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．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
2．小刚用如图所示电路探究“一段电路中电流与电阻的关系”，在此实验过程中，他的一步操作是将变阻器滑片适当向左移动，则下列说法中正确的是（　　）
A．移动滑片前，小刚可能是将R换成了一个阻值较小的定值电阻
B．小刚在移动滑片时，眼睛需要注视电流表
C．小刚在移动滑片时，电压表示数变小
D．此实验只需观察电流表和电压表示数变化即可得出结论
3．一位同学用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”，电源电压不变，下表是实验数据，若第四次实验时将定值电阻的阻值由40Ω调为50Ω后就直接读出电流表的示数，这个示数可能是（　　）
R/Ω 10 20 30 40 50
I/A 0.6 0.3 0.2 0.15
A．0.15 B．0.10 C．0.12 D．0.13
4．同学们用如图所示的电路探究“电流跟电阻的关系”，电源电压为4.5V，三个阻值分别为5Ω、15Ω和30Ω的定值电阻．他们先将5Ω的电阻接入电路中，使其两端电压为2.5V．读取了电流表示数．为完成探究任务，断开开关后，接下来该进行的操作正确的是（ ）
A．调节滑片至另一位置，再闭合开关，读取电流表示数
B．用15Ω或30Ω的电阻替换5Ω的电阻，闭合开关，读取电流表示数
C．用15Ω或30Ω的电阻替换5Ω的电阻，闭合开关，向右调节滑片使电压表示数为2.5V，读取电流表示数
D．用15Ω或30Ω的电阻替换5Ω的电阻，闭合开关，将滑片从最右端逐渐向左调节使电压表示数为2.5V，读取电流表示数
5．小明利用图甲的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”，根据实验的数据绘出了I—图像，如图乙，由图可知（　　）
A．定值电阻两端电压控制为2V不变
B．当电流为0.2A时，电阻R为0.1Ω
C．当滑片向右移时，电压表数变大
D．当电流分别为0.25A和0.5A时，接入电路的导体的电阻之比为1:2
6．把两根材料相同、横截面积相等、长度不等的电阻丝并联在电路中，则（　　）
A．通过长电阻丝的电流较大
B．长电阻丝的电阻较小
C．短电阻丝两端的电压较大
D．通过短电阻丝的电流较大
7．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15更换为10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
8．在“探究电流跟电阻的关系”实验中，同学们绘制出的四条I﹣R图线如图所示，其中正确的图线是（　　）
A． B． C． D．
9．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a是电压表，表b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
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．在串联电路中，探究部分电路两端的电压U跟该电路中某个可变电阻R的关系时，记录的实验数据如下表所示．请根据表中数据判断：当电阻R =10Ω 时，电压U =____V．
R/ 2 6 8 12 16 20
U/V 3 5 6 8 10 12
12．探究“电流与电压、电阻关系”的实验时，小红和小东设计了甲、乙二种方案（如图）来探究“电流与电压的关系”．你认为图甲和图乙两种方案中可行的是________，理由是：________．
13．在“探究电流与电压的关系”实验中，某实验小组经过相互讨论，将实验方案由甲图改为乙图，这样改进的好处是______。
14．欧姆首先揭示了同一导体中电流与___________的关系；___________首先用实验测出了大气压强的值：海拔高度越高，大气压强越___________。
15．在导体的电压一定时，导体中的电流，跟导体的电阻成___________。
三、综合题
16．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：______。
17．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）。
18．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，_____。
19．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
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【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。
2．A
【详解】
A．研究电路电流与电阻的关系，需要保证导体两端电压不变，变阻器滑片适当向左移动，变阻器连入电路的电阻变小，因变阻器分压不变，电路中的电流变大，故说明移动滑片前，小刚可能是将R换成了一个阻值较小的定值电阻，故A正确；
B．小刚在移动滑片时，眼睛需要注视电压表，故B错误；
C．小刚向左移动移动滑片时，变阻器连入电路的电阻变小，电压表示数变大，直到其示数为规定的电压值，故C错误；
D． 探究“一段电路中电流跟电阻的关系”时，应控制导体两端的电压不变，当电阻改变时电阻，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，分析数据或图象，结合控制变量法的思想得出实验结论，故D错误。
故选A。
3．D
【详解】
研究通过导体的电流与电阻的关系要保持导体两端的电压不变，电阻箱两端的电压
当电阻箱R的阻值为50Ω时，电路中的电流应该为
该同学将电阻箱R的阻值从40Ω调为50Ω后，要保持电阻箱两端电压不变，应向右移动滑动变阻器滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值变大，滑动变阻器分压变大，从而使电阻箱两端电压减小保持不变，因此，当未移动滑动变阻器时，电路中的电流应该大于0.12A而小于0.15A，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
4．D
【详解】
5Ω的电阻接入电路，电压表示数为2.5V，此时电路中的电流为
I＝＝0.5A,
滑动变阻器的电阻为
R滑＝＝4Ω,
用15Ω电阻替换5Ω的电阻时，串联电路的总电阻变大，根据欧姆定律可知电路中电流变小，滑动变阻器分得的电压变小，电阻分得的电压变大,此时电路电流为
I’＝
定值电阻的电压为
U2＝I’R2＝0.24A＝3.6V3V，
定值电阻分得的电压超过了3V的量程，所以换成15Ω或30Ω的电阻时，在闭合开关前将滑片放在阻值最大处，再逐渐从最右端向左调节使电压表示数为2.5V，读取电流表示数，故D符合题意．
5．A
由题意可知，本题考查了“通过导体的电流与电阻的关系”，可以运用欧姆定律和串联电路的特点进行分析判断。
【详解】
AB．由I—图象可得，当导体中电流为0.2A时，其对应的电阻为10，该实验利用控制变量法，需控制定值电阻两端电压不变
故A符合题意，B不符合题意；
C．滑片右移时，电阻增大，由串联电路的分压原理可知，两端电压增大，而电源总电压保持不变，所以R两端电压减小，即电压表示数减小，故C不符合题意；
D．电流分别为0.25A和0.5A时，通过R的电流之比为
实验中，需保持R两端电压不变，则由欧姆定律可得
由上式可得
故D不符合题意。
故选A。
6．D
【详解】
A．两根电阻丝并联在电路中，两端的电压相等，长度大的电阻大，由欧姆定律可知，电阻大的通过的电流较小，故A不符合题意；
B．两电阻的材料相同，横截面积相同，则长度较大的电阻丝电阻较大，故B不符合题意；
C．而电阻并联在电路中，则两电阻两端的电压相等，故C不符合题意；
D．两根电阻丝并联在电路中，两端的电压相等，长度小的电阻小，由欧姆定律可知，电阻小的通过的电流较大，故D符合题意。
故选D。
7．B
【详解】
当A、B两点间更换为较小的电阻后，由串联分压关系可知电阻两端的电压会变小，此时应该将滑动变阻器滑片向左移动，通过减小滑动变阻器接入电路的电阻来减小滑动变阻器的分压，使定值电阻两端的电压保持不变。故B项符合题意。
故选B。
8．C
【详解】
由欧姆定律可知，在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比，故C正确，ABD错误。
故选C。
9．D
【详解】
A．由图可知，a串联在电路中，为电流表，b并联在电阻两端，为电压表，故A错误；
B．本实验中，滑动变阻器的作用是保护电路和改变电阻两端电压多次实验得出规律，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。
10．D
【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。
11．7
【详解】
由表格数据可知，U与R成一次函数关系，可设为U=kR+b，
把R=2Ω，U=3V和R=8Ω，U=6V代入可得：
3V=k×2Ω+b，6V=k×8Ω+b，
联立等式可得：k=0.5V/Ω，b=2V，
则有：U=0.5V/Ω×R+2V，
当电阻R=10Ω时，电压：U=0.5V/Ω×R+2V=0.5V/Ω×10Ω+2V=7V.
12． 乙 甲图不能控制电阻不变（或乙图能控制电阻不变）
【详解】
根据控制变量法的思路，“探究电流与电压的关系”实验中，需要控制不变的物理量是电阻，变化的物理量是电压；
甲图用灯泡做实验的，由于灯丝的电阻受温度的影响，即灯泡的电阻是变化的，不能控制电阻不变，所以不符合控制变量法的思想，图甲的方案不可行；
而乙图是用定值电阻做实验，电阻不变，所以图乙的方案可行．
答案：(1). 乙 (2). 甲图不能控制电阻不变（或乙图能控制电阻不变）
13．可方便改变定值电阻的电压，从而进行多次实验数据的测量
【详解】
由图示知，甲实验只测出一组对应的电流与电压值，通过一组数据得出的实验结论说服力不强，而乙实验中可通过调节变阻器的滑片的位置，从而改变定值电阻两端的电压，可测量多组实验数据，可得出具有普遍性的实验结论。
14． 电压 托里拆利 小
【详解】
[1]欧姆首先揭示了同一导体中，即电阻一定时，通过导体的电流和电压的关系。
[2]托里拆利实验利用水银测定了大气压的值，水银密度大，很小的高度就会产生较大的压强，操作更方便。
[3]大气压随高度的变化而变化，海拔高度越高，空气越稀薄，大气压强越小。
15．反比
略
16． b或c 见解析
【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。
17． C 乙 乙的测量数据更多，分布更均匀
【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。
18． 2.4 A 10 0.16 低 电流与电阻成反比
【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。
19． 变大 见解析 C 见解析
【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。
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