2022-2023学年度鲁科版九年级物理上册 第13章探究电流与电压、电阻的关系 同步练习
一、单选题
1.(2021九上·吉林月考)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.
【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】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。
故答案为:D。
【分析】当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,图像是反比例图像。
2.(2021·濠江模拟)如图所示为“探究电流与电压关系”电路图,电源电压不变,闭合开关S后,将滑动变阻器从b端移至a端,则电流表和电压表示数关系图正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】图中R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器从b端移至a端,R2阻值减小,则R2分压减小, R1电压增大,通过R1的电流增大。因电阻一定时,电流与电压成正比,则电流表和电压表示数关系为正比例关系,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】在电阻一定时,电流与电压成正比,是正比例图像。
3.(2020九上·陇县期末)小明同学在探究电阻中的电流与电压关系的实验中,要改变电阻两端的电压,下列办法不可行的是( )
A.改变干电池的个数 B.改变电阻的阻值
C.改变电阻器的滑片 D.调节学生电源的调压旋钮
【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】A. 改变干电池的个数,电源电压发生变化,从而电阻两端的电压也改变,A不符合题意;B. 在探究电阻上电流与电压的关系的实验中,应控制电阻不变,B符合题意;C. 改变电阻器的滑片,会使电路中的电流发生改变成,从而改变电压,C不符合题意;D. 调节学生电源的调压旋钮能使电源电压发生变化,从而电阻两端的电压也改变,D不符合题意.
故答案为:B.
【分析】探究电流和电压关系时,要保持电阻不变。
4.(2020九上·武侯期末)如图所示为探究“电流与电阻关系”的实验电路图,每次实验必须保持大小不变的是( )
A.电压表的示数 B.电流表的示数
C.定值电阻的阻值 D.滑动变阻器的阻值
【答案】A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】探究“电流与电阻关系”要控制电阻的电压不变,当换上不同的定值电阻后,电压表示数发生变化,通过移动变阻器的滑片控制电压表示数不变;由欧姆定律 可知,每次通过定值电阻的电流不同,即电流表的示数不同,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】要研究电流和电阻的关系,需要保证电阻的电压不变。
5.(2019九上·龙山期末)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一个图像,下列结论与图像相符的是( )
A.电阻一定时,电流随着电压的增大而增大
B.电阻一定时,电压随着电流的增大而增大
C.电压一定时,电流随着电阻的增大而减小
D.电压一定时,电阻随着电流的增大而减小
【答案】C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】由图象可知探究的问题是电压一定时电流和电阻的关系;并且该图象是一个反比例函数图象,即电流与电阻成反比。
故答案为:C。
【分析】分析图象的纵轴和横轴所表示的物理量可知研究的问题;由图象还可以得到是一个反比例函数图象。
6.(2022·江阴模拟)在探究“导体电流与电阻关系”时,选择了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个电阻进行实验,实验电路图如图所示。下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最左端
B.用10Ω电阻实验,读数时的滑片位置比5Ω电阻读数时更靠左
C.实验过程中移动滑片的作用是控制电阻两端的电压一定
D.实验获得多组数据是为了减小实验误差
【答案】C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】A.闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值处,由图可知该实验中P应置于右端,A不符合题意;
B.用10Ω电阻实验时,由于电阻大,所以电阻两端分得的电压大,应增大滑动变阻器两端的电压,使电阻两端的电压不变,用5Ω电阻实验时,电阻小,分得的电压小,所以滑动变阻器的阻值与接10Ω时相比更小一些,靠左,B不符合题意;
C.在探究“导体电流与电阻关系”时,更换定值电阻时,要用滑动变阻器来保持电阻两端电压不变,C符合题意;
D.探究电流跟电阻的关系时,要控制电压不变,多次改变定值电阻的阻值,记录电流值,判断电流跟电阻的关系,多次实验是为了得出普遍规律,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】为保护电路,闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值处。
在该实验中,滑动变阻器的作用是保护电路和控制定值电阻两端的电压不变。
串联电路中电阻起分担电压的作用,实验过程中电源电压不变,定值电阻两端的电压不变,则滑动变阻器两端的电压不变,则定值电阻和滑动变阻器接入电路的阻值之比不变。
探究电流跟电阻的关系时,要控制电压不变,多次改变定值电阻的阻值,记录电流值,判断电流跟电阻的关系。
7.(2021九上·新洲期中)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
【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】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。A正确,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,B正确,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,C正确,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,D错误,符合题意。
故答案为:D。
【分析】为保护电路,连接电路时,滑动变阻器的滑片处于阻值最大端;为避免实验的偶然性,得出具有普遍性的结论,使用滑动变阻器调节电压大小进行多次测量。
利用控制变量法分析,在探究通过导体的电流与导体的电阻关系时,要控制导体的电压不变;在探究通过导体的电流与导体的电阻关系时,要通过移动滑片使电压表示数不变。
8.(2021九上·龙泉驿期中)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
【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】A.根据图乙可知,该同学研究的是电流和电阻的关系,A不符合题意;
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
B不符合题意;
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,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据串联电路电流处处相等,电源电压等于各用电器两端电压特点,结合欧姆定律公式进行解答。
9.(2020九上·南昌月考)如图所示,是我们常见的图像,这种图像如果在纵横坐标上适当的物理量及单位,可以用来描述( )
A.通过导体的电流与其电阻的关系
B.通电导体的电压与其电阻的关系
C.通过导体的电压与其电流的关系
D.通过导体的电流与其电压的关系
【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】由图象知,坐标轴上的图线是一条倾斜的直线,即纵横坐标上的物理量成正比,那么纵横坐标上的物理量分别是I和U,对应的单位分别为A和V,则图像描述的是电阻一定时,通过导体的电流与导体的电压成正比,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】要研究电流和电压的关系,需要保证电阻的阻值不变,滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端的电压;得到的结论是电阻一定时,电流和电压成正比。
10.(2020九上·江西月考)关于电流、电压、电阻的关系,下列说法正确的是( )
A.在电压一定时,导体的电阻跟通过导体的电流成反比
B.在电流一定时,导体电阻跟导体两端电压成正比
C.在电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
D.导体两端的电压与通过导体的电流成正比、与导体的电阻成正比
【答案】C
【知识点】影响电阻大小的因素;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】A.在电压一定时,电流与电阻成反比,不是导体的电阻跟通过导体的电流成反比,A不符合题意;
B.导体电阻可由导体两端的电压值与流过导体的电流值的比值求得,但是电阻是导体本身的一种性质,与流过的电流和两端的电压无关,B不符合题意;
C.在电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比,C符合题意;
D.根据欧姆定律的内容可知:对于某一段导体来说电阻的阻值不变,即电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】在电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比;在电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比;电阻是导体本身的性质,与电流和电压无关。
11.(2020九上·太原月考)如图所示,保证 、 间的电阻 不变,通过移动滑动变阻器的滑片,分别使电压表的示数为 、 、 ,这是为了研究( )
A.通过电阻的电流与电阻的阻值的关系
B.通过电阻的电流与电阻两端的电压的关系
C.电阻的阻值与流过电阻的电流的关系
D.电阻两端的电压与电阻的阻值的关系
【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】题中保证 、 间的电阻 不变,改变 两端的电压,即研究通过电阻的电流与电阻两端的电压的关系,B符合题意.
故答案为:B
【分析】当电阻一定时,改变电阻的分压,可以探究电流和电压的关系。
12.(2020九上·兴化月考)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
【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】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符合题意;
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。
故答案为:D。
【分析】电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;探究电流和电阻关系时,要保存电阻两端的电压一定。
13.(2018九上·海陵期末)如图所示是探究电流与电阻关系的电路,电源电压恒为3 V.在AB间接入10Ω的定值电阻R,闭合开关移动滑片P,使电压表示数为2V,读出电流表示数.接着断开开关,取下10Ω的电阻,换上5Ω定值电阻后就闭合开关,此时电压表示数以及应进行的操作是( )
A.小于2V;应将滑片P向左移,使电压表示数仍为2V
B.小于2V;应将滑片P向右移,使电压表示数仍为2V
C.大于2V;应将滑片P向左移,使电压表示数仍为2V
D.大于2V;应将滑片P向右移,使电压表示数仍为2V
【答案】A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】在“探究电流与电阻的关系”时,应保持电阻两端电压一定。由题,在AB间接入10Ω的定值电阻R,闭合开关移动滑片P,使电压表示数为2V,若用5Ω定值电阻替换10Ω的电阻,根据串联分压原理,电压表示数变小,小于2V;为了保持定值电阻两端电压一定,应减小滑动变阻器两端所分得的电压,应将滑片P向左移,使电压表示数仍为2V。
故答案为:A。
【分析】探究“电压一定时,电流与电阻关系”的实验中,要控制电压表示数不变,根据分压原理可知电压表示数的变化,再由串联电路电压的规律确定滑片移动的方向.
14.(2020九上·二道区期末)小明用如图所示电路研究电流与电压的关系。为了改变定值电阻R两端的电压,下列方案可行的是( )
A.电池与滑动变阻器串联接入MN
B.电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN
C.用不同节数的干电池做电源先后串联接入MN
D.以上三种方案都可行
【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】电池与滑动变阻器串联接入MN与R构成串联电路,可以通过移动滑动变阻器滑片来改变定值电阻R两端的电压,A可行;
电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN与R构成串联电路,每一次定值电阻R两端的电压都不一样,B可行;
用不同节数的干电池做电源先后串联接入MN与R构成串联电路,每一次定值电阻R两端的电压都不一样,C可行;
以上三种方案都可行,
故答案为:D 。
【分析】改变电源电压可以改变定值电阻的分压,当电源电压不变时,改变其它电阻的分压,可以改变定值电阻的分压。
15.(人教版物理九年级上册17.1电流与电压和电阻的关系课后作业)下图是小强在做“探究串联电路中电流、电压特点”实验时连接的实物电路。当开关闭合时,发现灯L1不亮、灯L2亮,电流表和电压表均有读数。则出现此故障的原因可能是( )
A.L1短路 B.L2短路 C.L1开路 D.L2开路
【答案】A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】串联电路中一灯亮一灯不亮,则可能不亮的灯泡短路了,即L1 短路,电流表有示数,说明电路故障不可能是断路,电压表有示数,说明电压表所测部分没有短路,综合判断,所以是L1 短路,
故答案为:A。
【分析】电压表如果示数为零,那么被测部分短路,或被测部分外部断路,电压表如果示数为电源电压,那么被测部分断路,或被测部分外部短路;电流表如果为零,那么电路中有断路的地方;电流表如果示数突然变大,那么电路中有短路的地方,两灯均不亮,可能是某处断路;两灯一亮一灭,可能是某灯短路.
二、填空题
16.(2020九上·南通期末)在“探究电阻上的电流与电阻两端电压的关系”实验中,需要保持 不变,改变导体两端 的大小,根据导体中电流的大小,得出导体中的电流跟这段导体两端的电压的关系,这种研究物理问题的方法叫做 .
【答案】电阻;电压;控制变量法
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】根据控制变量的思想,在“探究电阻上的电流与电阻两端电压的关系”实验中,需要保持电阻不变,改变导体两端电压的大小;
根据导体中电流的大小,得出导体中的电流跟这段导体两端的电压的关系,这种研究物理问题的方法叫做控制变量法.
【分析】要研究电流和电阻的关系,需要保证电阻的电压不变;要研究电流和电压的关系,需要保证电阻的阻值不变;当有多个因素对某一个物理量有影响时,要研究每一个因素对该物理量的影响,需要用到控制变量法。
17.(2022·成都)图是小华探究电流与电阻关系的实验电路,AB间可以换接多个不同阻值的电阻。在每次换接电阻后,他应调节滑动变阻器滑片控制AB间 不变。换接电阻多次实验,是为了 。
【答案】电压;寻找普遍规律
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】探究电流与电阻关系的实验中,在更换电阻的过程中需控制电阻两端的电压保持不变,即控制AB间电压保持不变。
在AB间更换不同的电阻进行多次实验,得出多组数据,根据多组数据进行分析,得出电流与电阻关系,这样得出的结论具有普遍性。所以换接电阻多次实验,是为了寻找普遍规律。
【分析】在探究电流和电阻关系时,保持电压一定,多次实验可以探究规律的普遍性。
18.(2020九上·上海期末)在“探究导体中电流与电压关系”的实验中,小华将一段导体接在电路中,需要多次改变导体的 ,以得到通过它的电流与它两端电压的关系。实验中为了得到普遍的规律,他还应多次改变 (选填“电流”、“电压”或“导体”)进行实验。在图中能够反映电流与电压关系的图像是 (选填a或b),它说明通过导体的电流与导体两端电压的关系是: 。
【答案】电压;导体;a;同一导体,通过的电流与两端的电压成正比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】在“探究导体中电流与电压关系”的实验中,将一段导体接在电路中,应该控制导体不变,多次改变导体的两端电压,以得到通过它的电流与它两端电压的关系。
实验中为了得到普遍的规律,还应多次改变不同导体进行实验。
图中能够反映电流与电压关系的图像是a,它说明:同一导体,通过的电流与两端的电压成正比。
【分析】在“探究导体中电流与电压关系”的实验中,应该控制电阻不变,为得到普遍规律,还需进行多次测量,电阻一定时,电流与电压成正比。
19.(2020九上·滁州期末)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 。
【答案】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
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】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。
【分析】探究电流和电压关系时,利用滑动变阻器多次改变电压大小,探究电流和电压的规律。
20.(2020九上·灌云月考)利用如图甲所示电路,在研究通过导体的电流跟电阻的关系时,要保持导体两端电压不变.实验中,不断改变Rx的阻值,调节滑动变阻器使伏特表示数保持不变,得到了I与R的关系图象,如图乙所示.由图象可以得出的结论是 ;此次实验中,伏特表的示数始终保持 V不变.
【答案】电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;2.5
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】研究“通过导体的电流跟电阻的关系”时,在不断改变Rx的阻值的同时应调节滑动变阻器使电压表的示数不变;图象的横坐标表示通过导体的电流值,纵坐标表示通过导体的电阻值,由图象可知图线是反比例函数的图线,故可以得出的结论是:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;根据欧姆定律可得,电压表的示数U=IR=25Ω×0.1A=2.5V,并且实验中电压表的示数保持这个数值不变.
【分析】在电压一定时,通过导体的电流和导体的电阻成反比;利用电流和电阻的乘积计算电压大小。
三、实验探究题
21.(2022·肇东模拟)某同学用如图甲所示的电路研究通过导体的电流与电压和电阻的关系.他保持电源电压和电阻箱R1的阻值不变,移动滑动变阻器R 2的滑片P,测得的电流、电压如表1所示;然后他不再移动滑动变阻器R2的滑片P,仅改变电阻箱R1的阻值,测得相应的电流值,如表2所示.
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
(1)分析表1中的数据可得出的结论是: .
(2)表1中的第1次实验完成后要想得到第2次实验数据,应将图甲中的滑片向 (左/右)移动.
(3)实验过程中,若电阻箱断路,电压表 (有/无)示数.
(4)分析表2中的数据发现电流与电阻不成反比,原因可能是: .
(5)在探究电流与电阻关系时,用电阻箱代替定值电阻做实验的好处是: .
【答案】(1)当电阻一定时,电流与电压成正比
(2)左
(3)有
(4)没有控制电压
(5)不需要多次更换不同阻值的电阻
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1) 分析表1中的数据可知:电压与电流的比值是个定值,所以可以得出的结论:当电阻一定时,电流与电压成正比;
(2)第1次实验到第2次实验,电路中电流变大,由欧姆定律可知应该减小滑动变阻器的阻值,即向左滑动;
(3)实验过程中,若电阻箱断路,电压表串联在电路中,电压表有示数,接近电源电压;
(4)实验记录表格2中的数据时,他没有移动滑动变阻器R2的滑片P,没有控制电阻两端电压保持不变,所以电流与电阻不成反比;
(5)在探究电流与电阻关系时,用电阻箱代替定值电阻做实验的好处是不需要多次更换不同阻值的电阻,操作更方便。
【分析】(1)分析表1中的数据可总结出电流与电压成正比关系;
(2)由第一次实验到第二次试验,由欧姆定律可知应该减小滑动变阻器的阻值,从而确定滑片的移动方向;
(3)当电压表串联在电路中后,电压表有示数,接近电源电压;
(4)实验中没有移动滑动变阻器的滑片,电阻箱两端的电压是变化的;
(5)通过旋转旋钮可以改变电阻箱的阻值,不需要多次更换不同阻值的电阻,操作更方便。
22.(2022·菏泽)在物理实验课上,同学们要探究“电流与电压的关系”。实验室提供的器材有:
A.两节干电池,B.电压表(0~3V-15V),C.电流表,D.定值电阻,E.滑动变阻器,F.开关和导线若干。
(1)请用笔划线代替导线将图甲中的电路连接完整;
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电压表有示数,电流表示数为零,经检查两电表均完好,则电路中出现的故障是 ;
(3)正确进行实验,得到实验数据如下表:
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.2 1.5 1.8 2.0 2.4
电流I/A 0.24 0.30 ? 0.40 0.48
当电压表示数为1.8V时,电流表示数(如乙图所示)为 A,电路中定值电阻的阻值为 Ω;
(4)实验中获得了多组实验数据,这是通过 实现的;
(5)根据实验数据分析可得:电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成 。
【答案】(1)
(2)电阻断路,电压表串联了
(3)0.36;5
(4)调节滑动变阻器连入电路中的电阻
(5)正比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)电压表应该与电阻并联,电路连接完整如下
(2)连接好电路后,闭合开关,电压表有示数,电流表示数为零,两电表完好,则电路中出现的故障一定是电压表串联了,也就是说电阻断路了。
(3)根据电表的接线柱和表的分度值,可知此表的分度值为0.02A,由表中指针所指示的位置,可读出此时电流表的示数为0.36A。根据欧姆定律可得电阻的阻值为
(4)实验中获得了多组实验数据,是通过调节电路中的滑动变阻器,改变接入电路中的电阻阻值来实现的。
(5)根据实验数据分析可知:电阻一定时,导体两端的电压越大,通过导体中的电流越大,故电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
【分析】(1)探究电流和电压规律时,电压表和定值电阻并联;
(2)在串联电路中,电压表有示数,电流表无示数,电压表测量的位置断路;
(3)根据电流表的量程和指针位置,测量电流,利用电压和电流的比值,计算电阻;
(4)改变滑动变阻器的取值,可以实验多次实验,探究普遍性;
(5)电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。
23.(2022·济南)在探究“导体中的电流与导体电阻的关系”实验中,小刚已连接的部分实验电路如图所示。
(1)请你在答题卡上相应位置用笔画线代替导线帮小刚完成实验电路的连接;
(2)电路连接完成并检查无误后,小刚应先将滑动变阻器的滑片P滑到 (选填“A”或“B”)端,然后再闭合开关;
(3)闭合开关后,小刚发现电压表和电流表均没有示数。此时实验电路出现的故障可能是___________;
A.电流表处开路 B.定值电阻处开路
C.电压表处开路 D.滑动变阻器处开路
(4)排除故障后,小刚重新进行实验。闭合开关,调节滑动变阻器滑片P,让电压表的示数为2V,测得并记录下电流值,断开开关;用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻接入电路后,闭合开关,小刚接下来的操作是: ,测得并记录下电流值。
【答案】(1)
(2)B
(3)A;D
(4)调节滑动变阻器的滑片,让电压表的示数为2V
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)由题意可知,电流表的负接线柱与开关的左侧相连,滑动变阻器的右侧上端接线柱与电源的正极相连,如下图:
(2)为保护电路,在闭合开关S前,应使滑动变阻器的滑片P置于阻值最大处的B端。
(3)A.如图可知,若电流表开路,整个电路断路,电流表和电压表无示数,A符合题意;
B.如图可知,若定值电阻开路,电流表物示数,此时电压表相当于测电源电压,即电压表有示数,B不符合题意;
C.如图所示,若电压表开路,电压表无示数,电流表与其他元件串联,则电流表有示数,C不符合题意;
D.如图所示,若滑动变阻器开路,整个电路断路,电压表和电流表都没有示数,D符合题意。
故答案为:AD。
(4)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,所以调节滑动变阻器的滑片,让电压表的示数为2V。
【分析】(1)电流表的负接线柱与开关的左侧相连,滑动变阻器的右侧上端接线柱与电源的正极相连;
(2)为保护电路,在闭合开关S前,应使滑动变阻器的滑片P置于阻值最大处;
(3)电压表和电流表均没有示数说明干路断路;
(4)探究电流与电阻的实验中应控制电压不变。
24.(2022·黔东南)小华用如甲所示装置探究电流与电压的关系,电源电压3V恒定不变,滑动变阻器规格为“30Ω 2A”。
(1)请用笔画线代替导线。在图甲中完成电路连接,要求滑片P向右滑动时,电流表的示数变小;
(2)连接好电路闭合开关后,移动滑片发现,电流表无示数,电压表有示数,则出现该故障的原因可能是 ;
(3)排除故障后,改变滑片位置,记录实验数据如下表,空白处的电流如图乙所示,请将数据填写到下面的表格中 ,根据表中数据可归纳得出结论: ;
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流I/A 0.10 0.20 0.40 0.50 0.60
(4)为了进一步探究电流与电阻的关系,又找来10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻继续实验。
①将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,闭合开关,缓慢移动滑片,直至电压表示数为1V接下来用10Ω的电阻替换原电阻,应将滑片向 (选填:“左”或“右)滑动,使电压表示数仍为1V,记录电流表示数。再将15Ω、20Ω的定值电阻分别接入电路,重复以上步骤;
②当将20Ω的电阻接入电路进行实验时,发现无论如何调节滑片都无法满足预设电压为1V的条件。为使该电阻也能完成实验,小华认为可以改变电压表的预设电压,该预设值应不低于 V;他们重新进行实验,根据记录的数据绘制图丙所示的图像,由此可得结论: ;同组的小明认为不改变电压表预设值也可解决上述问题,只需将上述准备的10Ω电阻 (填连接方式)在电路中就可以顺利完成实验。
【答案】(1)
(2)定值电阻断路
(3)0.30;电阻一定时,电流跟电压成正比
(4)右;1.2;在电压一定时,电流跟电阻成反比;串联
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)要求滑片P向右滑动时,电流表的示数变小,即滑动变阻器接入电路的阻值变大,所以,应把滑动变阻器的左下接线柱接入电路,电路连接如图:
(2)电流表无示数,说明可能断路了,电压表有示数,则电压表和电源形成的回路没有断路,所以是定值电阻发生了断路。
(3)电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,该示数为0.30A。
根据表中数据可知,电压与电流的比值不变,所以,可得结论:电阻一定时,电流跟电压成正比。
(4)①原来接入的电阻为5Ω,电压表示数为1V,即UR=1V,由串联分压可知
U滑=U总-UR=3V-1V=2V
由于串联电路中,各串联导体起分担电压的作用,电压之比等于电阻之比
所以接下来用10Ω的电阻替换原电阻,应将滑片向右滑动,使电压表示数仍为1V,记录电流表示数。
②当将20Ω的电阻接入电路进行实验时
滑动变阻器需要40Ω,才能控制定值电阻两端的电压为1V,此实验中滑动变阻器的规格是“30Ω2A”,所以不能完成实验。把滑动变阻器的最大阻值30Ω接入电路时,定值电阻两端的电压即为电压表的预设最小电压。把滑动变阻器的最大阻值30Ω接入电路时,电路中的电流最小为
电压表的预设最小电压为U最小=I最小R=0.06A×20Ω=1.2V
根据图像可知,电流跟电阻的乘积不变,得到的实验结论:在电压一定时,电流跟电阻成反比。
当将20Ω的电阻接入电路进行实验时
滑动变阻器的最大阻值是30Ω,可以把10Ω或15Ω的电阻串联接入电路,也是可以完成实验的。
【分析】(1)根据题干要求,应把滑动变阻器的左下接线柱串联接入电路;
(2) 电流表无示数,电压表有示数,则与电压表并联部分断路;
(3)根据电流表量程及分度值,看准对应刻度进行读数;电阻一定时,电流跟电压成正比;
(4)根据欧姆定律及串联电路特点,判断滑动变阻器的移动,电压电压的计算及连接方式的辨别;在电压一定时,电流跟电阻成反比。
1 / 12022-2023学年度鲁科版九年级物理上册 第13章探究电流与电压、电阻的关系 同步练习
一、单选题
1.(2021九上·吉林月考)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.(2021·濠江模拟)如图所示为“探究电流与电压关系”电路图,电源电压不变,闭合开关S后,将滑动变阻器从b端移至a端,则电流表和电压表示数关系图正确的是( )
A. B.
C. D.
3.(2020九上·陇县期末)小明同学在探究电阻中的电流与电压关系的实验中,要改变电阻两端的电压,下列办法不可行的是( )
A.改变干电池的个数 B.改变电阻的阻值
C.改变电阻器的滑片 D.调节学生电源的调压旋钮
4.(2020九上·武侯期末)如图所示为探究“电流与电阻关系”的实验电路图,每次实验必须保持大小不变的是( )
A.电压表的示数 B.电流表的示数
C.定值电阻的阻值 D.滑动变阻器的阻值
5.(2019九上·龙山期末)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一个图像,下列结论与图像相符的是( )
A.电阻一定时,电流随着电压的增大而增大
B.电阻一定时,电压随着电流的增大而增大
C.电压一定时,电流随着电阻的增大而减小
D.电压一定时,电阻随着电流的增大而减小
6.(2022·江阴模拟)在探究“导体电流与电阻关系”时,选择了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个电阻进行实验,实验电路图如图所示。下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最左端
B.用10Ω电阻实验,读数时的滑片位置比5Ω电阻读数时更靠左
C.实验过程中移动滑片的作用是控制电阻两端的电压一定
D.实验获得多组数据是为了减小实验误差
7.(2021九上·新洲期中)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
8.(2021九上·龙泉驿期中)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
9.(2020九上·南昌月考)如图所示,是我们常见的图像,这种图像如果在纵横坐标上适当的物理量及单位,可以用来描述( )
A.通过导体的电流与其电阻的关系
B.通电导体的电压与其电阻的关系
C.通过导体的电压与其电流的关系
D.通过导体的电流与其电压的关系
10.(2020九上·江西月考)关于电流、电压、电阻的关系,下列说法正确的是( )
A.在电压一定时,导体的电阻跟通过导体的电流成反比
B.在电流一定时,导体电阻跟导体两端电压成正比
C.在电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
D.导体两端的电压与通过导体的电流成正比、与导体的电阻成正比
11.(2020九上·太原月考)如图所示,保证 、 间的电阻 不变,通过移动滑动变阻器的滑片,分别使电压表的示数为 、 、 ,这是为了研究( )
A.通过电阻的电流与电阻的阻值的关系
B.通过电阻的电流与电阻两端的电压的关系
C.电阻的阻值与流过电阻的电流的关系
D.电阻两端的电压与电阻的阻值的关系
12.(2020九上·兴化月考)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
13.(2018九上·海陵期末)如图所示是探究电流与电阻关系的电路,电源电压恒为3 V.在AB间接入10Ω的定值电阻R,闭合开关移动滑片P,使电压表示数为2V,读出电流表示数.接着断开开关,取下10Ω的电阻,换上5Ω定值电阻后就闭合开关,此时电压表示数以及应进行的操作是( )
A.小于2V;应将滑片P向左移,使电压表示数仍为2V
B.小于2V;应将滑片P向右移,使电压表示数仍为2V
C.大于2V;应将滑片P向左移,使电压表示数仍为2V
D.大于2V;应将滑片P向右移,使电压表示数仍为2V
14.(2020九上·二道区期末)小明用如图所示电路研究电流与电压的关系。为了改变定值电阻R两端的电压,下列方案可行的是( )
A.电池与滑动变阻器串联接入MN
B.电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN
C.用不同节数的干电池做电源先后串联接入MN
D.以上三种方案都可行
15.(人教版物理九年级上册17.1电流与电压和电阻的关系课后作业)下图是小强在做“探究串联电路中电流、电压特点”实验时连接的实物电路。当开关闭合时,发现灯L1不亮、灯L2亮,电流表和电压表均有读数。则出现此故障的原因可能是( )
A.L1短路 B.L2短路 C.L1开路 D.L2开路
二、填空题
16.(2020九上·南通期末)在“探究电阻上的电流与电阻两端电压的关系”实验中,需要保持 不变,改变导体两端 的大小,根据导体中电流的大小,得出导体中的电流跟这段导体两端的电压的关系,这种研究物理问题的方法叫做 .
17.(2022·成都)图是小华探究电流与电阻关系的实验电路,AB间可以换接多个不同阻值的电阻。在每次换接电阻后,他应调节滑动变阻器滑片控制AB间 不变。换接电阻多次实验,是为了 。
18.(2020九上·上海期末)在“探究导体中电流与电压关系”的实验中,小华将一段导体接在电路中,需要多次改变导体的 ,以得到通过它的电流与它两端电压的关系。实验中为了得到普遍的规律,他还应多次改变 (选填“电流”、“电压”或“导体”)进行实验。在图中能够反映电流与电压关系的图像是 (选填a或b),它说明通过导体的电流与导体两端电压的关系是: 。
19.(2020九上·滁州期末)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 。
20.(2020九上·灌云月考)利用如图甲所示电路,在研究通过导体的电流跟电阻的关系时,要保持导体两端电压不变.实验中,不断改变Rx的阻值,调节滑动变阻器使伏特表示数保持不变,得到了I与R的关系图象,如图乙所示.由图象可以得出的结论是 ;此次实验中,伏特表的示数始终保持 V不变.
三、实验探究题
21.(2022·肇东模拟)某同学用如图甲所示的电路研究通过导体的电流与电压和电阻的关系.他保持电源电压和电阻箱R1的阻值不变,移动滑动变阻器R 2的滑片P,测得的电流、电压如表1所示;然后他不再移动滑动变阻器R2的滑片P,仅改变电阻箱R1的阻值,测得相应的电流值,如表2所示.
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
(1)分析表1中的数据可得出的结论是: .
(2)表1中的第1次实验完成后要想得到第2次实验数据,应将图甲中的滑片向 (左/右)移动.
(3)实验过程中,若电阻箱断路,电压表 (有/无)示数.
(4)分析表2中的数据发现电流与电阻不成反比,原因可能是: .
(5)在探究电流与电阻关系时,用电阻箱代替定值电阻做实验的好处是: .
22.(2022·菏泽)在物理实验课上,同学们要探究“电流与电压的关系”。实验室提供的器材有:
A.两节干电池,B.电压表(0~3V-15V),C.电流表,D.定值电阻,E.滑动变阻器,F.开关和导线若干。
(1)请用笔划线代替导线将图甲中的电路连接完整;
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电压表有示数,电流表示数为零,经检查两电表均完好,则电路中出现的故障是 ;
(3)正确进行实验,得到实验数据如下表:
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.2 1.5 1.8 2.0 2.4
电流I/A 0.24 0.30 ? 0.40 0.48
当电压表示数为1.8V时,电流表示数(如乙图所示)为 A,电路中定值电阻的阻值为 Ω;
(4)实验中获得了多组实验数据,这是通过 实现的;
(5)根据实验数据分析可得:电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成 。
23.(2022·济南)在探究“导体中的电流与导体电阻的关系”实验中,小刚已连接的部分实验电路如图所示。
(1)请你在答题卡上相应位置用笔画线代替导线帮小刚完成实验电路的连接;
(2)电路连接完成并检查无误后,小刚应先将滑动变阻器的滑片P滑到 (选填“A”或“B”)端,然后再闭合开关;
(3)闭合开关后,小刚发现电压表和电流表均没有示数。此时实验电路出现的故障可能是___________;
A.电流表处开路 B.定值电阻处开路
C.电压表处开路 D.滑动变阻器处开路
(4)排除故障后,小刚重新进行实验。闭合开关,调节滑动变阻器滑片P,让电压表的示数为2V,测得并记录下电流值,断开开关;用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻接入电路后,闭合开关,小刚接下来的操作是: ,测得并记录下电流值。
24.(2022·黔东南)小华用如甲所示装置探究电流与电压的关系,电源电压3V恒定不变,滑动变阻器规格为“30Ω 2A”。
(1)请用笔画线代替导线。在图甲中完成电路连接,要求滑片P向右滑动时,电流表的示数变小;
(2)连接好电路闭合开关后,移动滑片发现,电流表无示数,电压表有示数,则出现该故障的原因可能是 ;
(3)排除故障后,改变滑片位置,记录实验数据如下表,空白处的电流如图乙所示,请将数据填写到下面的表格中 ,根据表中数据可归纳得出结论: ;
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流I/A 0.10 0.20 0.40 0.50 0.60
(4)为了进一步探究电流与电阻的关系,又找来10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻继续实验。
①将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,闭合开关,缓慢移动滑片,直至电压表示数为1V接下来用10Ω的电阻替换原电阻,应将滑片向 (选填:“左”或“右)滑动,使电压表示数仍为1V,记录电流表示数。再将15Ω、20Ω的定值电阻分别接入电路,重复以上步骤;
②当将20Ω的电阻接入电路进行实验时,发现无论如何调节滑片都无法满足预设电压为1V的条件。为使该电阻也能完成实验,小华认为可以改变电压表的预设电压,该预设值应不低于 V;他们重新进行实验,根据记录的数据绘制图丙所示的图像,由此可得结论: ;同组的小明认为不改变电压表预设值也可解决上述问题,只需将上述准备的10Ω电阻 (填连接方式)在电路中就可以顺利完成实验。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】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。
故答案为:D。
【分析】当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,图像是反比例图像。
2.【答案】C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】图中R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器从b端移至a端,R2阻值减小,则R2分压减小, R1电压增大,通过R1的电流增大。因电阻一定时,电流与电压成正比,则电流表和电压表示数关系为正比例关系,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】在电阻一定时,电流与电压成正比,是正比例图像。
3.【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】A. 改变干电池的个数,电源电压发生变化,从而电阻两端的电压也改变,A不符合题意;B. 在探究电阻上电流与电压的关系的实验中,应控制电阻不变,B符合题意;C. 改变电阻器的滑片,会使电路中的电流发生改变成,从而改变电压,C不符合题意;D. 调节学生电源的调压旋钮能使电源电压发生变化,从而电阻两端的电压也改变,D不符合题意.
故答案为:B.
【分析】探究电流和电压关系时,要保持电阻不变。
4.【答案】A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】探究“电流与电阻关系”要控制电阻的电压不变,当换上不同的定值电阻后,电压表示数发生变化,通过移动变阻器的滑片控制电压表示数不变;由欧姆定律 可知,每次通过定值电阻的电流不同,即电流表的示数不同,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】要研究电流和电阻的关系,需要保证电阻的电压不变。
5.【答案】C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】由图象可知探究的问题是电压一定时电流和电阻的关系;并且该图象是一个反比例函数图象,即电流与电阻成反比。
故答案为:C。
【分析】分析图象的纵轴和横轴所表示的物理量可知研究的问题;由图象还可以得到是一个反比例函数图象。
6.【答案】C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】A.闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值处,由图可知该实验中P应置于右端,A不符合题意;
B.用10Ω电阻实验时,由于电阻大,所以电阻两端分得的电压大,应增大滑动变阻器两端的电压,使电阻两端的电压不变,用5Ω电阻实验时,电阻小,分得的电压小,所以滑动变阻器的阻值与接10Ω时相比更小一些,靠左,B不符合题意;
C.在探究“导体电流与电阻关系”时,更换定值电阻时,要用滑动变阻器来保持电阻两端电压不变,C符合题意;
D.探究电流跟电阻的关系时,要控制电压不变,多次改变定值电阻的阻值,记录电流值,判断电流跟电阻的关系,多次实验是为了得出普遍规律,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】为保护电路,闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值处。
在该实验中,滑动变阻器的作用是保护电路和控制定值电阻两端的电压不变。
串联电路中电阻起分担电压的作用,实验过程中电源电压不变,定值电阻两端的电压不变,则滑动变阻器两端的电压不变,则定值电阻和滑动变阻器接入电路的阻值之比不变。
探究电流跟电阻的关系时,要控制电压不变,多次改变定值电阻的阻值,记录电流值,判断电流跟电阻的关系。
7.【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】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。A正确,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,B正确,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,C正确,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,D错误,符合题意。
故答案为:D。
【分析】为保护电路,连接电路时,滑动变阻器的滑片处于阻值最大端;为避免实验的偶然性,得出具有普遍性的结论,使用滑动变阻器调节电压大小进行多次测量。
利用控制变量法分析,在探究通过导体的电流与导体的电阻关系时,要控制导体的电压不变;在探究通过导体的电流与导体的电阻关系时,要通过移动滑片使电压表示数不变。
8.【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】A.根据图乙可知,该同学研究的是电流和电阻的关系,A不符合题意;
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
B不符合题意;
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,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据串联电路电流处处相等,电源电压等于各用电器两端电压特点,结合欧姆定律公式进行解答。
9.【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】由图象知,坐标轴上的图线是一条倾斜的直线,即纵横坐标上的物理量成正比,那么纵横坐标上的物理量分别是I和U,对应的单位分别为A和V,则图像描述的是电阻一定时,通过导体的电流与导体的电压成正比,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】要研究电流和电压的关系,需要保证电阻的阻值不变,滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端的电压;得到的结论是电阻一定时,电流和电压成正比。
10.【答案】C
【知识点】影响电阻大小的因素;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】A.在电压一定时,电流与电阻成反比,不是导体的电阻跟通过导体的电流成反比,A不符合题意;
B.导体电阻可由导体两端的电压值与流过导体的电流值的比值求得,但是电阻是导体本身的一种性质,与流过的电流和两端的电压无关,B不符合题意;
C.在电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比,C符合题意;
D.根据欧姆定律的内容可知:对于某一段导体来说电阻的阻值不变,即电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】在电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比;在电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比;电阻是导体本身的性质,与电流和电压无关。
11.【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】题中保证 、 间的电阻 不变,改变 两端的电压,即研究通过电阻的电流与电阻两端的电压的关系,B符合题意.
故答案为:B
【分析】当电阻一定时,改变电阻的分压,可以探究电流和电压的关系。
12.【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】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符合题意;
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。
故答案为:D。
【分析】电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;探究电流和电阻关系时,要保存电阻两端的电压一定。
13.【答案】A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】在“探究电流与电阻的关系”时,应保持电阻两端电压一定。由题,在AB间接入10Ω的定值电阻R,闭合开关移动滑片P,使电压表示数为2V,若用5Ω定值电阻替换10Ω的电阻,根据串联分压原理,电压表示数变小,小于2V;为了保持定值电阻两端电压一定,应减小滑动变阻器两端所分得的电压,应将滑片P向左移,使电压表示数仍为2V。
故答案为:A。
【分析】探究“电压一定时,电流与电阻关系”的实验中,要控制电压表示数不变,根据分压原理可知电压表示数的变化,再由串联电路电压的规律确定滑片移动的方向.
14.【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】电池与滑动变阻器串联接入MN与R构成串联电路,可以通过移动滑动变阻器滑片来改变定值电阻R两端的电压,A可行;
电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN与R构成串联电路,每一次定值电阻R两端的电压都不一样,B可行;
用不同节数的干电池做电源先后串联接入MN与R构成串联电路,每一次定值电阻R两端的电压都不一样,C可行;
以上三种方案都可行,
故答案为:D 。
【分析】改变电源电压可以改变定值电阻的分压,当电源电压不变时,改变其它电阻的分压,可以改变定值电阻的分压。
15.【答案】A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】串联电路中一灯亮一灯不亮,则可能不亮的灯泡短路了,即L1 短路,电流表有示数,说明电路故障不可能是断路,电压表有示数,说明电压表所测部分没有短路,综合判断,所以是L1 短路,
故答案为:A。
【分析】电压表如果示数为零,那么被测部分短路,或被测部分外部断路,电压表如果示数为电源电压,那么被测部分断路,或被测部分外部短路;电流表如果为零,那么电路中有断路的地方;电流表如果示数突然变大,那么电路中有短路的地方,两灯均不亮,可能是某处断路;两灯一亮一灭,可能是某灯短路.
16.【答案】电阻;电压;控制变量法
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】根据控制变量的思想,在“探究电阻上的电流与电阻两端电压的关系”实验中,需要保持电阻不变,改变导体两端电压的大小;
根据导体中电流的大小,得出导体中的电流跟这段导体两端的电压的关系,这种研究物理问题的方法叫做控制变量法.
【分析】要研究电流和电阻的关系,需要保证电阻的电压不变;要研究电流和电压的关系,需要保证电阻的阻值不变;当有多个因素对某一个物理量有影响时,要研究每一个因素对该物理量的影响,需要用到控制变量法。
17.【答案】电压;寻找普遍规律
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】探究电流与电阻关系的实验中,在更换电阻的过程中需控制电阻两端的电压保持不变,即控制AB间电压保持不变。
在AB间更换不同的电阻进行多次实验,得出多组数据,根据多组数据进行分析,得出电流与电阻关系,这样得出的结论具有普遍性。所以换接电阻多次实验,是为了寻找普遍规律。
【分析】在探究电流和电阻关系时,保持电压一定,多次实验可以探究规律的普遍性。
18.【答案】电压;导体;a;同一导体,通过的电流与两端的电压成正比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】在“探究导体中电流与电压关系”的实验中,将一段导体接在电路中,应该控制导体不变,多次改变导体的两端电压,以得到通过它的电流与它两端电压的关系。
实验中为了得到普遍的规律,还应多次改变不同导体进行实验。
图中能够反映电流与电压关系的图像是a,它说明:同一导体,通过的电流与两端的电压成正比。
【分析】在“探究导体中电流与电压关系”的实验中,应该控制电阻不变,为得到普遍规律,还需进行多次测量,电阻一定时,电流与电压成正比。
19.【答案】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
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】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。
【分析】探究电流和电压关系时,利用滑动变阻器多次改变电压大小,探究电流和电压的规律。
20.【答案】电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;2.5
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】研究“通过导体的电流跟电阻的关系”时,在不断改变Rx的阻值的同时应调节滑动变阻器使电压表的示数不变;图象的横坐标表示通过导体的电流值,纵坐标表示通过导体的电阻值,由图象可知图线是反比例函数的图线,故可以得出的结论是:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;根据欧姆定律可得,电压表的示数U=IR=25Ω×0.1A=2.5V,并且实验中电压表的示数保持这个数值不变.
【分析】在电压一定时,通过导体的电流和导体的电阻成反比;利用电流和电阻的乘积计算电压大小。
21.【答案】(1)当电阻一定时,电流与电压成正比
(2)左
(3)有
(4)没有控制电压
(5)不需要多次更换不同阻值的电阻
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1) 分析表1中的数据可知:电压与电流的比值是个定值,所以可以得出的结论:当电阻一定时,电流与电压成正比;
(2)第1次实验到第2次实验,电路中电流变大,由欧姆定律可知应该减小滑动变阻器的阻值,即向左滑动;
(3)实验过程中,若电阻箱断路,电压表串联在电路中,电压表有示数,接近电源电压;
(4)实验记录表格2中的数据时,他没有移动滑动变阻器R2的滑片P,没有控制电阻两端电压保持不变,所以电流与电阻不成反比;
(5)在探究电流与电阻关系时,用电阻箱代替定值电阻做实验的好处是不需要多次更换不同阻值的电阻,操作更方便。
【分析】(1)分析表1中的数据可总结出电流与电压成正比关系;
(2)由第一次实验到第二次试验,由欧姆定律可知应该减小滑动变阻器的阻值,从而确定滑片的移动方向;
(3)当电压表串联在电路中后,电压表有示数,接近电源电压;
(4)实验中没有移动滑动变阻器的滑片,电阻箱两端的电压是变化的;
(5)通过旋转旋钮可以改变电阻箱的阻值,不需要多次更换不同阻值的电阻,操作更方便。
22.【答案】(1)
(2)电阻断路,电压表串联了
(3)0.36;5
(4)调节滑动变阻器连入电路中的电阻
(5)正比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)电压表应该与电阻并联,电路连接完整如下
(2)连接好电路后,闭合开关,电压表有示数,电流表示数为零,两电表完好,则电路中出现的故障一定是电压表串联了,也就是说电阻断路了。
(3)根据电表的接线柱和表的分度值,可知此表的分度值为0.02A,由表中指针所指示的位置,可读出此时电流表的示数为0.36A。根据欧姆定律可得电阻的阻值为
(4)实验中获得了多组实验数据,是通过调节电路中的滑动变阻器,改变接入电路中的电阻阻值来实现的。
(5)根据实验数据分析可知:电阻一定时,导体两端的电压越大,通过导体中的电流越大,故电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
【分析】(1)探究电流和电压规律时,电压表和定值电阻并联;
(2)在串联电路中,电压表有示数,电流表无示数,电压表测量的位置断路;
(3)根据电流表的量程和指针位置,测量电流,利用电压和电流的比值,计算电阻;
(4)改变滑动变阻器的取值,可以实验多次实验,探究普遍性;
(5)电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。
23.【答案】(1)
(2)B
(3)A;D
(4)调节滑动变阻器的滑片,让电压表的示数为2V
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)由题意可知,电流表的负接线柱与开关的左侧相连,滑动变阻器的右侧上端接线柱与电源的正极相连,如下图:
(2)为保护电路,在闭合开关S前,应使滑动变阻器的滑片P置于阻值最大处的B端。
(3)A.如图可知,若电流表开路,整个电路断路,电流表和电压表无示数,A符合题意;
B.如图可知,若定值电阻开路,电流表物示数,此时电压表相当于测电源电压,即电压表有示数,B不符合题意;
C.如图所示,若电压表开路,电压表无示数,电流表与其他元件串联,则电流表有示数,C不符合题意;
D.如图所示,若滑动变阻器开路,整个电路断路,电压表和电流表都没有示数,D符合题意。
故答案为:AD。
(4)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,所以调节滑动变阻器的滑片,让电压表的示数为2V。
【分析】(1)电流表的负接线柱与开关的左侧相连,滑动变阻器的右侧上端接线柱与电源的正极相连;
(2)为保护电路,在闭合开关S前,应使滑动变阻器的滑片P置于阻值最大处;
(3)电压表和电流表均没有示数说明干路断路;
(4)探究电流与电阻的实验中应控制电压不变。
24.【答案】(1)
(2)定值电阻断路
(3)0.30;电阻一定时,电流跟电压成正比
(4)右;1.2;在电压一定时,电流跟电阻成反比;串联
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)要求滑片P向右滑动时,电流表的示数变小,即滑动变阻器接入电路的阻值变大,所以,应把滑动变阻器的左下接线柱接入电路,电路连接如图:
(2)电流表无示数,说明可能断路了,电压表有示数,则电压表和电源形成的回路没有断路,所以是定值电阻发生了断路。
(3)电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,该示数为0.30A。
根据表中数据可知,电压与电流的比值不变,所以,可得结论:电阻一定时,电流跟电压成正比。
(4)①原来接入的电阻为5Ω,电压表示数为1V,即UR=1V,由串联分压可知
U滑=U总-UR=3V-1V=2V
由于串联电路中,各串联导体起分担电压的作用,电压之比等于电阻之比
所以接下来用10Ω的电阻替换原电阻,应将滑片向右滑动,使电压表示数仍为1V,记录电流表示数。
②当将20Ω的电阻接入电路进行实验时
滑动变阻器需要40Ω,才能控制定值电阻两端的电压为1V,此实验中滑动变阻器的规格是“30Ω2A”,所以不能完成实验。把滑动变阻器的最大阻值30Ω接入电路时,定值电阻两端的电压即为电压表的预设最小电压。把滑动变阻器的最大阻值30Ω接入电路时,电路中的电流最小为
电压表的预设最小电压为U最小=I最小R=0.06A×20Ω=1.2V
根据图像可知,电流跟电阻的乘积不变,得到的实验结论:在电压一定时,电流跟电阻成反比。
当将20Ω的电阻接入电路进行实验时
滑动变阻器的最大阻值是30Ω,可以把10Ω或15Ω的电阻串联接入电路,也是可以完成实验的。
【分析】(1)根据题干要求,应把滑动变阻器的左下接线柱串联接入电路;
(2) 电流表无示数,电压表有示数,则与电压表并联部分断路;
(3)根据电流表量程及分度值,看准对应刻度进行读数;电阻一定时,电流跟电压成正比;
(4)根据欧姆定律及串联电路特点,判断滑动变阻器的移动,电压电压的计算及连接方式的辨别;在电压一定时,电流跟电阻成反比。
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