”或“小于”），应向 （选填“左”或“右”）移动滑片 才能达到实验要求。
（4）老师看了该同学的数据后（图丙），分析发现采用 的定值电阻的这组实验数据是捏造的，该同学也明白了物理作为一门实证科学，应该实事求是。
（5）本实验中测量了多组数据，该同学想到在许多实验中都需要进行多次测量，有的是为了从不同情况中找到普遍规律，有的是为了求平均值以减小误差。你认为下列实验中多次测量的目的与本实验相同的是 （填序号）。
①测量物体的长度
②用伏安法测量定值电阻的阻值
③探究重力大小与质量的关系
11. 物理小组想探究导电液体的导电性与接入电路中液体橫截面积大小的关系。他们用长方体水槽、浓度一定的食盐水、电源、滑动变阻器、电压表及电流表等器材进行了探究。实验电路连接如图甲所示，将电极 、 分别固定在水槽左右两侧底部的中央。
（1）闭合开关前，为保护电路，应将滑动变阻器的滑片 移到最 （选填“左”或“右”）端。
（2）实验中，通过调节 ，来保持电极 、 间的电压恒为 。控制其他条件不变，通过向水槽中添加食盐水，从而达到改变食盐水的 的目的，用电流表测出相应的电流值，食盐水导电性的强弱可以由 来判断，实验数据如下表：
（3）依据表格中的数据在图乙中描点，做出电流 随横截面积 变化的 图象。
（4）分析表格中的数据或图象，可得到初步结论：其他条件不变，横截面积增大时，食盐水的导电性 。
答案
第一部分
1. C
【解析】由图可知，当开关 闭合时，灯泡 和 组成串联电路，在串联电路中电流处处相等，故A不正确，C正确；由于小灯泡 的电阻大于灯泡 的电阻，在串联电路中，各个电阻分得的电压与其阻值成正比，由此可以得出 两端的电压大于 两端的电压，故B不正确；由 可知，在电流相同的情况下，由于 ，所以 消耗的电功率大于 消耗的电功率，故D不正确。
2. B
【解析】根据电路图可知，电压表 测量 间的电压，电压表 测量 间的电压；
A 、串联电路处处电流相等，但本实验无法测量电路中的电流，因此本实验无法完成；
B 、电压表 和电压表 分别测量串联电路各部分的电压，当 左右移动时，电压表 和电压表 的示数同时发生变化，但它们之和不发生改变，故可以探究在串联电路中，总电压等于各部分电路两端电压之和；
C 、无法测量各电阻的阻值，因此无法探究总电阻与分电阻的关系；
D 、因为当 左右移动时，电压表 和电压表 的示数同时发生变化，无法控制电压一定，故不能探究电压一定时，电流与电阻成反比。
3. B
4. B
第二部分
5. ；
6. 增、减串联电池组中电池的个数；在电路中串联一个滑动变阻器
第三部分
7. （1） 电流表正负接线柱接反
（2） ；
（3） 电阻 的倒数
8. （1）
【解析】由 得棒两端的电压为 ，
两端的电压为 ，
则电阻器的阻值为 。
（2）
【解析】棒和电阻 串联，设棒和 两端的电压分别为 和 ，
则 ，
又因为 ，
则知 ，，电路中的电流为 ，
电阻器阻值为 。
9. （1） 导体电阻
【解析】根据实验步骤可以得出，该实验探究的是通过导体的电流与电阻之间的关系。
（2）
【解析】 电阻可以完成实验，此时电阻丝 的阻值 ；换成 电阻时，电压表示数一直大于 ，说明 。综合可知 。
（3） 如图：
或
【解析】滑动变阻器最大值为 ， 部分阻值小于 ，因此 部分电阻 。当接入 的定值电阻后，调节滑片，可使得电压表示数为 。
10. （1） 断开；
【解析】为了防止短路，保护电路，连接电路时，开关应断开；在探究“通过导体的电流与电阻的关系”的实验中，滑动变阻器要控制定值电阻两端电压不变，要和定值电阻一上一下串联，答案如图所示。
（2） 滑动变阻器接入了下方 个接线柱
【解析】将电路接好，闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表与电流表的示数始终很小，说明滑动变阻器不能起到调节定值电阻两端电压和电路电流的作用，且分得一定的电压，其原因可能是滑动变阻器将下面两个接线柱接入电路。
（3） 大于；左
【解析】实验中用 的电阻做完第组实验后，改用 的电阻接入电路继续实验，根据串联分压规律可知，此时定值电阻分得的电压变大大于控制电压，电压表示数大于 ，为了完成实验应减小定值电阻的分压，增大滑动变阻器的分压，增加滑动变阻器接入电路的电阻丝的长度，应向左移动滑片才能达到实验要求。
（4）
【解析】实验中电源电压为 ，定值电阻两端控制电压为 ，根据串联分压规律可知，滑动变阻器分得的电压为：；当定值电阻的阻值为 时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据串联电路中电流大小处处相等，则有：，；可知，实验中滑动变阻器的最大阻值至少为 才能完成全部实验，而实验中滑动变阻器的最大规格为 ，不能分得 电压，使 的定值电阻两端电压为 ，可知第 次实验数据是编造的。
（5） ③
【解析】在探究电流与电阻关系的实验中，多次测量的目的是为了得到普遍规律；
①测量物体的长度，多次测量是为了求平均值减小误差，故①错误；
②用伏安法测量定值电阻的阻值，多次测量是为了求平均值减小误差，故②错误；
③探究重力大小与质量的关系，多次测量的目的是为了得到普遍规律，故③正确；
故选③。
11. （1） 右
【解析】为了保护电路滑动变阻器的滑片放在阻值最大处，即最右端。
（2） 滑动变阻器；横截面积；电流表示数
【解析】实验中，通过调节滑动变阻器的滑片来保持电极 、 间的电压恒为 。要想探究导电液体的导电性与接入电路中液体橫截面积大小的关系，需要控制长度和材料相同，改变橫截面积，实验中控制其他条件不变通过向水槽中添加食盐水，从而达到改变食盐水的橫截面积；食盐水导电性的强弱可以由电流表来判断，食盐水导电性强，电阻大，电流小，这用到了转换法。
（3）
（4） 先增大再不变
【解析】根据表格数据知：其他条件不变，横截面积增大时，电流先增大再不变，食盐水的导电性先增大再不变。
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