人教版九年级全一册17.1电流与电压和电阻的关系 同步练习（有解析）

人教版九年级全一册 17.1 电流与电压和电阻的关系
一、单选题
1．某同学利用如图甲所示的电路进行实验，电源电压恒为3V，更换5个定值电阻Rx，得到如图乙所示的图象。以下有关叙述错误的是（　　）
A．该同学研究的是电流和电阻的关系
B．闭合开关，发现电流表示数过大，原因可能是滑动变阻器连入电路阻值过小
C．实验中电压表的示数保持2.5V不变
D．将Rx从5Ω换成10Ω后，应将滑片P向左移
2．某同学利用如图甲所示的电路进行实验，电源电压恒为3伏，更换5个定值电阻Rx，得到如图乙所示的图象。以下有关叙述正确的是（　　）
A．该同学研究的是电流和电压的关系
B．实验中电压表的示数保持0.5伏不变
C．滑动变阻器阻值变化范围为1欧～5欧
D．将Rx从5Ω换成10Ω后，应将滑片P向左移
3．小明利用如图所示的电路探究“导体中电流跟电阻的关系”。电源电压保持不变，更换阻值不同的电阻R2，通过调节滑动变阻器接入电路的电阻R1，正确完成实验，记录各次实验中电压表示数U和电流表示数I。描点画出下列四幅图，其中最接近实际的是（）
A． B． C． D．
4．用如图所示的电路研究通过导体的电流与电压、电阻的关系。保持电源电压和电阻箱R1的阻值不变，移动滑动变阻器R2的滑片P，测得电流、电压如表1所示；然后将滑片移到适当位置保持不变，仅改变电阻箱R1的阻值，测得相应的电流值，如表2所示。下列说法正确的是（　　）
表1
次数 U1/V I/A
① 1.0 0.20
② 1.5 0.30
③ 2.0 0.40
表2
次数 R1/Ω I/A
① 3.0 0.50
② 6.0 0.33
③ 9.0 0.25
A．由表1中的数据可得，电阻一定时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比
B．由表2中的数据可得，电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比
C．由表2中的数据可得，实验中所用电源电压为3V，R2的阻值为2Ω
D．由表1中的数据可得，电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比
5．图甲是探究“电压一定时，通过导体的电流与电阻关系”的电路图，电流表量程为0~0.6A，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器标有“50Ω 1A”，另有5个不同阻值的定值电阻，图乙是依据五次实验的数据描点绘制的I-R图像。以下说法不正确的是（ ）
A．本次实验控制了定值电阻两端电压为3V不变
B．当R由10Ω换为15Ω时，需将滑动变阻器接入电路的阻值调得更大
C．分析图像可得结论：电压一定时，电流与电阻成反比
D．若要探究在其他电压值下的规律，那么可以探究的电压值范围是2~4V
6．在探究“电流与电阻关系”的实验中，电源电压保持不变，每次实验中大小都发生改变的是（ ）
A．定值电阻两端的电压 B．滑动变阻器两端的电压
C．电压表与电流表示数的比值 D．定值电阻与滑动变阻器两端电压之比
7．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R的电压不变
C．保持R不变，调节的滑片到不同位置
D．保持电路中的电流不变
8．小张同学在“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像，根据图像，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．导体乙的两端电压为1V时，通过它的电流为0.1A
D．将甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上时，干路中的电流为0.9A
9．在图所示的电路中，电源两端的电压保持不变，开关闭合后，滑动变阻器的滑片P向右移动时，三个电表的示数变化情况是（　　）
A．A的示数变大，V1的示数不变，V2的示数变小
B．A的示数变大，V1的示数变小，V2的示数变大
C．A的示数变小，V1的示数不变，V2的示数变大
D．A的示数变小，V1的示数变大，V2的示数变小
10．利用如图甲所示的电路探究电流和电阻的关系，电源电压保持3V不变，分别将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R连入电路，按实验要求测得通过各定值电阻的电流描绘出如图乙所示的图象，则下列判断正确的是（　　）
A．实验中电压表的示数保持1V不变 B．当R的电阻为10Ω时，通过R的电流为0.2A
C．滑动变阻器连入电路的阻值范围为0~25Ω D．将R从5Ω换成10Ω后，应将滑片向右移
二、填空题
11．在电阻一定时探究电流与电压关系的实验中，小凯连接了如图错误电路。电路中各元件正常，各接线处接触良，如果闭合开关，电压表指针将 ______ (选填“有”或“无”)明显偏转，电流表指针将 ______ (选填“有"或“无”)明显偏转。请你在中把接错的那一根导线找出来，打上“×”，再画线把它改到正确的位置上。 ______
12．更换不同阻值的电阻多次实验的目的： ______________.
13．王红做“探究电阻上的电流跟两端电压的关系”的实验：
(1)她记录了有关实验数据，但还有一空未写出，请按表中规律，完成表格内容；
电压U（V） 1 2 3 4.5
电流I（A） 0.2 0.4 0.6 ____
(2)分析表格中的数据，得到的结论是：____________。
14．连接电路时注意事项：开关要________；滑动变阻器的滑片移到________.
15．小明用如图所示的电路“探究电流与电压的关系”，所用电源电压为4.5V，闭合开关S时，发现电压表无示数，但电流表有示数，电路故障可能是电阻R1______（选填“断路”或“短接”）。排除故障后，他移动滑动变阻器的滑片，发现当电压表示数是1.2V时，电流表示数是0.30A；继续移动滑片，使电压表示数从1.2V增加到2.4V，那么，定值电阻R1的阻值是_______，该过程中滑动变阻器R2连入电路的阻值减小了______Ω。
三、综合题
16．请阅读《物理实验中的图像法》并回答问题。
物理实验中的图像法
物理实验中的图像法是一种整理、分析数据的有效方法，图像中的图线可以直观简洁地显示出因变量随着自变量变化的趋势或规律。如果想要将物理实验数据绘制成图像，可以按照下面的步骤来进行。
第一步，建立坐标轴、标注物理量和设定分度。首先建立坐标轴，通常用横轴代表自变量，纵轴代表因变量，在坐标轴上分别标注自变量和国变量的名称及单位；然后，设定坐标分度值，为了使绘制的图线比较均匀地分布在整幅坐标纸上，而不要偏在一角或一边，坐标分度值可以不从零开始。最后，在测量数据的时候，应该尽量使数据点分布均匀，并且图线变化趋势有明显改变的地方，应该多测量一些数据点。
第二步，根据数据描点。描点时根据数据在坐标纸上力求精准地画出对应的点。
第三步，绘制图线。绘制图线时不要把数据点逐点连接成折线，而应依据数据点的整体分布趋势，描绘出一条直线或光滑曲线，让尽可能多的点在图线上，或让数据点比较均匀地分布在图线两旁，这样绘制出的图线比图上的任何一个数据点更适合作为进行分析预测的依据。需要注意的是，如果图像应该经过坐标零点，那么即使没有测量和描出点，绘制的图线也应该经过零点。
例如，在研究导体的电阻与导体长度的关系时，就可以以导体长度为横坐标，以电阻值为纵坐标，通过描点画出导体的电阻随导体长度的变化关系。再比如，在研究通过导体的电流与导体两端的电压的关系时，就可以以导体两端的电压为横坐标，以通过导体的电流为纵坐标，通过描点画出通过导体的电流和导体两端的电压的变化关系，此即为导体的伏安特性曲线。
请根据上述材料，回答下列问题
(1)小赵同学在实验中测量得到了通过电阻的电流和电阻两端的电压数据表，他已经在图中描出了数据点，如图所示，请你帮他在图中画出电阻的伏安特性曲线______。
U/V 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4
I/A 0.08 0.16 0.24 0.32 0.40 0.48
(2)图像法呈现出来的图线在很多时候可以为我们带来物理量之间定性关系的直观认知。在如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变，当开关S闭合后，滑动变阻器的滑片P从最左端向右滑动的过程中，计滑片P到最左端的距离为L，如图所示的四个图像中，能定性表示电流表示数I与距离L关系的是______
(3)下图甲、乙两位同学通过实验数据绘制的通过导体的电流与导体电阻之间的关系图像，你觉得哪位同学的实验更合理 ______请说明你的理由______（写出一条合理的即可）。
17．在图所示电路，电源电压保持不变。闭合开关S，电路正常工作，一段时间后，灯L熄灭。若电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R或灯L上。为了能同时检测电路中所有可能的故障，有以下方案可选：
a.用与L规格相同且完好的灯L0替换灯L
b.用与R阻值相同且完好的灯L0替换电阻R
c.将电流表串联在电路中，电压表并联在电阻R两端
以上方案中可行的是______。选择一种可行方案操作后，写出观察到的现象（或各电表示数有无）及相对应的故障：______。
18．学习了电阻概念后，为了解更多电学知识，小明同学上网查阅得到相关资料：“金属是最常见的一类导体，金属原子最外层的电子很容易挣脱原子核的束缚，而成为自由电子。半导体，如硅，锗等元素，它们原子核的最外层电子，既不容易挣脱束缚，也没有被原子核紧紧束缚，所以半导体的导电性介于导体和绝缘体之间。导体通电后温度会升高，铁、钨等金属的电阻就会不断变大；而锰铜合金和镍铬合金，其电阻随温度变化极小。”
①实验室所用钨丝小灯的电阻随温度的升高而_______。（选填“变大”或“变小”）
②推理可知：常温下绝缘体很难导电的原因是________。
③探究导体中电流与电压关系时，应该选用________材料制作成的导体作为研究对象（选填“A”、“B”或“C”），理由是：__________。
A．铁、钨 B．硅、锗 C．锰铜合金、镍铬合金
19．探究“通过导体的电流跟电阻的关系”，实验器材：可调压电源、滑动变阻器（标有“10Ω 2A”字样）、阻值是5Ω、10Ω、15Ω和20Ω的电阻各一个、导线若干。
（1）连接电路如图甲所示，其中有一根导线连接错误，请在错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的连线。
( )
（2）电源电压调至4V，把5Ω的电阻连入电路，移动滑片，电流表示数如图乙所示。此时电压表示数是_____V．断开开关，将5Ω电阻换成10Ω电阻；再闭合开关，要保持电压表示数不变，需要将滑片向_____（选填“A”或“B”）端移动。
（3）把10Ω电阻换成15Ω电阻，移动滑片到合适位置，此时滑动变阻器阻值是_____Ω，此时，电流表示数是_____A。
（4）把15Ω电阻换成20Ω电阻，为了让实验可以进行下去，需要将电源电压调_____（选填“高”或“低”）。
（5）实验结论：在电压一定时，_____。
参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A．由题意知该同学研究的是电流和电阻的关系。A项正确；故A项不符合题意；
B．该电路为串联电路滑动变阻器的电阻越小，电路中的电流越大。B项正确；故B项不符合题意；
C．根据结合图乙得到定值电阻的电压为
。
C项正确；故C项不符合题意；
D．将Rx从5Ω换成10Ω后定值电阻上的电压增大，要保持定值电阻上的电压为不变。要增大滑动变阻器的电压，即要增大滑动变阻器的电阻，所以滑片应该右移。D项错误；故D项符合题意。
2．C
【解析】
【详解】
A．研究电流和电压的关系时，要控制电阻不变，由图乙知，电阻是变化的，故A错误；
B．由题意和图象可知，该同学研究的是电流和电阻的关系，实验中要控制Rx两端的电压不变（即电压表示数不变）；由图乙知，电流与电阻之积（即Rx两端的电压）
即电压表保持2.5伏不变，故B错误；
C．由图乙知，电流最大为0.5A时，对应的电阻为5Ω，根据欧姆定律和串联电路的规律，变阻器连入电路中的电阻
由图乙知，电流最小为0.1A时，对应的电阻为25Ω，根据欧姆定律和串联电路的规律，变阻器连入电路中的电阻
所以，滑动变阻器阻值变化范围为，故C正确；
D．根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大（电压表示数大于2.5V）；探究电流与电阻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，应增大滑动变阻器分得的电压，使电压表的示数减小为2.5V，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，故D错误。
故选C。
3．B
【解析】
【详解】
A．由图知，R1、R2、电流表串联在电路中，电流表测电路中的电流，电压表测R2两端电压，因R2两端电压不变时，导体中电流跟电阻的关系成反比，故错误；
B．探究导体中电流跟电阻的关系时应控制R2两端电压保持不变，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压也不变，由分压原理，两电阻之比为一定值，故图象为过原点的直线，故正确。
C．由B知，R1随R2的增大而变大，由电阻的串联和欧姆定律，当R1增大时，电路中的电流变小，故错误；
D．由控制变量法知，探究导体中电流跟电阻的关系时应控制R2两端电压保持不变，故错误。
故选B。
4．D
【解析】
【详解】
AD．由表1中的数据可得，电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比，故A不正确，D正确；
B．表2中的数据，没有控制变量，不能得到通过导体的电流与电压、电阻的关系，故B不正确；
C．根据表2中的数据不能得到电源电压与R2的阻值，故C不正确。
故选D。
5．D
【解析】
【详解】
A．根据图乙可知，当时，，本次实验控制了定值电阻两端电压为
当R依次取10Ω、15Ω等阻值时，电流与对应的电阻的乘积仍然是个定值即3V，故A正确，不符合题意；
B．当R由10Ω换为15Ω时，根据串联电路分压的规律，R两端分得的电压变大，要保持两端电压不变，则需要滑动变阻器分得更多电压，即滑动变阻器接入的阻值调得更大，故B正确，不符合题意；
C．分析图像可知，电压一定时，电流与电阻的乘积是个定值，即电流与电阻成反比，故可得结论：当电压一定时，电流与电阻成反比，故C正确，不符合题意；
D．电流表量程为0~0.6A，则电路中最大电流为，当时，两端最大电压为3V。当时，根据串联电路分压的规律及欧姆定律可得
即
解方程得，所以可以探究的电压值范围是2~3V。故D错误，符合题意。
故选D。
6．C
【解析】
【详解】
探究“电流与电阻关系”实验时，要控制电阻的电压不变，改变定值电阻大小，记录电流的大小。
ABD．实验中，定值电阻两端的电压要保持不变，由串联电路电压的规律，变阻器的电压也不变，定值电阻与滑动变阻器两端电压之比不变，故ABD不符合题意；
C．由欧姆定律，电压表与电流表示数的比值即为定值电阻大小，发生改变，C符合题意。
故选C。
7．C
【解析】
【详解】
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。
故选C。
8．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．电压相同时甲电流大，根据，导体甲的电阻小于导体乙的电阻，故A错误，符合题意；
B．由图可知，通过导体甲的电流与其两端的电压图像是一条过原点直线，所以通过导体甲的电流与其两端的电压成正比，故B正确，不符合题意；
C．由图可知，导体乙的两端电压为1V时，通过它的电流为0.1A，故C正确，不符合题意；
D．将甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上时，干路中的电流为
I=0.6A+0.3A=0.9A
故D正确，不符合题意。
故选A。
9．C
【解析】
【详解】
由图可知，电路为串联电路，电压表V1测量电源电压，V2测量滑动变阻器两端电压，滑动变阻器滑片向右滑动时阻值变大，故电流表A的示数变小，V1的示数不变，V2的示数变大，故C正确，ABD错误。
故选C。
10．D
【解析】
【详解】
A．根据图乙可知，当电阻为5Ω时，电路中的电流为0.5A；此时电压表的示数
故A错误；
B．根据图乙可知，当R＝10Ω时，通过的电流为0.25A，故B错误；
C．当R＝5Ω时，电路电流为0.5A；因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以滑动变阻器两端电压
根据图乙可知，当R＝25Ω时，电路电流为0.1A，滑动变阻器两端电压仍为0.5V，
由欧姆定律可得
所以滑动变阻器连入电路的阻值范围1Ω~5Ω；故C错误；
D．将R从5Ω换成10Ω后，电阻分得的电压会变大，为了保证定值电阻R两端电压不变，所以需减小定值电阻两端电压，根据串联电路的分压规律可知，应增大滑动变阻器接入电路的组，故将滑片向右移动，故D正确。
故选D。
11． 有 无
【解析】
【详解】
[1]根据电路图，电压表串联在电路中，电路不能正常工作，电压表将有示数指针有偏转。
[2]电路不能正常工作，电路中没有电流通过，电流表指针无偏转。
[3]电路改正为电流表串联在电路中，电压表并联在电阻两端，如图所示。
12．使实验结论更具有普遍性
【解析】
【详解】
更换不同阻值的电阻多次实验，可以排除偶然性，使实验结论更具有普遍性．
13． 0.9 电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比
【解析】
【详解】
(1)[1]由表格数据知道，电压2V是1V的2倍，对应的电流0.4A也是0.2A的2倍；电压3V是1V的3倍，对应的电流0.6A也是0.2A的3倍，所以，说明电流与电压之间的关系是成正比，由于电压4.5V是1V的4.5倍，所以，对应的电流也是0.2A的4.5倍，即为0.9A。
(2)[2]由表格数据得出的结论是，电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。
14． 断开 阻值最大处
【解析】
【详解】
[1]为了保护电路，连接电路时开关要保持断开状态．
[2]为了保护电路，开关闭合前，滑动变阻器滑片应置于阻值最大处．
15． 短接 4 7.5
【解析】
【详解】
[1] 电流表有示数，表明电路不可能是断路，即有可能是短路，短路是几乎不能分到电压的，而电压表测R1两端为0，故可能是R1短路。
[2] [3]根据题意，由欧姆定律可得
根据串联电路电压的规律，此时R2两端电压为
由于串联电路电流相等，所以此时R2接入的电阻为
因为定值电阻的阻值是导体一种性质，与电压无关，故继续移动滑片，当电压表示数为2.4V时，电阻，根据欧姆定律可得此时电路中的电流为
R2此时两端电压为
由欧姆定律可得此时R2接入的电阻为
故R2接入的阻值减小的值为
16． C 乙 乙的测量数据更多，分布更均匀
【解析】
【详解】
(1)[1]根据通过电阻的电流和电阻两端的电压数据表，采用描点法画出电阻的伏安特性曲线如图所示：
。
(2)[2]在如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变，当开关S闭合后，变阻器与灯泡串联，滑动变阻器的滑片P从最左端向右滑动的过程中，计滑片P到最左端的距离为L，电流表示数I表示为
L增大时变阻器接入电阻变大，电路中电流非线性地变小，故C符合题意。
(3)[3][4]下图甲、乙两位同学通过实验数据绘制的通过导体的电流与导体电阻之间的关系图像，乙同学测量数据更多，分布更均匀，则乙的实验更合理。
17． b或c 见解析
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由图可知，该电路为串联电路，电路正常工作一段时间后，灯L熄灭，可能是灯泡断路，可能是灯泡短路，也可能是电阻断路，a中把完好的灯L0接在灯泡的位置上，灯泡发光，则故障是灯泡断路或短路，灯泡不发光，则是R断路；b中用与R阻值相同且完好的灯L0替换电阻R，若灯泡发光，则故障是R断路，若灯泡不发光，则L断路或短路；c中将电流表串联在电路中，电压表并联在R两端，灯泡不发光，若电压表、电流表均有示数，则L短路；若电压表有示数，电流表无示数，则R断路；若电压表、电流表均无示数，则L断路。综上所述，能同时检测到故障的是c，故a不符合题意，bc符合题意。
故选b或c。
[2]方案一：选择b，若L、L0均发光，则R断路；若L、L0均熄灭，则L断路；若L0发光、L熄灭，则L短路。
方案二：选择c，若电压表有示数，电流表无示数，则R断路；若电压表、电流表均无示数，则L断路；若电压表、电流表均有示数，则L短路。
18． 变大 见解析 C 见解析
【解析】
【详解】
①[1]由材料可知，铁、钨等金属在通电时，温度会升高，电阻会变大，所以钨丝灯泡的电阻随温度的升高而变大。
②[2]常温下绝缘体很难导电的原因是没有自由移动的电子，被原子核紧紧的束缚。
③[3][4]探究导体中电流与电压关系时，需要控制电阻不变，由材料可知，锰铜合金、镍铬合金其电阻随温度变化极小，适合制作定值电阻，故C符合题意。
故选C。
19． 2.4 A 10 0.16 低 电流与电阻成反比
【解析】
【详解】
（1）原电路中，电流表与电阻并联，电压表串联在电路中是错误的，电流表应与电阻串联，电压表与电阻并联，如下所示：
（2）[2]由图知电流表的量程为0﹣0.6A，分度值为0.02A，图乙中电流表的示数为0.48A，根据欧姆定律知，此时电压表示数是：
U＝IR＝0.48A×5Ω＝2.4V
[3]根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω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，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A端移动，使电压表的示数不变；
（3）[4][5]实验中保持定值电阻两端电压不变，由串联电路电压的规律，变阻器的电压为：4V﹣2.4V＝1.6V，由分压原理，滑动变阻器连入电路阻值与电路中定值电阻阻值之比为1.6V：2.4V＝2：3，所以把10Ω电阻换成15Ω电阻，此时滑动变阻器阻值是10Ω，
此时，电流表示数是:
（4）[6]由于滑动变阻器连入电路阻值与电路中定值电阻阻值之比为1.6V：2.4V＝2：3，当将15Ω电阻换成20Ω电阻后，即使滑动变阻器接入电路的阻值最大，电压表的示数仍大于2.4V，实验无法进行下去，所以定值电阻的分压较大，所以可以更换电压更小的电源，或更换更大阻值的滑动变阻器；
（5）[7]电流和电阻的关系为：当电压一定时，通过导体中的电流与电阻成反比。