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“探究电流与电阻的关系”实验中，小红根据正确的测量数据绘制出电流与电阻（I—R）的图像，如下图所示，其中正确的是（　　）
A． B． C． D．
2．物理实验中常常需要进行多次测量，目的是避免偶然性或减小误差，下面实验中，进行多次测量是为了减小误差的是（　　）
A．探究动能大小与哪些因素有关 B．测量定值电阻的阻值
C．探究影响导体电阻大小的因素 D．探究通过导体的电流与两端电压的关系
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．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（AB间接5Ω电阻时变阻器滑片位置如图所示），为了探究上述问题，他接下来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．适当增加电池的节数再调节滑片位置
D．将变阻器滑片适当向右移动
5．最先通过实验研究，并正确归纳得出了电流与电压和电阻的关系的科学家是（　　）
A．牛顿 B．欧姆 C．伏特 D．爱因斯坦
6．如图所示电路，电源电压保持不变，R为定值电阻。闭合开关S、S1，灯泡L正常发光。断开开关S1，关于电压表和电流表示数的变化情况，下列说法正确的是（　　）
A．电压表、电流表示数均变大 B．电压表、电流表示数均变小
C．电压表示数变小、电流表示数变大 D．电压表示数变大、电流表示数变小
7．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．
8．在“探究电流与电压的关系”的实验中，小军分别画出了电阻R1和R2的I-U图像如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．当R1与R2两端的电压为0时，它们的电阻也为0
B．用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论不一样
C．在电阻一定时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比
D．R1与R2的阻值之比为1:2
9．一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
10．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
二、填空题
11．在导体的电阻一定时，导体中的电流，跟这段导体两端的电压成________。
12．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”）
13．小科利用器材探究通过M、N之间导体的电流与电压的关系，部分电路如图所示。
（1）图中M、N之间应连入______（填“定值电阻”或“小灯泡”）；
（2）图中M、N之间若接入定值电阻，闭合开关，当滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器两端的电压______（填变化情况）。
14．如图，更换电阻 R，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数保持不变，则实验探究的是电流与_____的关系．
15．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______________________。
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．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）。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
在“探究电流与电阻的关系”实验中，应保持电压不变，改变电阻。根据实验结论可知，当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
故选D。
2．B
【详解】
A．探究动能大小与哪些因素有关，多次测量是为了寻找普遍规律，故A不符合题意；
B．测量定值电阻的阻值，多次测量求平均值，是为了减小实验误差，故B符合题意；
C．探究影响导体电阻大小的因素，换用不同的材料、长度、横截面积，是为了寻找普遍规律，故C不符合题意；
D．探究通过导体的电流与两端电压的关系，多次改变导体两端的电压，测电流，为了寻找普遍规律，故D不符合题意。
故选B。
3．B
【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
【详解】
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，使电压表的示数不变。故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
5．B
【详解】
A．牛顿以力学牛顿三大定律著称，故A错误；
B．德国物理学家欧姆最先通过实验归纳得出电流与电压和电阻的关系，即欧姆定律，故B正确；
C．伏特发明了伏特电池，他的名字被命名为电压的单位，故C错误；
D．爱因斯坦对物理学贡献很大，其中相对论被大家了解较多，故D错误。
故选B。
6．B
【详解】
ABCD．由电路图可知，灯泡L与电阻R并联，开关S控制总电路，开关S1控制电压表和电阻R，电流表测总电流，电压表测电阻R的电压，当开关S1断开电阻R和电压表这一支路断开，电压表示数为0，电路总电阻减小，由公式
可知，电路中的电流变小。
故选B。
7．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．
8．D
【详解】
A．电阻是导体的属性，与他两端是否加电压无关，当R1与R2两端的电压为0时，仍有电阻，故A错误；
B．导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比，用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论应该是一样的，故B错误；
C．在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比，是导体两端的电压大小决定了通过导体的电流大小，电压是由电源提供的，不由电流大小决定，故C错误；
D．R1与R2的阻值之比为
故D正确。
故选D。
9．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。
10．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。
11．正比
略
12． 电压表 变大
【详解】
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．
13． 定值电阻 减小
【详解】
（1）[1] 利用器材探究通过M、N之间导体的电流与电压的关系，需要保持电阻一定，应选定值电阻；小灯泡的电阻会随灯丝温度的变化而变化。
（2）[2]图中M、N之间若接入定值电阻，闭合开关，当滑动变阻器滑片向左移动时，接入电路的电阻减小，电路中的电流增大，定值电阻两端的电压增大，根据串联电路的电压规律，滑动变阻器两端的电压减小。
14．电阻
【详解】
在电压一定时，可通过改变电阻的大小来探究电流与电阻的关系；更换电阻R，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数保持不变，探究电流与电阻的关系．
15． 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，
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． 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。
答案第1页，共2页
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