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．如图所示是小远同学连接的“探究电流跟电压关系”实验的电路图，各器件和连接都良好。闭合开关S后，可能出现的现象是（ ）
A．两电表的示数都为零
B．电流表的示数为零，电压表的示数不为零
C．两电表的指针迅速发生最大偏转
D．电流表有示数，电压表无示数
2．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
3．在探究“电流与电压、电流与电阻的关系”的两个实验中，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．两个实验中，滑动变阻器都可以起到保护电路的作用
B．在探究电流与电压的关系时，滑动变阻器的主要作用是改变电阻两端的电压
C．在探究电流与电阻的关系时，滑动变阻器的主要作用是控制电阻两端的电压不变
D．在探究电流与电阻的关系时，要控制电阻不变
4．如图所示，在探究“电流与电阻关系”时，电源电压3V恒定不变。实验准备了阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的电阻，当将5Ω的电阻接入R所在位置时，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2V，再分别用10Ω、20Ω的电阻替换5Ω的电阻进行实验，下列说法正确的是（　　）
A．用10Ω电阻替换，滑片P应向右端移动，电流表示数变大
B．用10Ω 电阻替换，滑片P应向左端移动，电流表示数变小
C．用20Ω电阻替换，滑片P应向左端移动，电流表示数变大
D．用20Ω电阻替换，滑片P应向右端移动，电流表示数变小
5．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图象，下列结论与图象相符的是（　　）
A．电阻一定时，电流随电压的增大而增大
B．电阻一定时，电压随电流的增大而增大
C．电压一定时，电流随电阻的增大而减小
D．电压一定时，电阻随电流的增大而减小
6．根据如表一组实验数据，可以得到的结论是（　　）
导体两端的电压 导体的电阻 通过导体的电流
2V 5Ω 0.4A
2V 10Ω 0.2A
2V 20Ω 0.1A
A．导体电阻一定时，电压跟电流成正比
B．导体电阻一定时，电流跟电压成正比
C．电压一定时，电阻跟电流成反比
D．电压一定时，电流跟电阻成反比
7．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像。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0.5V不变
C．将Rx从5Ω换成10Ω后，应将滑片P向左移
D．将Rx从5Ω换成10Ω后，应将滑片P向右移
8．在如图所示的简化电路中，电压U不变，当开关S闭合后，下列说法正确的是（　　）
A．电流表的示数增大 B．电流表的示数不变
C．电压表的示数增大 D．电压表的示数减小
9．在探究“电流与电阻关系”的实验中，器材有：两节新干电池、滑动变阻器（0～20Ω）、电阻箱（0～9999Ω）、电压表（0～3V）、电流表（0～0.6A）、开关各一个，导线若干，依据如图所示的电路，保持R两端电压为2V不变，记录了六组数据并绘制图像．下列图像合理的是（　　）
A． B． C． D．
10．在探究“电流与电阻关系”的实验中，实验室提供了如下器材：电源（电源电压3V保持不变）、滑动变阻器R0（0～20Ω）、电阻箱（0～9999Ω）、电压表（0～3V）、电流表（0～0.6A）、开关各一个、导线若干．依据如图所示的电路，各小组同学保持电阻R两端的电压U=2V不变，记录了六组数据，并绘制成图象．请你根据所学的知识和给定的器材，选择出比较合理的图象
A．
B．
C．
D．
二、填空题
11．在利用下图探究“电流与电压关系”的实验中，在闭合开关前，要将滑动变阻器调到最大阻值，这个操作的目的是保护电路。在实验过程中，滑动变阻器的作用是___________；在利用该图探究“电流和电阻的关系”实验时，滑动变阻器的作用是______________________。
12．在“探究物质质量与体积的关系”和“探究导体中电流与电压的关系”两个实验中，多次测量的目的是______（选填“相同”或“不同”）的。“探究物质质量与体积的关系”实验中，通过改变______实现多次测量，为了得到普遍规律，我们还应改变______。在“探究导体中电流与电压关系”实验中，通过实验得到的结论是：______。
13．如图甲所示电流表A1的示数为0.5A，电流表A2的示数如图乙所示为_______，则通过灯泡Ll的电流为_________．
14．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．
15．小宇探究电流与电阻关系时，设计了如图甲所示电路图，图乙是根据测量数据绘制的图像。由测量数据可知：当他把10Ω定值电阻换成15Ω时，滑动变阻器的滑片P应向___________（选填“左”或“右”）移动，使电压表示数保持不变。
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．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
18．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：______。
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，_____。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
电流表的内阻很小，相当于导线，电流表与电阻R并联后，将电阻R短路，开关闭合后，等效电路如下图
如等效电路图，电压表、电流表和滑动变阻器串联接入电路，电压表内阻很大，相当于断路，因此电流表示数为0，不会损坏电流表；电压表通过电流表、滑动变阻器与电源的两极相连，此时电压表测量的是电源两端的电压，其示数等于电源电压，故ACD不符合题意；故B符合题意。
故选B。
2．C
【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。
3．D
【详解】
A．电路连接中，为了防止电流过大，损坏元件，都应接入滑动变阻器，对电路有保护作用。故A正确，A不符合题意；
B．在探究电流与电压的关系时，要保持电阻一定，根据串联电路分压的特点，改变滑动变阻器接入的阻值来改变定值电阻两端电压，故B正确，B不符合题意；
C．在探究电流与电阻的关系时，改变电阻的阻值，同时保持电阻两端电压一定，可以根据更换定值电阻的阻值变化，调节滑片使定值电阻两端电压保持不变，故C正确，C不符合题意；
D．根据控制变量法的思想，探究电流与电阻的关系，应改变电阻，保持电阻两端的电压一定，故D错误，D符合题意。
故选D。
4．D
【详解】
用10Ω电阻或20Ω电阻替换5Ω的电阻进行实验，电阻阻值变大，根据串联电路分压原理，定值电阻两端电压将会变大，要探究电流和电阻的关系，应保持定值电阻两端电压不变，此时应该将滑动变阻器滑片向右移动，增大滑动变阻器接入电路中的阻值，使定值电阻两端电压减少到原来的值，此时电路总电阻变大，电流表示数将变小。
故选D。
5．A
【详解】
图象的横坐标表示电压，纵坐标表示电流，是个正比例函数图象，可得结论：当电阻一定时，电流随着电压的增大而增大（电流与电压成正比），故BCD错误，A正确。
故选A。
6．D
【详解】
由表中的数据分析知，导体两端的电压为2V（即电压一定），而导体中的电流随电阻的增大而减小，即电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比。
故选D。
7．D
【详解】
A．根据图乙可知，该同学研究的是电流和电阻的关系，A错误；
B．由图乙知，电阻两端的电压始终保持
UV=IR=0.1A×25Ω=……=0.5A×5Ω=2.5V
故B错误；
CD．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，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2.5V，故C错误，D正确。
故选D。
8．A
【详解】
在如图电路中，当开关S闭合前只有电阻接入电路，电压表示数为电源电压U，电流表示数为；当开关S闭合后电阻和并联，电压表示数仍然为电源电压U，电流表测量干路电流，根据并联电路中干路电流为各支路电流之和，则电流表示数为
因此电压表示数不变，电流表示数增大。
故选A。
9．A
【详解】
BD．由题意可知，在电压不变时，电流与电阻成反比，电流与电阻之积为2V，电流随电阻变化关系为反比例函数，一节新干电池的电压是1.5V，两节新干电池组成的电源电压是3V，根据串联电路电压的特点，变阻器分得的电压为
U0=U-U1=3V-2V=1V
电流表的量程是0～0.6A，电路中的最大电流不能超过0.6A，故BD不符合题意；
AC．定值电阻的电压为变阻器分得的电压为
根据串联分压原理得到
带入数据
定值电阻的最大值为R最大=40Ω，故A符合题意，C不符合题意。
故选A。
10．A
【详解】
在探究“电流与电阻关系”的实验中，依据如图所示的电路，各小组同学保持电阻两端的电压不变，为：
U，
根据串联电路分压的特点，滑动变阻器两端的电压保持不变，为：
，
由于串联电路的电流相等，即定值电阻中通过的电流与滑动变阻器中通过的电流相等，则
，
即
；
AD．当滑动变阻器取最大阻值时，即时，
，
所以定值电阻最大值只能取40．由欧姆定律可知，当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比，故D错误，A正确．
BC．当时，，滑动变阻器（0~20）满足不了要求，故BC错误；
故选A．
11． 保护电路，改变电阻R的电压和电流，进行多组实验 保护电路，控制定值电阻两端的电压不变
【详解】
[1][2]实验中电阻与滑动变组器串联，不管是探究“电流与电压关系”，还是探究“电流与电阻关系”，都起到保护电路的作用。在探究“电流与电压关系”实验中，要保持定值电阻阻值不变，通过移动滑动变组器的滑片改变滑动变组器接入的电阻来改变定值电阻的电压和电流，进行多组实验，得到“电流与电压关系”的普遍规律。在探究“电流与电阻关系”实验中，要保持定值电阻的电压不变，然后换用不同阻值的定值电阻，进行多组实验，得到“电流与电阻关系”的普遍规律。所以需要通过移动滑动变组器的滑片改变滑动变组器接入的电阻来控制定值电阻的电压不变，
12． 相同 物体体积 物质种类 导体电阻一定时，通过它的电流和它两端的电压成正比
【详解】
[1]“探究物质质量与体积的关系”和“探究导体中电流与电压的关系”两个实验中，多次测量的目的是相同的，都是为了得到普遍规律。
[2][3]“探究物质质量与体积的关系”实验中，通过改变物体体积实现多次测量；为了得到普遍规律，我们还应改变物质种类。
[4]在“探究导体中电流与电压关系”实验中，通过实验得到的结论是：导体电阻一定时，通过它的电流和它两端的电压成正比。
13． 0.36 0.14
从电路中可以看出，两灯泡并联，电流表A1测量干路的电流I=0.5A，电流表A2测量通过支路L2的电流I2．根据图示情况可以判断电流表A2的量程是0～0.6A。通过观察指针所指位置可知， A2的示数为0.36A。
则L1的电流是I1=0.5A-0.36A=0.14A。
【详解】
[1]由图可知：灯L1与灯L2并联，电流表A1测量干路的电流I=0.5A，电流表A2测量通过支路L2的电流I2，根据并联电路电流规律可知：
干路电流大于支路电流．由图可知电流表A2的量程为0-0.6A，0.6A量程的分度值是0.02A，所以A2的读数是0.36A；
[2]根据并联电路电流规律：I=I1+I2，得出灯L1的电流：
I1=I-I2=0.5A-0.36A=0.14A。
14． 10 0.6 2.7
【详解】
试题分析：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
；
考点：本题考查欧姆定律的应用、电阻的串联、电阻的并联
点评：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．
15．右
【详解】
根据图像可知，定值电阻的阻值与电流的积是一个定值，即电压不变。当他把10Ω定值电阻换成15Ω时，根据串联电路分压的规律，定值两端电压会变大，为保持定值两端电压不变，则滑动变阻器要多分电压，所以滑动变阻器接入的阻值要变大，如图，滑动变阻器的滑片应向右移动，使电压表示数保持不变。
16． 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。
17． 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。
18． 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。
19． 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。
答案第1页，共2页
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