[第十七章 第1节 电流与电压和电阻的关系]
一、选择题
1.在“探究电流与电阻关系”的实验中,除了需要电源、开关、导线外,还应有下列哪组( )
A.电流表、电压表、滑动变阻器、一个定值电阻
B.电流表、滑动变阻器、几个定值电阻
C.电流表、电压表、滑动变阻器、几个定值电阻
D.电流表、电压表、几个定值电阻
2.[2019·宜昌] 用如图图示电路研究电流跟电压的关系。为了改变定值电阻R两端的电压,设计了三种方案。甲:多节干电池串联接入MN;乙:电池与滑动变阻器串联接入MN;丙:电池先后与不同的定值电阻R'串联接入MN。可行的方案是 ( )
A.仅有甲 B.仅有乙 C.仅有甲、乙两种 D.甲、乙、丙都可行
3.[2020·甘孜州] 小刚用如图图示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。实验过程中,当A、B两点间的电阻由5 Ω更换为10 Ω后,为了完成探究,他应该采取的措施是 ( )
A.将变阻器滑片适当向右移动
B.保持变阻器滑片不动
C.将变阻器滑片适当向左移动
D.适当增加电池的节数
4.[2019·盘锦改编] 在“探究电流与电阻关系”的实验中,某同学根据实验数据作出如图图示的图象,下列说法中正确的是 ( )
A.导体中的电流与导体的电阻成正比
B.实验时应控制定值电阻两端的电压不变
C.导体的电阻与导体中的电流成反比
D.多次实验是为了求平均值,以减小实验误差
5.在电学的学习中,很多实验都用到滑动变阻器,某同学利用如图图示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”,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.实验开始前,选取合适的实验仪器,不需要考虑滑动变阻器的规格
B.实验开始时,滑动变阻器的滑片处于阻值最大端,作用是使电路中的电流最小,可以保护用电器
C.在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时,可调节滑片,使电压表的示数发生变化
D.在探究通过导体的电流与导体电阻的关系时,滑动变阻器的作用是保持接入的定值电阻两端的电压不变
6.如图图示是王洪同学连接的“探究电流跟电压关系”实验的电路图,各器件和连接情况都良好。闭合开关S后,可能出现的现象是 ( )
A.两电表的示数均为零
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,两电表都损坏
D.电流表有示数,电压表无示数
二、填空题
7.某同学在研究导体中的电流与电压、电阻的关系时,设计了下面的数据记录表,但在两表中漏填了一些数据,请你回答下列问题。
(1)请将漏填的数据补充完整。
表一
电压/V 电阻/Ω 电流/A
4 5
10 0.4
20 0.2
表二
电阻/Ω 电压/V 电流/A
5 2 0.4
4 0.8
1.2
(2)从表一的数据可以看出探究的是电流与 的关系;从表二的数据可以看出探究的是电流与 的关系。
8.某同学用如图图示电路来研究通过导体的电流和导体电阻的关系,其中R为定值电阻,他第一次实验用电阻R1,闭合开关后,记下电流表的示数为I1,他第二次实验用电阻R2(R2=2R1),闭合开关后,记下电流表的示数为I2,结果发现I1>I2,但I1≠2I2。他认为电流和电阻不成反比,他的结论是 (选填“正确”或“错误”)的,其原因是
。
三、实验探究题
9.[2020·黄冈] 在“探究电流与电压关系”的实验中,已有器材:干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线和阻值不同的定值电阻若干个。
(1)请你用笔画线代替导线,将的电路连接完整。要求滑片向右滑动时,变阻器连入电路的电阻变大。
(2)实验时,闭合开关,将滑片移动到某位置,记下电压表和电流表的示数,接下来的操作是 。
A.断开开关,结束实验,整理好器材
B.将滑片移动到另外几个位置,分别记下电压表和电流表的示数
C.换用另一个定值电阻,将滑片移动到某位置,记下电压表和电流表的示数
(3)小明记录的实验数据如图图下表。分析可知,通过定值电阻的电流与其两端的电压 。
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8
电流I/A 0.08 0.15 0.23 0.30 0.38 0.45
(4)有同学建议小明再用其他规格的定值电阻重复以上实验。请对此建议的科学性进行评估: 。
10.[2020·黔西南州] 小明用如图图所示的实验电路探究“电流与电阻的关系”。
(1)在下面的虚线框内画出此实验电路图。
(2)连接电路时,开关应处于 状态,连接好电路后,闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P发现:电压表始终无示数,电流表有示数。其原因可能是 (填序号)。
A.滑动变阻器断路
B.电阻R短路
C.电阻R断路
(4)排除故障后,用5 Ω的电阻替换R接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表示数为1.5 V时,电流表指针位置如图图图乙所示,将电流表示数填入表中。
R/Ω I/A
5
10 0.15
15 0.1
(5)将5 Ω的电阻换成10 Ω的电阻后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P到合适位置时,记录电流表示数。此操作中调节滑动变阻器的目的是 。
(6)再将电阻换成15 Ω的,重复上述操作。
(7)进行多次实验,其目的是得到 。
(8)分析表格中的数据可得出结论: 一定时, 。
答案
1.C 探究电流与电阻的关系时需改变电阻,所以需几个阻值不同的定值电阻,并要保持电阻两端的电压不变,所以还需滑动变阻器和电压表,要测量电流还需用到电流表。
2.D 研究电流跟电压的关系时,由控制变量法可知,需要控制电阻的阻值不变,改变电阻两端的电压,则①甲:多节干电池串联接入MN时,改变干电池串联的节数可使电源电压发生变化,R两端的电压发生变化,故方法可行;②乙:电池与滑动变阻器串联接入MN时,当移动滑动变阻器滑片时,可以改变接入电路中的电阻,从而改变电路中的电流和R两端的电压,故方法可行;③丙:电池先后与不同定值电阻R'串联接入MN,定值电阻R'的阻值不同,电路中的电流不同,定值电阻R两端的电压不同,故方法可行;综上所述,甲、乙、丙三种方案均可行。
3.A
4.B 由图可知,导体两端的电压不变时,导体中的电流与导体的电阻成反比,故A、C错误,B正确;多次实验是为了得出普遍性的规律,故D错误。
5.A 实验开始前,要选取合适的实验仪器,需要考虑滑动变阻器的规格,故A错误;
为保护电路,实验开始时,滑动变阻器的滑片应处于阻值最大端,作用是使电路中的电流最小,以保护用电器,故B正确;
在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时,通过调节滑片,使电压表的示数发生变化,多次测量,得出具有普遍性的结论,故C正确;
在探究通过导体的电流与导体电阻的关系时,根据控制变量法,要控制导体两端电压不变,滑动变阻器的作用是通过移动滑片,保持接入的定值电阻两端的电压不变,故D正确。
6.B 电流表的内阻很小,相当于导线,电流表与电阻R并联后,使电阻R短路,开关闭合后,等效电路如图图图所示。电压表的内阻很大,相当于断路,因此电流表示数为零,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,其示数约等于电源电压。
7.(1)0.8 6 (2)电阻 电压
从表一的数据可以看出电压不变,当导体的电阻发生改变时,电流也随之改变,且与电阻成反比关系,故当电阻为5 Ω时,通过电阻的电流为0.8 A;从表二的数据可以看出电阻不变,当加在导体两端的电压发生改变时,电流也随之改变,且与电压成正比关系,故当通过导体的电流为1.2 A时,加在导体两端的电压为6 V。
8.错误 没有保持定值电阻两端的电压一定
该同学研究电流与电阻的关系,在更换定值电阻后,第一步操作应为控制电压不变,即调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数与没有更换定值电阻时相等,而该同学没有进行这一步操作,便直接读取电流表示数,这样做没有控制变量,数据是不能说明规律的。
9.(1)如图图图所示
(2)B (3)成正比
(4)更科学,通过多组实验,得出普遍性的结论,避免了实验的偶然性
(2)探究电流与电压关系的实验中,要控制电阻不变,记下电流随电压的变化关系,为得出普遍性的结论,要多次测量。故实验时,闭合开关,将滑片移动到某位置,记下电压表和电流表的示数,然后将滑片移动到另外几个位置,分别记下电压表和电流表的示数。
(3)根据小明记录的实验数据,考查到误差因素,电压增大为原来的几倍,通过的电流也增大为原来的几倍,即通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比。
10.(1)如图图图所示
(2)断开 B (3)B (4)0.3
(5)控制电阻两端的电压不变
(7)普遍性的规律
(8)电压 电流与电阻成反比