人教版初中物理九年级全册第十七章第1节 电流与电压和电阻的关系 同步练习
一、单选题
1.(人教版物理九年级第十七章第1节电流与电压和电阻的关系同步练习)在探究“电流与电阻关系”的实验中,小明准备了5Ω、10Ω、15Ω三个定值电阻,学生电源(调至6V)、电流表、电压表、开关及导线若干,在实验过程中,需保持定值电阻两端电压为2V不变,还需要选用下列哪种规格的滑动变阻器?()
A.“10Ω 1A” B.“15Ω 15A”
C.“20Ω 2A” D.“50Ω 2A”
2.(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
3.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.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
B.通过导体甲的电流与其两端的电压成正比
C.当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过导体乙的电流为0.1A
D.将甲、乙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
4.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一个图像相符的是 〔 〕
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
5.某同学在探究通过导体的电流与其电压的关系时,将记录的数据作出了如图所示的图像,根据图像分析,下列说法不正确的是( )
A.通过导体a的电流与其两端电压成正比
B.导体a的电阻大于b的电阻
C.将导体a与b串联后接入电路,a的电压较大
D.将导体a与b并联后接入电路,a的电流较大
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.(人教版物理九年级第十七章第1节电流与电压和电阻的关系同步练习)在做“探究电流与电阻的关系”实验中,轩轩连接了如图所示的电路。他先在电路的A、B间接入10Ω的电阻,移动变阻器的滑片,读出电压表与电流表的示数;记录数据后,改用15Ω电阻替换10Ω电阻,闭合开关,接下来他的实验操作应该是( )
A.观察电压表,向右移动滑片,读取电流数据
B.观察电流表,向右移动滑片,读取电压数据
C.观察电压表,向左移动滑片,读取电流数据
D.观察电流表,向左移动滑片,读取电压数据
8.(人教版物理九年级第十七章第1节电流与电压和电阻的关系同步练习)如图所示,是探究“电流与电阻的关系”实验电路图,电源电 压保持3V不变,滑动变阻器的规格是“10Ω 1A”.实验中,先在a、b两点间接入5Ω的电阻,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2V,读出并记录下此时电流表的示数.接着需要更换a、b间的电阻再进行两次实验,为了保证实验的进行,应选择下列的哪两个电阻()
A.10Ω和40Ω B.10Ω和20Ω C.30Ω和40Ω D.20Ω和30Ω
9.(人教版物理九年级第十七章第1节电流与电压和电阻的关系同步练习)如图所示是同学们做电学实验使用的电路,同学们对此电路提出的以下说法中错误的是()
A.采用此电路可以探究电流跟电压的关系,实验时要保持电阻R阻值不变
B.采用此电路可以测量电阻R的阻值,滑动变阻器在电路中能起到保护电路的作用
C.开关闭合后,当变阻器滑片由左向右滑动过程中,电流表示数增大,电压表示数增大
D.开关闭合,进行电流表和电压表调换位置的操作,电路元件不能被烧毁
10.(人教版物理九年级第十七章第1节电流与电压和电阻的关系同步练习)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
11.(人教版物理九年级第十七章第1节电流与电压和电阻的关系同步练习)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
12.(2017九上·宁津期中)小刚用图所示电路探究“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.适当增加电池的节数
13.小刚用如图所示电路探究“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.适当增加电池的节数
14.小刚同学用如图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”,用5Ω的电阻R实验并记录数据后,将电阻更换为10Ω,为了探究上述问题,他接下来的操作应该是( )
A.闭合开关后观察电压表和电流表的示数并记录
B.闭合开关后,调节变阻器滑片,当电流表示数等于上一步的示数时,记录电压表和电流表的示数
C.闭合开关后,调节变阻器滑片,当电压表示数等于上一步的示数时,记录电压表和电流表的示数
D.将电源电压调高为原来的2倍
15.(2015九上·定兴期中)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10Ω更换为15Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的唯一操作是( )
A.将电池个数增加 B.保持变阻器滑片不动
C.将变阻器滑片适当向左移动 D.将变阻器滑片适当向右移动
二、多选题
16.(人教版物理九年级第十七章第1节电流与电压和电阻的关系同步练习)在研究“一定电压下,电流与电阻的关系”时,电路如图所示,电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“15Ω 1A”字样,在a、b间先后接入不同阻值的定值电阻,移动滑片P,使电压表示数为1.5V,读出电流表的示数。当20Ω的电阻接入a、b间时,电压表示数始终无法达到1.5V,其原因可能是( )
A.电源电压3V太高 B.滑动变阻器阻值太小
C.20Ω的阻值太小 D.控制的电压1.5V太高
三、填空题
17.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”)
18.小娟在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时,将记录整理的实验数据绘制成右图所示I-U关系图像。由图可得甲的电阻为 Ω;若这两个电阻串联后接在电压为9V的电源上,电路中的电流为 A;这两个电阻并联后接在9V电源上,干路中的电流为 A。
19.如图是“探究电流与电阻的关系”的电路图.将5Ω的定值电阻接入图中A、B两点间,正确操作后,电流表的示数为0.4A.接下来的操作是:断开开关,将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻,再将滑动变阻器的滑片P移到最 (选填“左”或“右”)端,然后闭合开关,移动滑片P,使电压表的示数为 V时,读出电流表的示数.
20.(2016·曲靖模拟)如图甲所示是电阻R和小灯泡L的U﹣I图象,由图可知电阻R的阻值是 Ω;若将电阻R与小灯泡L串联在电路中(如图乙),电流表示数为0.4A,则电源电压为 V.
21.如图所示的电路,在研究电流、电压和电阻关系时,若只改变滑动变阻器的阻值, 可以探究“电流与 ”的关系;也可用于伏安法测电阻,实验中,汪洋同学观察到两个电表的示数如图所示,则定值电阻R的阻值为 Ω。
四、解答题
22.实验桌上有如下器材:电源、滑动变阻器和阻值已知的定值电阻各一个、电阻箱(电路符号)一个、已调好的电流表两块、开关一个、导线若干。小亮想利用实验桌上的器材,设计一个实验证明:“当电阻两端的电压保持不变时,通过电阻的电流与该电阻的倒数成正比”。老师提醒小亮:由于电源电压过大,在实验中应使用滑动变阻器保护电路。请你根据上述要求帮助小亮画出实验电路,写出实验步骤,画出实验数据记录表格。
五、实验题
23.(2017九上·东营期中)在做“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中,实验器材有:学生电源(3V不变),电流表、电压表、定值电阻四只(5Ω、10Ω、20Ω、25Ω各一只),滑动变阻器M(10Ω 1A),滑动变阻器N(20Ω 1A),开关、导线若干.
(1)请你用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整,要求滑片P向B端移动时电路中电流变大.
(2)实验过程中,使用不同定值电阻进行探究时,调节滑动变阻器的阻值,使电阻R两端电压保持不变,这种方法是 (填字母编号);
A.转换法 B.控制变量法 C.等效替代法
(3)某次实验中,连接好电路,闭合开关时,发现电流表示数几乎为零,电压表示数约3V,调节滑动变阻器的阻值,两电表示数均无明显变化,电路故障原因可能是 ;
(4)排除故障后,更换不同定值电阻进行了实验,记录实验数据如表:
实验次数 1 2 3 4
电阻/Ω 5 10 20 25
电流/A 0.40 0.20 0.10 0.08
分析表中数据可得到的结论是: ;
(5)实验中选择的滑动变阻器应是 (选填“M”或“N”).
六、综合题
24.(2016九上·房山期中)学过欧姆定律后,小红认为,电源电压不变时,接入电路中接入的电阻越多,电路中的电流就越小.现在桌上有如下器材:电源、导线若干、电流表、定值电阻若干、开关.请你利用所给器材,设计实验证明小红的说法是错误的.要求:
(1)画出电路图.
(2)写出实验现象及结论.
25.(2016·咸宁)冬冬和同学们在“探究电流与电阻的关系”的实验过程中:
(1)他们先将R1接入图甲所示的电路中.再依次将定值电阻R2、R3接入a、b间进行实验.每次更换电阻后需将滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,以保持a、b两端的电压不变,他们根据测量数据描绘出了图乙所示的图象.分析图象可知:a、b两端的电压为 V,当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 .
(2)在做完上述实验后.冬冬他们将电路改为测量小灯泡的电功率.所用电源电压保持不变.图丙是他们所连接的实物图.
①闭合开关后.他们发现无论怎样移动滑片P,电压表的示数均为3V不变,小灯泡不发光.经检查,是由于其中一根导线连接错误造成的,请你用笔在实物图中将连接错误的导线打“×”并补画出正确的连线,
(3)②排除故障后按照正确的操作进行实验,当小灯泡正常发光时.两电表的示数分別如图丁所示,电压表的示数为 V.电流表的示数为 A.小灯泡额定功率为 W.
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】解答:由欧姆定律的可知,电压一定是电阻越大,电流越小;当接入电路中的电阻为15Ω时,电路中的电流最小: ,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大;
为了保持定值电阻两端电压为2V不变,滑动变阻器两端电压为:6V-2V=4V;故滑动变阻器的最大阻值: .只有D中滑动变阻器的最大阻值大于30Ω.
故选D.
分析:本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是要知道电压一定时,电流与电阻成反比.
2.【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.
3.【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、由图象知,在电阻两端电压都是2V时,通过甲电阻的电流为I甲=0.4A,通过乙电阻的电流为I乙=0.2A,
所以两电阻的阻值分别为
R甲==5Ω,
R乙==10Ω,即甲的电阻较小,此选项错误;
B、对于甲导体,电阻一定,通过的电流与两端电压成正比,此选项正确;
C、由图象知,在导体乙的两端加1V的电压时,通过导体乙的电流为0.1A,此选项正确;
D、甲乙两电阻串联后的总电阻为R串=R甲+R乙=5Ω+10Ω=15Ω
串联后的电流为I==0.2A.此选项正确。
故选A。
【分析】在探究电流与电压的关系时,要保持电阻一定;由图象知,此题利用了甲乙两只电阻,需分别分析电流与电压的对应关系;在串联电路中各处电流都相等,并联电路各支路两端电压相等。
4.【答案】C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】本题是电流--电阻图象,这是一个反比例函数图象,由图象可以得到“在电压一定时,电流与电阻成反比”的规律.
【解答】(1)图象的横坐标表示电阻,纵坐标表示电流,因此得到的是电流和电压的关系;
(2)图象是个反比例函数图象,因此说明电流与电阻成反比,即电流随电阻的增大而减小;
(3)在探究电流与电阻的关系时,应控制电压不变;
综上,由图象可得出的结论是:电压一定时,电流随电阻的增大而减小.
故选:C.
【点评】图象题,首先要明白横纵坐标表示的物理量,然后根据图象的函数关系得出结论,重点考查学生的图象分析能力.
5.【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】A、a的电阻一定,导体中的电流跟导体两端的电压成正比是正确的.不符合题意.
B、导体两端的电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比,Ia<Ib,所以Ra>Rb正确.不符合题意.
C、将导体a与b串联后接入电路,串联电路中电流处处相等,根据U=IR判断,a电阻大,所分的电压也大,所以a的电压较大正确.不符合题意.
D、将导体a与b并联后接入电路,并联电路各支路两端的电压相等,根据判断,a电阻大,通过的电流小,故D说法错误.符合题意.应选D。
【点评】(1)掌握欧姆定律内容.(2)掌握串联和并联电路的电流、电压、电阻的特点.
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】A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解:将AB两点间改用15Ω电阻替换10Ω电阻时,导体的电阻变大,根据串联分压的知识,电阻两端的电压会变大,要探究电流与电阻的关系,需保持AB间的电压不变,所以应增大滑动变阻器接入电路的电阻,将滑片向右滑动,减小电压表的示数,使电压表的示数保持不变,并读取此时电流表的示数。
故选A。
【分析】要研究导体中的电流与电阻的关系,需要保证导体两端的电压不变,当改用15Ω电阻替换10Ω电阻时,导体两端的电压是否变化,怎样变化是此题的解题思路。
8.【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】解答:探究“电流与电阻的关系”实验中应控制电阻两端的电压不变,即电压表的示数不变;
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴滑动变阻器两端的电压:U滑=U-UR=3V-2V=1V,
∵串联电路中各处的电流相等,
∴根据欧姆定律可得: ,
当滑动变阻器接入电路中的电阻为10Ω时,定值电阻的最大阻值:
Rmax=2R滑max=2×10Ω=20Ω,
即定值电阻的最大阻值不能超过20Ω,
结合选项可知,ACD不符合,B符合.
故选B.
分析:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是知道探究“电流与电阻的关系”实验中应控制电压表的示数不变.
9.【答案】C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】A、要探究电流与电压的关系,在改变电压的时候要保持电阻不变;故A正确;
B、在探究电流与电压的关系的电路中,滑动变阻器既可以保护电路,又可以改变电路中的电流,得出多次实验数据,排除实验结论的偶然性,故B说法正确;
C、开关闭合后,当变阻器滑片从左向右滑动过程中,电路中的总电阻增大,则电路中的电流变小,即电流表示数变小;由U=IR可知,定值电阻两端电压变小,即电压表示数变小.故C说法错误;
D、开关闭合,如果将电流表和电压表调换位置,电压表串联在电路中,电路相当于开路,因此电路元件都不可能被烧毁,故D正确.
故选C.
【分析】本题主要考查的是学生对控制变量法、电流表、电压表、滑动变阻器的正确使用方法和作用的理解和掌握.
10.【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.
11.【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.
12.【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:当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,电路中的总电阻变大,由I=可知,电路中的电流变小,由U=IR可知,滑片不动时,变阻器两端电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,定值电阻两端的电压变大,因探究“一段电路中电流跟电阻的关系”时,应控制电阻两端电压不变,所以,应调节滑动变阻器的滑片增大接入电路中的电阻,减小电路中的电流,即将变阻器滑片适当向右移动,故AB错误,C正确;适当的加电池的节数,滑片不动时,增加电池的节数,会使电阻两端的电压更大,故D错误。
故选C。
【分析】探究“一段电路中电流跟电阻的关系”时,应控制电阻两端电压不变,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,电路中的总电阻变大,根据欧 姆定律可知电路中的电流变化和滑片不动时变阻器两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知定值电阻两端电压的变化,然后判断电阻两端电压变化时电路中电 流的变化,进一步判断滑片移动的方向。
13.【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:当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,根据串分压的知识可知,电压表的示数变大,此时应该增大滑动变阻器的阻值,将滑片向右端适当滑动,使电压表的示数与原来相同。
故选C。
【分析】要探究电流和电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变,改变电阻。
14.【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:电源电压一定时,定值电阻由5Ω换成10Ω后,由于在串联电路中,导体两端电压与其阻值成正比.则电阻两端电压增大;要保持电阻增大时两端电压仍然为上一次的数值,需要增大滑动变阻器接入电路的电阻,使变阻器两端电压增大;然后当电压表示数等于上一步的示数时,记录电压表和电流表的示数。
故选C。
【分析】探究电流与电阻的关系时,采用的是控制变量法.实验时要保持电阻两端电压一定,改变电阻的阻值.将5Ω的电阻换成10Ω,两端电压相应发生改变,要保持电压不变,需要调节滑动变阻器滑片位置,改变滑动变阻器接入电路的电阻值。
15.【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:
在滑动变阻器滑片位置不变的情况下,电路中由于将10Ω的定值电阻换成15Ω的定值电阻,使整个电路的电阻值R总增大.利用公式I= 可知,电路中的总电流I减小.此时滑动变阻器两端的电压Up=IRp,由于Rp不变,I减小,导致了Up的减小,而定值电阻两点之间的电压等于总电压减去滑动变阻器两端的电压,由于滑动变阻器两端的电压减小导致了定值电阻两点之间的电压增大,为了保证导体两端的电压不变,要减小定值电阻两点之间的电压U2.根据公式U2=IR2可知,R2为15Ω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D.
【分析】研究导体中的电流与电阻的关系,由控制变量法的思路可知,需要保证导体两端的电压不变,当电路中的电阻由10Ω换成15Ω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.
16.【答案】A,B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解:由题意知,电源电压为3V,电阻两端的电压为1.5V,则滑动变阻器两端的电压应为3V﹣1.5V=1.5V;
根据串分压的知识:因为滑动变阻器的最大阻值为15Ω,电阻的阻值为滑动变阻器阻值的倍,所以其两端的电压也为滑动变阻器两端电压的倍,其定值电阻太大或滑动变阻器的最大阻值太小,而造成了电压表示数始终大于1.5V,而无法达到1.5V,B正确,CD错误;
若减小电源电压,则电阻两端的电压会减小,故A正确。
故选AB.
【分析】根据电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻两端电压,电流表测量电路电流;根据串分压的知识进行判断,在串联电路中电流相等,根据U=IR,电压与电阻成正比,所以U1:U2=R1:R2。
17.【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】要探究电流与电阻的关系,需保持电阻两端的电压不变,根据串分压的知识判断电压的变化,从而可得变阻器的变化.
18.【答案】10;0.6;2.7
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】从图象上读出一组电压值和电流值,根据即可求出甲和乙的阻值;再根据串联电路总电阻和分电阻的关系即可求出总电阻;利用即可求出电路中的电流.当U=3V时,I甲=0.3A,I乙=0.6A
则,
R总=10Ω+5Ω=15Ω
;
【分析】知道串并联电路总电阻与分电阻的关系,会灵活应用欧姆定律进行计算。
19.【答案】右 ;2
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解:
由题将5Ω的定值电阻接入图中A、B两点间,电流表的示数为0.4A,
所以R两端电压U=IR=0.4A×5Ω=2V.
将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻,
为保证电阻两端电压保持不变,应先将滑动变阻器的滑片滑到右端移动,闭合开关,移动滑片P,使电压表示数为2V时,读出电流表的示数.
故答案为:右;2.
【分析】电流与电压和电阻两因素有关,探究电流与电阻关系实验,应保持电阻两端电压不变,更换大电阻后,应移动滑片增加滑动变阻器接入电路的阻值,以保证电阻两端电压不变.
20.【答案】5;3
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】由 可知,电阻阻值:,
由图示图象可知,电流I=0.4A时,UL=1V,UR=2V,
电源电压:U=UL+UR=1V+2V=3V;
故答案为:5;3.
【分析】由图示图象求出电阻两端电压与对应的电流,然后由欧姆定律求出电阻阻值;
由图示图象求出电流对应的电阻与灯泡两端电压,然后由串联电路特点求出电源电压
21.【答案】电压;5
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】实验中只改变滑动变阻器的阻值,不改变定值电阻的阻值,也就是控制电阻不变,因此研究的是在电阻一定时,电流与电压的关系,电流表选择0~0.6A量程,分度值是0.02A,指针指在0.2A后面第4个小格上,读数为0.2A+0.02A×4=0.28A;压表选择0~3V量程,分度值是0.1V,指针指在1V后面第4个小格上,读数为1V+0.1V×4=1.4V;电阻大小R="U" /I ="1.4V" /0.28A =5Ω。
【分析】探究电流与电压、电阻的关系实验;电流表的读数方法;电压表的读数方法;欧姆定律的应用。
22.【答案】解:⑴⑵①如图组装电路,电流表指针调零,滑动变阻器阻值调到最大;②闭合开关S,调节滑动变阻器和电阻箱到适当位置。读电流表A1的示数I1;电流表A2的示数I2;电阻箱阻值R,并将I1,R的数据记录到表格中;③改变电阻箱阻值,调滑动变阻器使电流表A2的示数仍为I2;读电流表A1的示数I1;电阻箱阻值R, 并将I1,R的数据记录到表格中;④仿照步骤③再做4次,读每次电流表A1的示数I1;电阻箱阻值R,并将I1,R的数据数据记录到表格中;⑤利用R计算1/R,并分别记录到表格。⑶实验表格:
R/Ω
1/R /W-1
I1/A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】按照电路图组装电路,电流表指针调零,滑动变阻器阻值调到最大;闭合开关S,调节滑动变阻器和电阻箱到适当位置。读电流表A1的示数I1;电流表A2的示数I2;电阻箱阻值R,并将I1,R的数据记录到表格中;改变电阻箱阻值,调滑动变阻器使电流表A2的示数仍为I2;读电流表A1的示数I1;电阻箱阻值R, 并将I1,R的数据记录到表格中;仿照步骤③再做4次,读每次电流表A1的示数I1;电阻箱阻值R,并将I1,R的数据数据记录到表格中;利用R计算1/R,并分别记录到表格。分析数据得到的结论是当电阻两端的电压保持不变时,通过电阻的电流与该电阻的倒数成正比。
【分析】在此题中注意在实验前把滑动变阻器移动到最大阻值的位置。
23.【答案】(1)解:将滑动变阻器的B接线柱与定值电阻的右接线柱相连,如下图所示:
(2)B
(3)R断路
(4)在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(5)N
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解:(2)导体中电流跟电阻和电阻两端电压有关,所以实验中要使用控制变量法,故B正确,AC错误;(3)闭合开关,无论怎样移动滑片,且电压表始终为3V,电流表示数为零,说明电压表串联在了电路中,电流太小电流表显示不出来,则故障的原因可能是R断路;(4)研究电流跟电阻之间的关系,电流的变化倍数与电阻变化倍数的倒数相等,故可得结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.(5)电压表的示数保持不变,由表格中数据知,UR=I1R1=5Ω×0.4A=2V;
根据串分压的知识,当定值电阻的阻值最大为25Ω时,所需滑动变阻器的阻值最大,此时电路中电流为0.08A,
所以R滑= = =12.5Ω,因此选择滑动变阻器N.故答案为:(1)见上图;(2)B;(3)R断路;(4)在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;(5)N.
【分析】(1)使滑动变阻器与定值电阻串联,滑片P向B端移动时电路中电流变大,说明滑动变阻器接入电路的阻值减小,故将B接线柱接入电路;(2)要探究电流与电阻的关系,运用控制变量法;(3)无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表的示数为零,说明电路出现断路,并且断路在电压表两接线柱之间;
由表格数据可知电流表使用的量程,由电流表量程和分度值读出其示数;(4)研究电流跟电阻关系时,控制电压不变,分析电流和电阻的变化关系得出结论;(5)根据表格中数据,用公式U=IR计算出导体两端的电压;
根据串分压的知识,当定值电阻的阻值最大时,所需的滑动变阻器的阻值也最大,结合欧姆定律的知识计算得出.
24.【答案】(1)解:“在并联电路中,通过该支路电阻的电流与该电阻的阻值成反比,”各电阻应并联,用电流表测出各支路电流,然后分析实验数据得出结论,实验需要记录个支路电阻与电流大小.实验电路图如图所示:
(2)解:将一个电阻接在电路中,闭合开关,用电流表测电流I1;将两个电阻并联接入电路中,闭合开关,测电流I2.I1小于I2,所以电阻多了电流不一定大,故说法错误.
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】在并联电路中,并联的用电器越多,总电阻越小,干路中的电流越大.
25.【答案】(1)左;2;反比
(2)如图 |
(3)2.5;0.36;0.9
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解:(1)实验中,将R1更换为R2,又将R2更换为R3,定值电阻的阻值增大,根据串联分压的原理可知,定值电阻两端的电压将变大,为了控制定值电阻两端的电压不变,则应增大滑动变阻器两端的电压,增大变阻器连入电路的阻值,即滑片应向左端移动;分析图乙可知,电流与导体的电阻关系图线为一条反比例图线,
由图乙数据可得,a、b两端的电压Uab=IR=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V;
根据图乙可得:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.(2)①读实物图丙可以看出,灯泡与变阻器并联了,且电压表串联在电路中;电压表的内阻很大,则电路中电流非常小,此时电压表测量电源电压,因此会出现无论怎样移动滑片P,电压表的示数均为3V不变,小灯泡不发光的情况.
实物图中从电流表向灯泡的导线连接错误,其改正情况如图所示:
3)②从实物图中可以确定,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,由丁图可知电压表示数为2.5V;
电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,由丁图可知电流表示数为0.36A;
小灯泡的额定功率为:P额=UI=2.5V×0.36A=0.9W.
故答案为:(1)左;2;反比;(2)①见上图;(3)②2.5;0.36;0.9.
【分析】根据串联分压或确定滑动变阻器的移动方向;根据图线的性质,可判断电源电压的大小,并确定电流与电阻的关系;①从图中可以判断出电压表被串联在了电路中,且灯泡与变阻器并联了,据此再进一步确定错接的导线并改正;②明确电流表和电压表的量程与分度值,根据指针位置读出示数,再利用公式P=UI计算小灯泡的额定功率.本题考查了“探究电流与电阻的关系”的实验中,电路图及实物图的连接,数据的分析,电流表和电压表的读数,以及电功率公式的运用等,综合性较强.
1 / 1人教版初中物理九年级全册第十七章第1节 电流与电压和电阻的关系 同步练习
一、单选题
1.(人教版物理九年级第十七章第1节电流与电压和电阻的关系同步练习)在探究“电流与电阻关系”的实验中,小明准备了5Ω、10Ω、15Ω三个定值电阻,学生电源(调至6V)、电流表、电压表、开关及导线若干,在实验过程中,需保持定值电阻两端电压为2V不变,还需要选用下列哪种规格的滑动变阻器?()
A.“10Ω 1A” B.“15Ω 15A”
C.“20Ω 2A” D.“50Ω 2A”
【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】解答:由欧姆定律的可知,电压一定是电阻越大,电流越小;当接入电路中的电阻为15Ω时,电路中的电流最小: ,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大;
为了保持定值电阻两端电压为2V不变,滑动变阻器两端电压为:6V-2V=4V;故滑动变阻器的最大阻值: .只有D中滑动变阻器的最大阻值大于30Ω.
故选D.
分析:本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是要知道电压一定时,电流与电阻成反比.
2.(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.
3.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.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
B.通过导体甲的电流与其两端的电压成正比
C.当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过导体乙的电流为0.1A
D.将甲、乙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】A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解:A、由图象知,在电阻两端电压都是2V时,通过甲电阻的电流为I甲=0.4A,通过乙电阻的电流为I乙=0.2A,
所以两电阻的阻值分别为
R甲==5Ω,
R乙==10Ω,即甲的电阻较小,此选项错误;
B、对于甲导体,电阻一定,通过的电流与两端电压成正比,此选项正确;
C、由图象知,在导体乙的两端加1V的电压时,通过导体乙的电流为0.1A,此选项正确;
D、甲乙两电阻串联后的总电阻为R串=R甲+R乙=5Ω+10Ω=15Ω
串联后的电流为I==0.2A.此选项正确。
故选A。
【分析】在探究电流与电压的关系时,要保持电阻一定;由图象知,此题利用了甲乙两只电阻,需分别分析电流与电压的对应关系;在串联电路中各处电流都相等,并联电路各支路两端电压相等。
4.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一个图像相符的是 〔 〕
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
【答案】C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】本题是电流--电阻图象,这是一个反比例函数图象,由图象可以得到“在电压一定时,电流与电阻成反比”的规律.
【解答】(1)图象的横坐标表示电阻,纵坐标表示电流,因此得到的是电流和电压的关系;
(2)图象是个反比例函数图象,因此说明电流与电阻成反比,即电流随电阻的增大而减小;
(3)在探究电流与电阻的关系时,应控制电压不变;
综上,由图象可得出的结论是:电压一定时,电流随电阻的增大而减小.
故选:C.
【点评】图象题,首先要明白横纵坐标表示的物理量,然后根据图象的函数关系得出结论,重点考查学生的图象分析能力.
5.某同学在探究通过导体的电流与其电压的关系时,将记录的数据作出了如图所示的图像,根据图像分析,下列说法不正确的是( )
A.通过导体a的电流与其两端电压成正比
B.导体a的电阻大于b的电阻
C.将导体a与b串联后接入电路,a的电压较大
D.将导体a与b并联后接入电路,a的电流较大
【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】A、a的电阻一定,导体中的电流跟导体两端的电压成正比是正确的.不符合题意.
B、导体两端的电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比,Ia<Ib,所以Ra>Rb正确.不符合题意.
C、将导体a与b串联后接入电路,串联电路中电流处处相等,根据U=IR判断,a电阻大,所分的电压也大,所以a的电压较大正确.不符合题意.
D、将导体a与b并联后接入电路,并联电路各支路两端的电压相等,根据判断,a电阻大,通过的电流小,故D说法错误.符合题意.应选D。
【点评】(1)掌握欧姆定律内容.(2)掌握串联和并联电路的电流、电压、电阻的特点.
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.(人教版物理九年级第十七章第1节电流与电压和电阻的关系同步练习)在做“探究电流与电阻的关系”实验中,轩轩连接了如图所示的电路。他先在电路的A、B间接入10Ω的电阻,移动变阻器的滑片,读出电压表与电流表的示数;记录数据后,改用15Ω电阻替换10Ω电阻,闭合开关,接下来他的实验操作应该是( )
A.观察电压表,向右移动滑片,读取电流数据
B.观察电流表,向右移动滑片,读取电压数据
C.观察电压表,向左移动滑片,读取电流数据
D.观察电流表,向左移动滑片,读取电压数据
【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:将AB两点间改用15Ω电阻替换10Ω电阻时,导体的电阻变大,根据串联分压的知识,电阻两端的电压会变大,要探究电流与电阻的关系,需保持AB间的电压不变,所以应增大滑动变阻器接入电路的电阻,将滑片向右滑动,减小电压表的示数,使电压表的示数保持不变,并读取此时电流表的示数。
故选A。
【分析】要研究导体中的电流与电阻的关系,需要保证导体两端的电压不变,当改用15Ω电阻替换10Ω电阻时,导体两端的电压是否变化,怎样变化是此题的解题思路。
8.(人教版物理九年级第十七章第1节电流与电压和电阻的关系同步练习)如图所示,是探究“电流与电阻的关系”实验电路图,电源电 压保持3V不变,滑动变阻器的规格是“10Ω 1A”.实验中,先在a、b两点间接入5Ω的电阻,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2V,读出并记录下此时电流表的示数.接着需要更换a、b间的电阻再进行两次实验,为了保证实验的进行,应选择下列的哪两个电阻()
A.10Ω和40Ω B.10Ω和20Ω C.30Ω和40Ω D.20Ω和30Ω
【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】解答:探究“电流与电阻的关系”实验中应控制电阻两端的电压不变,即电压表的示数不变;
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴滑动变阻器两端的电压:U滑=U-UR=3V-2V=1V,
∵串联电路中各处的电流相等,
∴根据欧姆定律可得: ,
当滑动变阻器接入电路中的电阻为10Ω时,定值电阻的最大阻值:
Rmax=2R滑max=2×10Ω=20Ω,
即定值电阻的最大阻值不能超过20Ω,
结合选项可知,ACD不符合,B符合.
故选B.
分析:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是知道探究“电流与电阻的关系”实验中应控制电压表的示数不变.
9.(人教版物理九年级第十七章第1节电流与电压和电阻的关系同步练习)如图所示是同学们做电学实验使用的电路,同学们对此电路提出的以下说法中错误的是()
A.采用此电路可以探究电流跟电压的关系,实验时要保持电阻R阻值不变
B.采用此电路可以测量电阻R的阻值,滑动变阻器在电路中能起到保护电路的作用
C.开关闭合后,当变阻器滑片由左向右滑动过程中,电流表示数增大,电压表示数增大
D.开关闭合,进行电流表和电压表调换位置的操作,电路元件不能被烧毁
【答案】C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】A、要探究电流与电压的关系,在改变电压的时候要保持电阻不变;故A正确;
B、在探究电流与电压的关系的电路中,滑动变阻器既可以保护电路,又可以改变电路中的电流,得出多次实验数据,排除实验结论的偶然性,故B说法正确;
C、开关闭合后,当变阻器滑片从左向右滑动过程中,电路中的总电阻增大,则电路中的电流变小,即电流表示数变小;由U=IR可知,定值电阻两端电压变小,即电压表示数变小.故C说法错误;
D、开关闭合,如果将电流表和电压表调换位置,电压表串联在电路中,电路相当于开路,因此电路元件都不可能被烧毁,故D正确.
故选C.
【分析】本题主要考查的是学生对控制变量法、电流表、电压表、滑动变阻器的正确使用方法和作用的理解和掌握.
10.(人教版物理九年级第十七章第1节电流与电压和电阻的关系同步练习)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.
11.(人教版物理九年级第十七章第1节电流与电压和电阻的关系同步练习)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.
12.(2017九上·宁津期中)小刚用图所示电路探究“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.适当增加电池的节数
【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:当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,电路中的总电阻变大,由I=可知,电路中的电流变小,由U=IR可知,滑片不动时,变阻器两端电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,定值电阻两端的电压变大,因探究“一段电路中电流跟电阻的关系”时,应控制电阻两端电压不变,所以,应调节滑动变阻器的滑片增大接入电路中的电阻,减小电路中的电流,即将变阻器滑片适当向右移动,故AB错误,C正确;适当的加电池的节数,滑片不动时,增加电池的节数,会使电阻两端的电压更大,故D错误。
故选C。
【分析】探究“一段电路中电流跟电阻的关系”时,应控制电阻两端电压不变,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,电路中的总电阻变大,根据欧 姆定律可知电路中的电流变化和滑片不动时变阻器两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知定值电阻两端电压的变化,然后判断电阻两端电压变化时电路中电 流的变化,进一步判断滑片移动的方向。
13.小刚用如图所示电路探究“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.适当增加电池的节数
【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:当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,根据串分压的知识可知,电压表的示数变大,此时应该增大滑动变阻器的阻值,将滑片向右端适当滑动,使电压表的示数与原来相同。
故选C。
【分析】要探究电流和电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变,改变电阻。
14.小刚同学用如图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”,用5Ω的电阻R实验并记录数据后,将电阻更换为10Ω,为了探究上述问题,他接下来的操作应该是( )
A.闭合开关后观察电压表和电流表的示数并记录
B.闭合开关后,调节变阻器滑片,当电流表示数等于上一步的示数时,记录电压表和电流表的示数
C.闭合开关后,调节变阻器滑片,当电压表示数等于上一步的示数时,记录电压表和电流表的示数
D.将电源电压调高为原来的2倍
【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:电源电压一定时,定值电阻由5Ω换成10Ω后,由于在串联电路中,导体两端电压与其阻值成正比.则电阻两端电压增大;要保持电阻增大时两端电压仍然为上一次的数值,需要增大滑动变阻器接入电路的电阻,使变阻器两端电压增大;然后当电压表示数等于上一步的示数时,记录电压表和电流表的示数。
故选C。
【分析】探究电流与电阻的关系时,采用的是控制变量法.实验时要保持电阻两端电压一定,改变电阻的阻值.将5Ω的电阻换成10Ω,两端电压相应发生改变,要保持电压不变,需要调节滑动变阻器滑片位置,改变滑动变阻器接入电路的电阻值。
15.(2015九上·定兴期中)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10Ω更换为15Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的唯一操作是( )
A.将电池个数增加 B.保持变阻器滑片不动
C.将变阻器滑片适当向左移动 D.将变阻器滑片适当向右移动
【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:
在滑动变阻器滑片位置不变的情况下,电路中由于将10Ω的定值电阻换成15Ω的定值电阻,使整个电路的电阻值R总增大.利用公式I= 可知,电路中的总电流I减小.此时滑动变阻器两端的电压Up=IRp,由于Rp不变,I减小,导致了Up的减小,而定值电阻两点之间的电压等于总电压减去滑动变阻器两端的电压,由于滑动变阻器两端的电压减小导致了定值电阻两点之间的电压增大,为了保证导体两端的电压不变,要减小定值电阻两点之间的电压U2.根据公式U2=IR2可知,R2为15Ω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D.
【分析】研究导体中的电流与电阻的关系,由控制变量法的思路可知,需要保证导体两端的电压不变,当电路中的电阻由10Ω换成15Ω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.
二、多选题
16.(人教版物理九年级第十七章第1节电流与电压和电阻的关系同步练习)在研究“一定电压下,电流与电阻的关系”时,电路如图所示,电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“15Ω 1A”字样,在a、b间先后接入不同阻值的定值电阻,移动滑片P,使电压表示数为1.5V,读出电流表的示数。当20Ω的电阻接入a、b间时,电压表示数始终无法达到1.5V,其原因可能是( )
A.电源电压3V太高 B.滑动变阻器阻值太小
C.20Ω的阻值太小 D.控制的电压1.5V太高
【答案】A,B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解:由题意知,电源电压为3V,电阻两端的电压为1.5V,则滑动变阻器两端的电压应为3V﹣1.5V=1.5V;
根据串分压的知识:因为滑动变阻器的最大阻值为15Ω,电阻的阻值为滑动变阻器阻值的倍,所以其两端的电压也为滑动变阻器两端电压的倍,其定值电阻太大或滑动变阻器的最大阻值太小,而造成了电压表示数始终大于1.5V,而无法达到1.5V,B正确,CD错误;
若减小电源电压,则电阻两端的电压会减小,故A正确。
故选AB.
【分析】根据电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻两端电压,电流表测量电路电流;根据串分压的知识进行判断,在串联电路中电流相等,根据U=IR,电压与电阻成正比,所以U1:U2=R1:R2。
三、填空题
17.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】要探究电流与电阻的关系,需保持电阻两端的电压不变,根据串分压的知识判断电压的变化,从而可得变阻器的变化.
18.小娟在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时,将记录整理的实验数据绘制成右图所示I-U关系图像。由图可得甲的电阻为 Ω;若这两个电阻串联后接在电压为9V的电源上,电路中的电流为 A;这两个电阻并联后接在9V电源上,干路中的电流为 A。
【答案】10;0.6;2.7
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】从图象上读出一组电压值和电流值,根据即可求出甲和乙的阻值;再根据串联电路总电阻和分电阻的关系即可求出总电阻;利用即可求出电路中的电流.当U=3V时,I甲=0.3A,I乙=0.6A
则,
R总=10Ω+5Ω=15Ω
;
【分析】知道串并联电路总电阻与分电阻的关系,会灵活应用欧姆定律进行计算。
19.如图是“探究电流与电阻的关系”的电路图.将5Ω的定值电阻接入图中A、B两点间,正确操作后,电流表的示数为0.4A.接下来的操作是:断开开关,将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻,再将滑动变阻器的滑片P移到最 (选填“左”或“右”)端,然后闭合开关,移动滑片P,使电压表的示数为 V时,读出电流表的示数.
【答案】右 ;2
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解:
由题将5Ω的定值电阻接入图中A、B两点间,电流表的示数为0.4A,
所以R两端电压U=IR=0.4A×5Ω=2V.
将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻,
为保证电阻两端电压保持不变,应先将滑动变阻器的滑片滑到右端移动,闭合开关,移动滑片P,使电压表示数为2V时,读出电流表的示数.
故答案为:右;2.
【分析】电流与电压和电阻两因素有关,探究电流与电阻关系实验,应保持电阻两端电压不变,更换大电阻后,应移动滑片增加滑动变阻器接入电路的阻值,以保证电阻两端电压不变.
20.(2016·曲靖模拟)如图甲所示是电阻R和小灯泡L的U﹣I图象,由图可知电阻R的阻值是 Ω;若将电阻R与小灯泡L串联在电路中(如图乙),电流表示数为0.4A,则电源电压为 V.
【答案】5;3
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】由 可知,电阻阻值:,
由图示图象可知,电流I=0.4A时,UL=1V,UR=2V,
电源电压:U=UL+UR=1V+2V=3V;
故答案为:5;3.
【分析】由图示图象求出电阻两端电压与对应的电流,然后由欧姆定律求出电阻阻值;
由图示图象求出电流对应的电阻与灯泡两端电压,然后由串联电路特点求出电源电压
21.如图所示的电路,在研究电流、电压和电阻关系时,若只改变滑动变阻器的阻值, 可以探究“电流与 ”的关系;也可用于伏安法测电阻,实验中,汪洋同学观察到两个电表的示数如图所示,则定值电阻R的阻值为 Ω。
【答案】电压;5
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】实验中只改变滑动变阻器的阻值,不改变定值电阻的阻值,也就是控制电阻不变,因此研究的是在电阻一定时,电流与电压的关系,电流表选择0~0.6A量程,分度值是0.02A,指针指在0.2A后面第4个小格上,读数为0.2A+0.02A×4=0.28A;压表选择0~3V量程,分度值是0.1V,指针指在1V后面第4个小格上,读数为1V+0.1V×4=1.4V;电阻大小R="U" /I ="1.4V" /0.28A =5Ω。
【分析】探究电流与电压、电阻的关系实验;电流表的读数方法;电压表的读数方法;欧姆定律的应用。
四、解答题
22.实验桌上有如下器材:电源、滑动变阻器和阻值已知的定值电阻各一个、电阻箱(电路符号)一个、已调好的电流表两块、开关一个、导线若干。小亮想利用实验桌上的器材,设计一个实验证明:“当电阻两端的电压保持不变时,通过电阻的电流与该电阻的倒数成正比”。老师提醒小亮:由于电源电压过大,在实验中应使用滑动变阻器保护电路。请你根据上述要求帮助小亮画出实验电路,写出实验步骤,画出实验数据记录表格。
【答案】解:⑴⑵①如图组装电路,电流表指针调零,滑动变阻器阻值调到最大;②闭合开关S,调节滑动变阻器和电阻箱到适当位置。读电流表A1的示数I1;电流表A2的示数I2;电阻箱阻值R,并将I1,R的数据记录到表格中;③改变电阻箱阻值,调滑动变阻器使电流表A2的示数仍为I2;读电流表A1的示数I1;电阻箱阻值R, 并将I1,R的数据记录到表格中;④仿照步骤③再做4次,读每次电流表A1的示数I1;电阻箱阻值R,并将I1,R的数据数据记录到表格中;⑤利用R计算1/R,并分别记录到表格。⑶实验表格:
R/Ω
1/R /W-1
I1/A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】按照电路图组装电路,电流表指针调零,滑动变阻器阻值调到最大;闭合开关S,调节滑动变阻器和电阻箱到适当位置。读电流表A1的示数I1;电流表A2的示数I2;电阻箱阻值R,并将I1,R的数据记录到表格中;改变电阻箱阻值,调滑动变阻器使电流表A2的示数仍为I2;读电流表A1的示数I1;电阻箱阻值R, 并将I1,R的数据记录到表格中;仿照步骤③再做4次,读每次电流表A1的示数I1;电阻箱阻值R,并将I1,R的数据数据记录到表格中;利用R计算1/R,并分别记录到表格。分析数据得到的结论是当电阻两端的电压保持不变时,通过电阻的电流与该电阻的倒数成正比。
【分析】在此题中注意在实验前把滑动变阻器移动到最大阻值的位置。
五、实验题
23.(2017九上·东营期中)在做“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中,实验器材有:学生电源(3V不变),电流表、电压表、定值电阻四只(5Ω、10Ω、20Ω、25Ω各一只),滑动变阻器M(10Ω 1A),滑动变阻器N(20Ω 1A),开关、导线若干.
(1)请你用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整,要求滑片P向B端移动时电路中电流变大.
(2)实验过程中,使用不同定值电阻进行探究时,调节滑动变阻器的阻值,使电阻R两端电压保持不变,这种方法是 (填字母编号);
A.转换法 B.控制变量法 C.等效替代法
(3)某次实验中,连接好电路,闭合开关时,发现电流表示数几乎为零,电压表示数约3V,调节滑动变阻器的阻值,两电表示数均无明显变化,电路故障原因可能是 ;
(4)排除故障后,更换不同定值电阻进行了实验,记录实验数据如表:
实验次数 1 2 3 4
电阻/Ω 5 10 20 25
电流/A 0.40 0.20 0.10 0.08
分析表中数据可得到的结论是: ;
(5)实验中选择的滑动变阻器应是 (选填“M”或“N”).
【答案】(1)解:将滑动变阻器的B接线柱与定值电阻的右接线柱相连,如下图所示:
(2)B
(3)R断路
(4)在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(5)N
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解:(2)导体中电流跟电阻和电阻两端电压有关,所以实验中要使用控制变量法,故B正确,AC错误;(3)闭合开关,无论怎样移动滑片,且电压表始终为3V,电流表示数为零,说明电压表串联在了电路中,电流太小电流表显示不出来,则故障的原因可能是R断路;(4)研究电流跟电阻之间的关系,电流的变化倍数与电阻变化倍数的倒数相等,故可得结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.(5)电压表的示数保持不变,由表格中数据知,UR=I1R1=5Ω×0.4A=2V;
根据串分压的知识,当定值电阻的阻值最大为25Ω时,所需滑动变阻器的阻值最大,此时电路中电流为0.08A,
所以R滑= = =12.5Ω,因此选择滑动变阻器N.故答案为:(1)见上图;(2)B;(3)R断路;(4)在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;(5)N.
【分析】(1)使滑动变阻器与定值电阻串联,滑片P向B端移动时电路中电流变大,说明滑动变阻器接入电路的阻值减小,故将B接线柱接入电路;(2)要探究电流与电阻的关系,运用控制变量法;(3)无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表的示数为零,说明电路出现断路,并且断路在电压表两接线柱之间;
由表格数据可知电流表使用的量程,由电流表量程和分度值读出其示数;(4)研究电流跟电阻关系时,控制电压不变,分析电流和电阻的变化关系得出结论;(5)根据表格中数据,用公式U=IR计算出导体两端的电压;
根据串分压的知识,当定值电阻的阻值最大时,所需的滑动变阻器的阻值也最大,结合欧姆定律的知识计算得出.
六、综合题
24.(2016九上·房山期中)学过欧姆定律后,小红认为,电源电压不变时,接入电路中接入的电阻越多,电路中的电流就越小.现在桌上有如下器材:电源、导线若干、电流表、定值电阻若干、开关.请你利用所给器材,设计实验证明小红的说法是错误的.要求:
(1)画出电路图.
(2)写出实验现象及结论.
【答案】(1)解:“在并联电路中,通过该支路电阻的电流与该电阻的阻值成反比,”各电阻应并联,用电流表测出各支路电流,然后分析实验数据得出结论,实验需要记录个支路电阻与电流大小.实验电路图如图所示:
(2)解:将一个电阻接在电路中,闭合开关,用电流表测电流I1;将两个电阻并联接入电路中,闭合开关,测电流I2.I1小于I2,所以电阻多了电流不一定大,故说法错误.
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】在并联电路中,并联的用电器越多,总电阻越小,干路中的电流越大.
25.(2016·咸宁)冬冬和同学们在“探究电流与电阻的关系”的实验过程中:
(1)他们先将R1接入图甲所示的电路中.再依次将定值电阻R2、R3接入a、b间进行实验.每次更换电阻后需将滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,以保持a、b两端的电压不变,他们根据测量数据描绘出了图乙所示的图象.分析图象可知:a、b两端的电压为 V,当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 .
(2)在做完上述实验后.冬冬他们将电路改为测量小灯泡的电功率.所用电源电压保持不变.图丙是他们所连接的实物图.
①闭合开关后.他们发现无论怎样移动滑片P,电压表的示数均为3V不变,小灯泡不发光.经检查,是由于其中一根导线连接错误造成的,请你用笔在实物图中将连接错误的导线打“×”并补画出正确的连线,
(3)②排除故障后按照正确的操作进行实验,当小灯泡正常发光时.两电表的示数分別如图丁所示,电压表的示数为 V.电流表的示数为 A.小灯泡额定功率为 W.
【答案】(1)左;2;反比
(2)如图 |
(3)2.5;0.36;0.9
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解:(1)实验中,将R1更换为R2,又将R2更换为R3,定值电阻的阻值增大,根据串联分压的原理可知,定值电阻两端的电压将变大,为了控制定值电阻两端的电压不变,则应增大滑动变阻器两端的电压,增大变阻器连入电路的阻值,即滑片应向左端移动;分析图乙可知,电流与导体的电阻关系图线为一条反比例图线,
由图乙数据可得,a、b两端的电压Uab=IR=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V;
根据图乙可得:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.(2)①读实物图丙可以看出,灯泡与变阻器并联了,且电压表串联在电路中;电压表的内阻很大,则电路中电流非常小,此时电压表测量电源电压,因此会出现无论怎样移动滑片P,电压表的示数均为3V不变,小灯泡不发光的情况.
实物图中从电流表向灯泡的导线连接错误,其改正情况如图所示:
3)②从实物图中可以确定,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,由丁图可知电压表示数为2.5V;
电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,由丁图可知电流表示数为0.36A;
小灯泡的额定功率为:P额=UI=2.5V×0.36A=0.9W.
故答案为:(1)左;2;反比;(2)①见上图;(3)②2.5;0.36;0.9.
【分析】根据串联分压或确定滑动变阻器的移动方向;根据图线的性质,可判断电源电压的大小,并确定电流与电阻的关系;①从图中可以判断出电压表被串联在了电路中,且灯泡与变阻器并联了,据此再进一步确定错接的导线并改正;②明确电流表和电压表的量程与分度值,根据指针位置读出示数,再利用公式P=UI计算小灯泡的额定功率.本题考查了“探究电流与电阻的关系”的实验中,电路图及实物图的连接,数据的分析,电流表和电压表的读数,以及电功率公式的运用等,综合性较强.
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