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人教版物理九年级上第十七章第一节综合同步练习——探究电流与电压、电阻的关系实验(4)
一、实验探究题
1.(2021九上·崇左期末)小红用图甲电路探究通过导体的电流与电压的关系,定值电阻R =10 Ω。
(1)连接电路时,开关必须处于 状态;闭合开关前将滑动变阻器的滑片调至B端,目的是 ;
(2)闭合开关,移动滑片,电流表和电压表均无示数,则故障可能是滑动变阻器 (选填“短路”或“断路”);
(3)在探究电流与电压的关系时,保持 不变,改变定值电阻两端的电压,电压表和电流表的示数如表,分析表格数据,可得出的结论是 ;
次数 电压U/V 电流I/A
1 1 0.1
2 1.5 0.15
3 2 0.2
(4)小红想利用图甲的器材测量一个未知阻值的定值电阻Rx,但电压表坏了,她观察滑动变阻器铭牌后,认为用余下的器材也能完成测量,设计电路如图丙,主要操作步骤如下:
①连接电路,将滑片移到 端,电流表示数为I1;
②再将滑片移到B端,闭合开关,电流表示数为I2;
③若滑动变阻器最大阻值为R0,则待测电阻Rx= (用给出的字母表示)。
2.(2022九上·和平期末)如图甲所示是某实验小组探究电流、电阻和电压之间关系的实验图,请回答:
(1)在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑至 端(选填“A”或“B”);
(2)按电路图所连接的实物图中,闭合开关,会造成的结果是:____;
A.电压表和电流表都有示数 B.电流表会烧坏
C.电流表有示数,电压表无示数 D.电压表有示数,电流表无示数
(3)正确连接电路后,测出R1为5Ω、电压为2V时的电流,然后换用10Ω的电阻,若仍要保持R1两端电压为2V,则滑动变阻器滑片应当向 滑动(选填“左”或“右”),实验结束后,得到如图乙所示的图像,由图像可以得到的结论是
(4)用灯泡代替定值电阻接入电路,得到如图丙所示的电流和电压的图像,由图像可以看出,此时流过灯泡的电流与电压 (选填“成”或“不成”)正比,原因是
3.(2021九上·苍溪期末)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,选用4Ω、8Ω、10Ω、20Ω四个定值电阻,电源电压恒为3V。
(1)请按图甲所示的电路图,将实物图乙连接完整;
(2)闭合开关时,发现电流表无示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现象的原因可能是 (选填“R0短路”或“R0断路”);
(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑片,当选用4Ω的电阻时,电流表示数如图丙所示,记为 A;以后每更换一个阻值更大的电阻后,闭合开关,为使电压表的示数与更换电阻前相比 (选填“变大”、“变小”、“不变”),应移动滑动变阻器的滑片。
4.(2021九上·高港月考)小明和小丽在研究导体中电流与导体两端电压的关系时,除了电源(3V)、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器外,还有可供选择的:(A)定值电阻;(B)小灯泡。
(1)为了完成研究还应选择的器材(填序号) ;理由是: 。
(2)正确连接电路,检查电路连接无误,闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表指针几乎不动,产生这一现象的原因可能是 ;
(3)小明通过实验得出了下表(一)中的数据,请读出图中两表的示数,记在表中最后一列的空格处。
表一
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0
电流I/A 0.25 0.2 0.15 0.1
(4)分析表一中的数据,可以得出的实验结论是 。
(5)小丽通过实验得出了下表(二)中的数据。
表二
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0
电流I/A 0.25 0.2 0.15 0.1
小丽通过分析表二实验数据得出了:“ ,导体中的电流随电压的增大而减少”的结论。
小明观察并检查了小丽所连接的电路后,告诉小丽-----。
你认为原因可能是 。
5.(2021九上·路南期中)现有下列器材:学生电源(6V)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干,利用这些器材探究“电压不变时,电流与电阻的关系”。
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲中实物电路的连接。
(2)连接电路时,滑动变阻器的滑片应该在 端(选填“A”或“B”)。
(3)先将5Ω的电阻接入电路,当滑片向右移动时,电压表的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”),本次实验当电压表示数为 V时,记录电流表的示数。实验中依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像。
(4)分析图像可以得出的结论 。
[拓展]换成10Ω的电阻接入电路,为保持电压表示数不变,通过计算可知滑动变阻器连入电路的阻值为 Ω。
6.(2021九上·吉林月考)在“探究通电导体中电流与电阻的关系”实验中,电源电压为4.5V且保持不变,滑动变阻器的规格为20Ω 2A,选用30Ω、25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω的定值电阻R随机正确接入电路。
(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向A端移动时,电路中电流变大,导线不得交叉:
(2)连接电路时,开关应 ;
(3)图乙是小致根据测得实验数据绘制的电流I随电阻R变化图象,由图象可知,记录数据时R两端电压为 V;
(4)某次实验,更换电阻后,没有移动滑动变阻器的滑片P,直接闭合开关,此时电压表示数为1.5V,则刚拆下电阻R的阻值为 Ω。
7.(2021九上·建昌期中)小于、小明两个实验小组在探究电流与电压、电阻的关系。可供使用的实验器材有:电源(电压为6V,保持不变),电流表、电压表、开关各一个,阻值不同的定值电阻四个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),两只滑动变阻器(规格分别为“20Ω 2A”“50Ω 1 A”),导线若干。
(1)小于实验小组探究电流与电压的关系。
如图甲所示是同组的小阳连接的实验电路,组长小于在检查时发现有一根导线连接错了。请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连线。
(2)排除故障后,进行实验得到的数据如表所示,由此可得到的实验结论是:电阻一定时, 。
电压U/V 1.0 1.5 3.0
电流I/A 0.2 0.3 0.6
(3)某次实验中,调节滑动变阻器滑片到某位置时,电流表示数如图乙所示,结合表中数据可知,电阻的阻值是 Ω。
(4)小明实验小组探究电流与电阻的关系。
小明连接了与小于组相同的正确电路,将5Ω的电阻连入电路中,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为1.5V,记下此时电流表的示数I1,此时滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω。
(5)将5Ω电阻换成10Ω电阻后,闭合开关,此时滑片应向 (选填“左”或“右”)端移动,同时要观察电压表示数。
(6)小明将实验得到的数据填入表中,分析实验数据,得出的结论是:电压一定时, 。
实验次数 1 2 3
电阻R/Ω 5 10 15
电流I/A 0.3 0.15 0.1
8.(2021九上·双辽期中)小明同学在探究电流与电阻关系的实验中,设计了如图所示的电路,已知电源电压为9V保持不变,滑动变阻器的规格为“10Ω 2A”,还有一些阻值已知的定值电阻;
(1)按电路图连接实物,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至 端(选填“A”或“B”);
(2)闭合开关后发现电压表指针正常偏转而电流表指针向左偏转,发生此现象的原因是 ;
(3)改正错误后,小明选择一个5Ω的定值电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片到合理的位置,记下电流表的示数为1.2A;
为了获得多组数据,应更换定值电阻重复上述实验,为保证实验顺利进行,所选的定值电阻R的阻值范围应该在 Ω到 Ω之间。
9.(2021九上·滦州期中)用如图甲所示的实验电路探究“电流与电阻的关系”。
电阻R/Ω 5 10 15
电流I/A
0.15 0.1
(1)连接电路时,图甲中导线E端应与滑动变阻器的 (填“A”“B”“C”或“D“)接线柱相连,使闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于A端。
(2)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.R短路 C.R断路
(3)排除故障后,将5Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器,使电压表示数为1.5V,电流表指针位置如图乙所示,则电流表读数为 A。
(4)接下来将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为 V。
(5)再将10Ω电阻换成15Ω电阻,重复操作,并将实验数据记录在表格中。
分析数据可得出结论:在 一定时, 。
10.(2021九上·唐山期中)探究“电流与电阻的关系”.器材有:滑动变阻器、开关、电源(电压恒为6 V)各一个,电流表、电压表各一块,三个定值电阻(10 Ω、15
Ω、20
Ω),导线若干.
(1)如图1是小明连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线.
(2)电路连接正确后,闭合开关前,滑片应置于 (填“A”或“B”)端.
(3)闭合开关后,移动滑片,使与电阻(20 Ω)并联的电压表示数为4 V,读出电流表示数,再分别改接15 Ω、10 Ω的电阻,重复上述实验,收集的实验数据如表1所示.老师告诉小明有一组数据误差较大,便找来一个5 Ω的电阻让他再测一组数据.当他把5 Ω的电阻接入电路时,要使电压表示数仍为4 V,实验不能继续进行,其原因是 .改变连接后,当电压表示数仍为4 V时,电流表示数为 A(如图2所示).综合分析数据可得:电压一定时, .
(4)表1
电压U/V 4
电阻R/Ω 20 15 10
电流I/A 0.20 0.28 0.40
(拓展)小明又利用上述实验器材探究“电流与电压的关系”,将滑片从一端移到另一端的过程中,把收集的实验数据填入了表2中.
表2
电阻R/Ω 10
电压U/V 2 3 4 5 6
电流I/A 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
分析表2中数据可得:电阻一定时, .
(5)分析可知,小明使用的变阻器的最大阻值为 Ω.
11.(2021九上·深圳期中)在探究“电流与电阻的关系”实验过程中,老师给同学们准备了以下器材:蓄电池(6V)、电流表(0﹣0.6A,0﹣3A)、电压表(0﹣3V,0﹣15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω各1个)、开关、滑动变阻器(1.5A,20Ω)、导线若干。
(1)连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态。
(2)在此实验中滑动变阻器除了有保护电路的作用外,另一个作用是
。
(3)小明按图甲连好电路后,闭合开关发现电压表和电流表都无示数,经检查,漏接了一根导线,如图乙,请你帮小明补接上。
(4)补接后,小明先将5Ω电阻接入电路,调节滑动变阻器使电压表示数为2V,电流表示数如图丙为
A;再将5Ω的电阻更换为10Ω电阻,闭合开关,移动滑动变阻器,继续实验完成测量,应将滑动变阻器阻值调 (填“大”或“小”)。
(5)当小明再换按15Ω电阻时,无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数始终大于2V,小明分析发现滑动变阻器阻值增大过程中电压表示数在不断减小,他认为可能是滑动变阻器阻值不够大导致。同组的小红同学思考了一会,在使用题干中已有器材的情况下解决了这一问题,操作方法是 。完成了实验,并填写数据如下表:
电阻R/Ω 5 10 15
电流I/A 0.6 0.3 0.2
实验结论: 。
12.(2021九上·晋安期中)如图所示,图甲是“探究电流与电阻的关系”的实验电路图,实验器材有:电源(输出电压为6V),定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)和导线若干。
(1)连接电路,闭合开关,电流表指针偏到零刻度线左边,原因是
;
(2)实验过程中用5Ω的电阻做完实验后,用5Ω的电阻换成10Ω的,若保持滑片的位置不变,断开开关,闭合开关,此时电压表示数 (选择“增大”或“减小”),接下来应将滑片向 (选择“左”或“右”)移动,本实验中滑动变阻器的作用是 ;
(3)正确连接电路,用上述5个定值电阻进行实验得到5组数据,作出电流与电阻的关系图象如图丙、实验中定值电阻两端的电压保持 V,滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω;
(4)为了更直观地表示电压不变时电流与电阻的关系,可以改变横坐标,处理数据后画出电流I与 的关系图线。
13.(2021九上·曲阳期中)在探究“电流跟电阻的关系”的实验中,已知电源电压为
4.5V 且保持不变,滑动变阻器(40Ω 1A)、以及符合实验要求的电表、开关和导线。
如图(甲)是没有连接完整的电路。
(1)请将图甲所示的实物电路连接完整,要求滑片向右移动,电流表示数变大。
(2)小亮同学连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是 (写出一种即可)。
(3)小亮同学排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,同时眼睛应注视______。
A.电压表示数 B.电流表示数 C.滑动变阻器滑
(4)该实验中滑动变阻器除了保护电路外,还有 的作用。
(5)实验中小亮多次改变 R 的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图乙所示的电流 I 随电阻 R 变化的图像。由图像可以得出结论: 。
(6)第(5)问中,小亮多次改变 R 的阻值,并记录各次电流表的示数,为了 能够完成实验,更换的电阻阻值不能够大于 Ω。
(7)另一组的小明同学探究电流跟电压的关系,连接好电路的最后一根导线 时,小灯泡立刻发出微弱的光亮。导致上述现象的不规范操作是 。
(8)小明找出原因后,调节滑动变阻器,测出通过电阻 R 的电流和对应的电 压值,如下表所示,分析数据后发现表格中电流值与电压值不成正比,检 查两电表均无故障,你认为可能的原因是 。
U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
I/A 0.14 0.24 0.34 0.44 0.54 0.64
(9)该电路还可以测量小灯泡正常发光时的电阻,现将图甲中的电阻 R 换成
一个正常工作电压为 3.8V 的小灯泡(电阻约为
20Ω),若要测出该小灯 泡正常发光时的电阻,则原实验电路中只需改动 ,其他不变; 当时电压表示数为 2.5V 时,滑动变阻器的滑片应该向 滑动,以 测出正常发光时的电阻。当电压表的示数为 3.8V 时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡正常发光的时的电阻为 Ω。
14.(2021九上·建阳期中)如图甲是张勇实验小组在探究“电流与电阻的关系”时的电路图,电源电压恒为6 V。电压表、电流表无损坏,有阻值为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的定值电阻5个。
(1)实验过程中,需要改变定值电阻,观察电流的变化,为了科学地得出实验结论,当每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片,此时眼睛应注意观察___________(选填序号);
A.变阻器滑片 B.电压表 C.电流表 D.电源
(2)某次实验,更换电阻R,合上开关后,电压表示数为0,电流表示数正常,其原因可能是 ;
(3)在老师的引导下,他们将5次实验数据描绘在图丙中。图中阴影部分“面积”表示的物理量是___________(选填序号);
A.电流 B.电压 C.电阻
(4)实验中,他们选择下列哪个滑动变阻器最合适________(选填序号);
A.10 Ω 0.5 A B.50 Ω 0.5 A C.50 Ω 1 A D.200 Ω 1 A
(5)观察图像你可以得出实验结论:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻 。
15.(2021九上·梁子湖期中)小英在“探究通过导体中电流与电阻的关系”的实验中,连接了如图甲所示的电路(电源电压保持 4.5V 不变)。
(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片 P 向左移动,电路中电流变大,导线不得交叉)。
(2)连接好电路,闭合开关,发现电压表示数接近于电源电压,电流表几乎无示数,则故障为定值电阻 R (填“短路”或“断路”)
(3)图乙是小英根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象,由图象可知 R两端的电压为 V;当 R的电阻由5Ω更换为10Ω时,没有调节滑片就直接闭合开关,为使R两端的电压 (填“改变”或“不变”),滑动变阻器的滑片应向 (填“左”或“右”)端滑动;实验中 R的阻值分别是 5Ω、10Ω、15Ω、 20Ω 、25Ω,为顺利完成五次实验,滑动变阻器的最大阻值至少是 Ω。
16.(2021九上·日照期中)用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”,电源电压恒为6V,定值电阻R备有(5Ω、10Ω、20Ω、40Ω)各一个。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到最 (选填“左”或“右”)端。
(2)将5Ω的定值电阻接入电路闭合开关,移动滑片P发现电流表示数始终为零,电压表示数不为零,其原因可能是____(填选项)。
A.定值电阻R短路 B.定值电阻R断路 C.滑动变阻器短路
(3)不改变滑动变阻器滑片的位置,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,闭合开关后,为保证电压表示数与更换前相同,滑片P应向 (选填“左”或“右”)端滑动。
(4)实验中依次接入定值电阻,调节滑片使定值电阻两端电压相同,记下电流表读数,绘出电流I与电阻倒数变化的图像乙,由图乙可得出的实验结论是 。
17.(2021九上·武功期中)小玉同学在“探究电流与电压和电阻的关系”实验中,选用器材如下:电压为的电源、阻值为的滑动变阻器、电流表、电压表、开关、,,,的定值电阻各一个、导线若干,请你帮她解决实验中遇到的问题:
(1)连接电路时,开关应 ,实验前,调节滑动变阻器的滑片使其阻值 ;
(2)试触时,小玉同学发现电流表无示数,电压表指针超过量程,则电路的故障可能是定值电阻 (选填“短路”或“断路”);
(3)在探究电流与电压的关系时:
①多次改变滑片的位置,测出了多组实验数据,记录表格如下,当电压表示数为时,电流表的示数如图乙所示为 ;
电压 1.0 1.4 2.0 2.4 2.8
电流 0.1 0.14 0.20 0.24
②分析表格中的实验数据得出结论:当电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成 比;
③不能用小灯泡代替定值电阻做上述实验。原因是小灯泡灯丝的电阻随 的变化而改变;
(4)在探究电流与电阻的关系时:
①保持定值电阻两端电压不变,将电阻换成电阻,需要将滑动变阻器滑片向 (选填“A”或“B”)端滑动;
②将电阻换成电阻时,无论怎样移动滑片,都无法使电压表的示数达到,原因是滑动变阻器的最大阻值 (选填“过大”或“过小”)。
18.(2021九上·曲阜期中)小梅在探究“电流与电阻关系”的实验中,选用器材有:学生电源(电压恒为4V)、电流表、电压表、开关S、滑动变阻器R各一个;5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻各只和导线若干。
(1)如图甲所示,小梅已经连接好部分导线,请用笔画线代替导线帮她连接完整。(要求:滑片P向D端移动时,电路中的电流变大,且导线不能交叉)
(2)在电路连接好后,闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P移到 (选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关后,无论怎样移动滑片P,电压表均无示数,电流表有示数且不断变化,则电路故障可能是定值电阻R发生了 (选填“断路”或“短路”);
(4)故障排除后,小梅首先用5Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片P,直到电压表的示数为1V,观察到电流表指针位置如图乙所示,则电流表示数为 A;
(5)用剩下的两个定值电阻分别替换5Ω的电阻并移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数仍为1V……,改变定值电阻两端的电压多次实验,小梅将所有测量数据记录在了下表中。分析实验数据,可以初步得出结论:在电压一定的情况下,通过导体的电流与这段导体的电阻成 比。
电压/V 1 2 3
电阻/Ω 5 10 20 5 10 20 5 10 20
电流/A 0.10 0.05 0.40 0.20 0.10 0.60 0.30 0.15
小梅进行多组实验,收集多组实验数据的目的是 。
19.(2021九上·承德期中)现有下列器材:学生电源(6V),电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)。定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干,利用这些器材探究“电压不变时,电流与电阻的关系”。
(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路(要求连线不得交叉);
(2)连接电路时,开关应该 ;
(3)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于 端(选填“A”或“B”);
(4)实验中依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象。由图象可以得出结论 ;
(5)上述实验中,小强用5Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,使电压表示数为 V时,读出电流表的示数;
(6)在该实验中使用滑动变阻器的目的是 ;
(7)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器____。
A.50Ω 1.0A B.30Ω 1.0A C.20Ω 1.0A
20.(2021九上·福清期中)为了“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”,实验小组连接了如图所示的电路,电源电压恒为6V。
序号 电压U/V 电流I/A
1 1.0 0.1
2 1.5 0.15
3 2.0 0.2
(1)连接电路时,开关应处于 状态。
(2)请将电路图连接完整,要求滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大。
(3)在探究“电流与电压的关系”时,测得的数据记录在表中,分析表中数据可知:
①定值电阻R的阻值为 Ω;
②当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
(4)探究“电流与电阻的关系”时,先将5Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2V,并记下电流值。断开开关,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,再闭合开关,发现电压表示数大于2V,此时应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表示数仍为2V,并记下电流值。当他改接20Ω的电阻进行实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数始终无法变为2V,经检查电路连接无误,各元件均完好,出现此现象的原因可能是 。
答案解析部分
1.【答案】(1)断开;保护电路
(2)断路
(3)电阻;电阻一定时,导体的电流与电压成正比
(4)A;
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)连接电路时,为保证电路安全,开关必须处于断开状态;闭合开关前将滑动变阻器的滑片调至B端,目的是使接入最大电阻,降低电路中的电流,保护电路。
(2)闭合开关,滑动变阻器断路若短路,两表应均有示数,滑动变阻器断路若断路,电路中无电流,移动滑片时电流表和电压表均无示数。
(3)在探究电流与电压的关系时,根据控制变量法思想,应控制电阻不变,改变定值电阻两端的电压,电压表和电流表的示数如表,分析表格数据,电压与电流的比值是恒定值,可知当电阻一定时,导体的电流与电压成正比。
(4)操作步骤如下:连接电路,两电阻串联,电压表测量变阻器两端电压,将滑片移到A端,变阻器接入阻值为零,电流表示数为I1,此时
再将滑片移到B端,变阻器接入最大阻值,闭合开关,电流表示数为I2,此时
联立可得
可得待测电阻为
【分析】(1)闭合开关后向右移动滑片,电流表示数变大,故应将滑动变阻器右下的接线柱与电源的“+”接线柱相连,据此分析。
(2)闭合开关,移动滑片P,发现电流表无示数可能是电路中发生了断路故障,电压表有示数则可知电压表已与电源连成闭合回路,据此分析。
(3)探究电流与电压的关系,应控制电阻的阻值不变;结合表格数据得出结论。
(4)由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器R0串联,电流表测电路中的电流,将滑片移到B端时,变阻器接入电路中的电阻最大,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压;将滑片移到A端时,变阻器接入电路中的电阻为零,根据欧姆定律表示出电源的电压,然后联立等式即可求出 Rx 的阻值。
2.【答案】(1)B
(2)D
(3)右;在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(4)不成;灯泡的电阻随温度的变化而变化
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)在闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应滑至阻值最大处的B端。
(2)按电路图所连接的实物图中,电流表与定值电阻并联,电压表串联在电路中,闭合开关,因电压表内阻很大,故电路的电流几乎为0,电流表不会烧坏,电压表(选用大量程)通过变阻器与电源相连测电源电压,故有电压表有示数,ABC不符合题意,D符合题意。故答案为:D。
(3)正确连接电路后,测出R1为5Ω、电压为2V时的电流,然后换用10Ω的电阻,根据串联电路分压原理可知,电阻增大,其分得的电压增大;要保持R1两端电压为2V,应增大滑动变阻器的电压,应增大变阻器连入电路的电阻,则滑动变阻器的滑片应当向右滑动。
根据如图乙所示的图像可知,电阻的电流与电阻之积为UV=IR=0.4A×5Ω=2V
……
0.2A×10Ω=2V
0.1A×20Ω=2V
电流与电阻之积为一定值,得出的结论是:在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(4)用灯泡代替定值电阻接入电路,得到如图丙所示的电流和电压的图像,即电流随电压的变化关系为一曲线,则灯泡的电阻不是一定值,此时流过灯泡的电流与电压不成正比,原因是:灯泡的电阻随温度的变化而变化。
【分析】(1)闭合开关前,滑片在电阻最大处;
(2)当电压表串联在电路中时,电压表有示数,电流表无示数;
(3)当电压表处电阻变大时,为保持电压表示数不变,滑动变阻器的电阻变大;当电压一定时,电路和电阻成反比;
(4)灯丝的电阻随温度的升高而增大。
3.【答案】(1)
(2)R0断路
(3)0.5;不变
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)变阻器按一上一下连入电路中与电阻串联,电源电压为3V,故电压表选用0~3V的量程与电阻并联,如下图所示:
(2)闭合开关时,发现电流表无示数,电路可能断路,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,电压表与电源连通,造成这一现象的原因可能是R0断路。
(3)当选用4Ω的电阻时,电流表示数如图丙所示,电流表选用0~0.6A的量程,分度值为0.02A,示数为0.5A。
探究电流与电阻的关系实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,每更换一个阻值更大的电阻后,需要移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数与更换电阻前相比不变。
【分析】(1)根据电源电压确定电压表选用的量程与电阻并联,滑动变阻器一上一下的串联在电路中,根据电路图连接实物图。
(2)若电流表无示数,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的支路断路了.
(3)根据电流表选用的量程读数,由欧姆定律得出电阻的电压为2V,根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向。
4.【答案】(1)A;小灯泡电阻随温度变化而变化,不能控制阻值一定
(2)定值电阻断路
(3)2.4;0.24
(4)导体电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成正比
(5)在电阻一定时;电压表错接在滑动变阻器的两端
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)为了完成研究还应选择定值电阻,原因是在探究导体中电流与导体两端电压的关系时,需要控制导体的电阻不变,而小灯泡的电阻会随温度的变化而发生变化,无法控制电阻保持不变,故应选择定值电阻。
(2)闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表指针几乎不动,则产生这一现象的原因可能是定值电阻断路,此时电路处于断路状态,故电流表无示数,而此时电压表直接串联进电路,相当于直接测量电源电压,故电压表有示数且接近电源电压。
(3)由图中可知,电压表选择的量程为0~3V,电流表选择的量程为0~0.6A,故可知电压表示数为2.4V,电流表示数为0.24A。
(4)分析表一中数据可知,电压变为原来的几倍,电流也变为原来的几倍,所以可得出结论,导体电阻不变时,导体中的电流与导体两端电压成正比。
(5)在研究导体中电流与导体两端电压的关系时,要保持导体电阻不变,故小丽的实验结论是在导体电阻不变的情况下得出的,所以得出的结论是,在电阻一定时,导体中的电流随电压的增大而减少。
由表二中实验数据可知,电压增大时,电路中的电流减小,由欧姆定律可得,电阻在变大,故可知该电压可能不是定值电阻两端电压,是滑动变阻器两端电压,随着滑动变阻器接入电路中的阻值变大,滑动变阻器两端分压也变大,故可知原因可能是电压表错接在滑动变阻器两端。
【分析】(1)探究电流和电压关系时,需要保持电阻一定;
(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)根据电压表、电流表的量程和指针位置,测量电压和电流;
(4)电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成正比;
(5)电压表测量滑动变阻器的分压时,滑动变阻器阻值越大, 分压越大, 电流减小。
5.【答案】(1)
(2)A
(3)变大;2
(4)电压一定时,导体中的电流与导体电阻成反比;20
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)使定值电阻与电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,因此需将定值电阻的左接线柱与电压表的负接线柱相连,如下图所示
(2)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应该在阻值最大处的A端。
(3)先将5Ω的电阻接入电路,当滑片向右移动时,实物图可知,滑动变阻器接入电路的阻值变小,则电路总电阻变小,由欧姆定律可知,电源电压不变时,电流变大,由U=IR可知,定值电阻两端电压变大,即电压表的示数变大。
由图乙可知,电流与电阻的乘积始终等于2V,因此本次实验中,需保持定值电阻两端电压为2V,即当电压表示数为2V时,记录电流表的示数。
(4)根据利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像可知0.4A×5Ω=2V
0.2A×10Ω=2V
……
电流与电阻之积不变。
可以得出结论:电压一定时,导体中的电流与电阻成反比。
电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压U滑=U﹣UV=6V﹣2V=4V
变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,当接入10Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为R滑=2×10Ω=20Ω
【分析】(1)探究电流和电阻关系时,电压表和电阻并联;
(2)闭合开关前,滑片在阻值最大处;
(3)减小滑动变阻器的电阻时,其它位置分压变大;根据电流和电阻的乘积计算电压;
(4)电压一定时,导体中的电流与电阻成反比;根据串联电路分压比值等于电阻比,可以计算滑动变阻器电阻的大小。
6.【答案】(1)如图所示:
(2)断开
(3)3
(4)20
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)根据题意,滑动变阻器的滑片P向A端移动时,电路中电流变大,电阻变小,所以将滑动变阻器A端与定值电阻串联,如图
(2)连接电路时,为了安全起见,开关应断开。
(3)根据乙图可知,当电阻为10Ω时,电流为0.3A,则电压为U=IR=0.3A×10Ω=3V
故R两端电压为3V。
(4)设此时的电阻为,此时滑动变阻器两端的电压为
根据串联分压可知
所以
更换电阻前,R两端的电压为3V不变,则滑动变阻器两端的电压为U滑=U-UR=4.5V-3V=1.5V
设拆下的电阻为R,根据串联分压
所以R=2R滑
由题意,更换电阻后,没有移动滑动变阻器的滑片P,即滑动变阻器的电阻没有变,则R=4R′
由题意,选用30Ω、25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω的定值电阻R随机正确接入电路,所以满足条件的电阻只能是R′=5Ω,R=20Ω
即刚拆下电阻R的阻值为20Ω。
【分析】(1)探究电流和电阻关系时,滑动变阻器和电阻串联,接线柱一上一下,滑片远离下面的接线柱电阻变大;
(2)连接电路时,开关断开;
(3)根据电流和电阻的乘积计算电压;
(4)根据总电压和电阻的分压计算电阻大小;利用分压比,计算电阻比值,判断电阻的大小。
7.【答案】(1)
(2)通过导体的电流与导体两端电压成正比
(3)5
(4)15
(5)右
(6)通过导体的电流与导体的电阻成反比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(一)(1)电压表并联在其测量的用电器两端,探究电流与电压、电阻的关系时,电压表测定值电阻两端的电压,据此分析电路中电压表右端连线错误,应接在定值电阻的右端,如下图:
(2)分析数据,得出的结论:电阻一定时,电流与电压的比值是定值,即导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
(3)如图电流表选择0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.3A;根据欧姆定律和表中数据,电阻的阻值
(4)根据表格数据知道,电路电流是I1=0.3A
又因为电压表的示数为1.5V,所以由串联电路电压的特点知道,滑动变阻器两端的电压是
由欧姆定律知道,滑动变阻器接入电路的电阻
(5)将5Ω电阻更换成10Ω电阻,根据串联分压原理知道,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知道,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,所以滑片应向右移动变阻器的滑片。
(6)分析表中数据知道,电阻增大为原来的几倍,通过的电流减小为原来的几分之一,即电压一定时,导体的电流与该导体的电阻成反比。
【分析】(1)探究电流和电压关系时,电压表和定值电阻处并联;
(2)通过实验探究,当电阻一定时,电流跟导体两端的电压成正比;
(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)根据电源电压和定值电阻的分压,可以计算滑动变阻器的分压,结合串联电路中,电阻的分压比等于电阻比,可以计算电阻的大小;
(5)电压表处的电阻变大后,为保持电压不变,滑动变阻器的阻值变大;
(6)通过实验可知:电压一定时,导体的电流与导体的电阻成反比。
8.【答案】(1)B
(2)电流表正负接线柱接反
(3)3;20
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)闭合开关前,为防止电阻太小导致电流过大而损坏电路,应将滑动变阻器的滑片P移至最大阻值处,实验中最大阻值处位于B端。
(2)电流表应从正接线柱流入,负接线柱流出,电流表指针向左偏转,说明电流表连接错误,当电流表正负接线柱接反时,会出现这种情况。
(3)根据本次实验信息,实验过程中应保持电压表不变的电压为
滑动变阻器允许通过的最大电流为2A,定值电阻两端电压为6V,所以根据欧姆定律 可得定值最小阻值为
滑动变阻器的最大阻值为10Ω,定值电阻两端电压为6V,滑动变阻器两端电压
则此时电路中最小电流为
定值电阻最大阻值为
【分析】(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片移至最大阻值处;
(2)电压表的政府接线柱接反时,指针反向偏转;
(3)根据电流和电阻的乘积计算电压;利用电压和电流的比值计算电阻;根据串联电路电压规律计算分压;根据电压和电阻的比值计算电流;利用电压和电流的比值计算电阻。
9.【答案】(1)B
(2)B
(3)0.3
(4)左;1.5
(5)电压;电流和电阻成反比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)由闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于A端,且使滑动变阻器的阻值最大,可知,图甲中导线E端应与滑动变阻器的B接线柱相连。
(2)电流表有示数,说明电路为通路,而电压表的示数始终为零,说明电压表测量导线两端电压,即定值电阻R短路,B符合题意,AC不符合题意。
故答案为:B。
(3)由图可知,电流表所选量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则由电流表指针位置可知,电流表读数为0.3A。
(4)将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,闭合开关,根据串联分压特点可知,定值电阻所分电压变大,应将滑动变阻器的滑片P向左移动,使电压表的示数为1.5V。
实验中保持定值电阻两端的电压不变,根据(3)可从,此电压为1.5V。
(5)分析数据
可得出结论:在电压一定时,电流和电阻成反比。
【分析】(1)为保护电路,闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于A端,滑动变阻器的阻值最大,据此可确定导线E端与哪个接线柱连接。
(2)电流表有示数,说明电路为通路,电压表示数为零,说明电压表测量导线两端电压;通过移动滑动变阻器滑片以及电流表、电压表示数的变化判断故障的具体位置。
(3)根据电流表的量程、分度值读数。
(4)将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,闭合开关,根据串联分压特点确定滑动变阻器的滑片P向左移动方向。
(5)在电压一定时,电流和电阻成反比。
10.【答案】(1)
(2)A
(3)电流超过了所选量程;0.8;导体中的电流和导体的电阻成反比
(4)导体中的电流跟导体两端的电压成正比
(5)20
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)根据题意知道,被测电阻应与电流表、滑动变阻器串联接入电路,电压表与被测电阻并联,由图知道,电路连接时,电阻短路了,正确电路如下:
(2)在闭合电路前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应为最大阻值处,所以滑片应位于A端;
(3)电路中分别接入20Ω、15Ω、10Ω的电阻,实验能够正常进行,说明电路是正常的,当改接5Ω电阻后,电路不能正常进行,则是由于超过了电流表所选的量程;改变连接后,当电压表示数仍为4 V时,由 知道,电流表选择0~3A量程,所以,由图2知道,示数是0.8A;综合分析表1中的数据知道,电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比;
【拓展】
(1)综合分析表2中数据知道,电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比;
(2)当滑片移到最小阻值处,即接入电路中的电阻为0时,则电路中电流最大是:I大=0.6A,所以,定值电阻的阻值是:R= ;由表2知道,当滑片移到最大阻值处时,电路中电流最小是:I小=0.2A,此时电路中的总电阻是: ,滑动变阻器的阻值是:R′=R串 -R=30Ω-10Ω=20Ω.
【分析】(1)原电路中,定值电阻与电压表被短路了,定值电阻应与变阻器串联,电压表测电阻的电压。
(2)为保护电路,电路连接正确后,闭合开关前,滑片应置于阻值最大处。
(3)若再接入5Ω的电阻时,由欧姆定律求出电流大小分析。
(4)改变连接后,电流表选用大量程,由分度值读数;根据电流与导体电阻的乘积是定值得出结论。
【拓展】
(5)根据表2中第1组数据,由串联电路的规律及欧姆定律得出变阻器连入电路的电阻。
11.【答案】(1)断开
(2)控制定值电阻两端的电压不变
(3)
(4)0.4;大
(5)将控制电压提高到3V;电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)探究电流与电阻的关系,利用了控制变量法,要控制定值电阻两端的电压不变,这需要通过调节滑动变阻器来实现。
(3)将滑动变阻器与电阻串联,滑动变阻器已接了上面一个接线柱,应再接下面一个接线柱,与电路图对应,如下图所示:
(4)由图丙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A。
将5Ω的电阻更换为10Ω电阻,根据串联分压原理,为保持电压表示数不变,需要让电阻比不变,则应增大滑动变阻器的阻值,将滑片向右移动。
(5)由表格中数据知,电流与电阻的乘积不变为0.6A×5Ω=3V
故在已有器材的情况下解决了这一问题的操作方法是:将控制电压提高到3V。
根据表格数据知,电流与电阻的乘积是一定值,故可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【分析】(1)为了保护电路,连接电路时开关应断开。
(2)探究电流与电阻的关系实验中,滑动变阻器有两个作用:①保护电路;②控制定值电阻两端的电压不变。
(3)滑动变阻器应一上一下串联在电路中,据此连接实物图。
(4)根据量程、分度值读出电流表的示数;当换接阻值更大的电阻后,为保持电压表示数不变,根据串联分压原理,需要使滑动变阻器接入电路的阻值变大,由此滑片的移动方向。
(5)根据表格数据分析操作方法;计算出每组电流与电阻的乘积,由此得出电流和电阻的关系。
12.【答案】(1)电流表正负接线柱接反了
(2)增大;右;保护电路,控制定值电阻两端的电压不变
(3)2;50
(4)电阻R的倒数
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)电流表的正负接线柱连接正确时,电流表的指针应该向表盘的右侧偏转,电流表正负接线柱接反时,指针会向表盘左侧偏转。
(2)实验过程中用5Ω的电阻做完实验后,若保持滑片的位置不变,用10Ω的电阻替换,根据串联分压原理,分得的电压变大;探究电流与电阻关系的实验中,应控制定值电阻两端的电压不变,根据分压原理知,所以滑片应向右端移动;实验中滑动变阻器的作用是:①保护电路;②控制定值电阻两端的电压不变。
(3)根据绘制的电流I随电阻R变化的图像,定值电阻两端的电压为
即定值电阻两端的电压始终保持2V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压为
变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,当接入25Ω电阻时,滑动变阻器接入电路中的电阻为
故为了完成整个实验,则滑动变阻器的阻值至少为 。
(4)为了更直观地表示电压不变时电流与电阻的关系,可以改变横坐标,将横坐标改为电阻R的倒数 ,这样在电压一定时,电流与电阻的倒数成正比,其图象为一条正比例函数图象。
【分析】(1)使用电流表时,接线柱正入负出;
(2)探究电流和电阻关系时,电压表处的电阻增大,分压变大,若保持电压表示数不变,需要增大滑动变阻器的取值;滑动变阻器在电路中,有保护电路的作用;
(3)根据电流和电阻的乘积计算电压,结合串联电路电压规律,计算分压;
(4)电压一定时,电流和电阻成反比,和电阻的倒数成正比。
13.【答案】(1)
(2)电阻短路
(3)A
(4)保持定值电阻两端的电压不变
(5)当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比
(6)50
(7)连接电路前开关没有断开
(8)电流表没有校零
(9)电压表的量程;右;19
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)要求滑片向右移动,电流表示数变大,即电阻变小,故变阻器右下接柱连入电路中,电压表与电阻并联,如下所示
(2)小亮同学连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片 P,电流表有示数,电路为通路,电压表无示数,则故障可能是电阻(或电压表)短路。
(3)探究“电流跟电阻的关系”时,应控制电压不变,所以,小亮同学排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,同时眼睛应注视电压表示数,故答案为:A。
(4)“探究电流跟电阻的关系”实验中,要控制电阻的电压不变,故该实验中滑动变阻器除了保护电路外,还有控制电阻的电压不变的作用。
(5)根据如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像知0.5A×5Ω=2.5V
0.17A×15Ω=2.55V
0.1A×25Ω=2.5V
在误差允许的范围内,通过导体的电流与电阻的乘积不变。
故由图像可以得出结论:电压不变时,电流与电阻成反比。
(6)电阻两端的电压始终保持UV=2.5V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U-UV=4.5V-2.5V=2V,根据分压原理
把UV=2.5V,U滑= 2V,R滑=40Ω代入,解得R定=50Ω
所以,当变阻器的最大电阻40Ω连入电路中时,对应的定值电阻最大值为50Ω,即为了能够完成实验,更换的电阻阻值不能够大于50Ω。
(7)为了保护电路,连接电路前开关应该断开。连接完最后一根导线,灯泡立发出微弱的光亮,说明连接电路前开关没有断开。
(8)该实验中电阻R是定值电阻,分析表格数据可知:电流值都去掉0.04A时,电流值与电压值成正比,所以可能的原因是电流表没有调零。
(9)根据题意可知,电压表量程为0~3V;当测量额定电压为3.8V灯泡正常发光时的电阻时,需改用0~15V的量程。
当电压表示数为2.5V时,需增大电压表的示数,减小滑动变阻器两端的电压,因此需减小滑动变阻器接入电路的阻值,故将滑片向右移动。
灯泡正常发光时的电流大约为
因此电流表选择0~0.6A的量程,则根据丙可知,灯泡正常发光时的电流为0.2A,可知,灯泡正常发光的电阻
【分析】(1)将电源和滑动变阻器串联在电路中,滑动变阻器要接一上一下;电压表与电阻并联。
(2)电流表有示数,说明电路为通路;电压表没示数,说明电压表被短路。
(3)探究电流与电阻的关系时,需保持电阻两端电压不变。
(4)滑动变阻器的作用有:保护电路、改变电路中的电流、改变电阻两端电压、多次测量。
(5)分析乙图中的图象,判断电流和电阻的关系即可。
(6)根据图乙,利用U=IR可知电阻两端的电压,根据串联电路的电阻与电压的关系,即可结合滑动变阻器的最大阻值解答。
(7)连接电路时,开关未断开,连接完最后一根导线,电路会连通,烧坏元件。
(8)检查两电表均无故障,说明测量过程正确;分析数据后发现,表格中电流值都减掉0.04A时,电流值与电压值成正比。
(9)根据电压表的量程以及灯泡的额定电压进行判断;根据串联电路起分压作用进行判断;根据灯泡的额定电压和阻值确定电流表的量程,然后欧姆定律的变形公式求出灯泡的阻值。
14.【答案】(1)B
(2)电阻R短路
(3)B
(4)C
(5)成反比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)探究“电流与电阻的关系”时,需要控制定值电阻两端的电压相同,故在移动滑动变阻器时,需要注意电压表的示数,故答案为:B。
(2)电流表示数正常,说明故障可能是短路,电压表示数为0,说明可能是电压表所测量的定值电阻R短路。
(3)阴影部分“面积”是长方体,等于长乘以宽,即电阻乘以电流,而电阻乘以电流等于电压,故答案为:B。
(4)探究电流与电阻的关系,关键是控制定值电阻两端的电压相同,从图像可知,控制定值电阻两端的电压为4V,因为电源电压为6V,故滑动变阻器需要分担的电压为2V,定值电阻和滑动变阻器的阻值之比为2:1,当定值电阻选取最大时,最大值为40Ω,根据串联分压,即电阻之比等于电压之比,故滑动变阻器的最大阻值为20Ω,故答案为:滑动变阻器的最大阻值需要为50Ω,从图像可以看出,最大电流为0.8A,故需要滑动变阻器的所允许的最大电流需要大于0.8A,故答案为:C。
(5)从图像可知,电流与电压的乘积为定值,故结论为当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
【分析】(1)探究电流与电阻的关系”时,要控制电阻的电压不变,据此分析。
(2)某次实验,更换电阻R,合上开关后,电流表示数正常,则电路为通路,根据电压表示数为0分析。
(3)图丙中,阴影部分为长方形,根据欧姆定律U=IR分析.
(4)求出图丙中实验中电流与电阻之积,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入40Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻,考虑到电流的电流大小和操作的方便性确定选用的滑动变阻器。
(5)用平滑曲线将图丙中5个点连接起来,根据电流与电阻之积为一定值分析。
15.【答案】(1)如图所示:
(2)断路
(3)3;改变;右;12.5
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)滑动变阻器的滑片P向左移动,电路中电流变大,即电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中,如下图所示:
(2)连接好电路,闭合开关,电流表几乎无示数,电路可能断路,发现电压表示数接近于电源电压,则电压表与电源连通,则故障为定值电阻R断路。
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,由图像可知R两端的电压为U=IR=0.6A×5Ω=3V
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,为使R两端的电压保持不变,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3V。
电阻两端的电压始终保持UV=3V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压U滑=U-UV=4.5V-3V=1.5V
变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍,根据分压原理,当接入25Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为R滑=0.5×25Ω=12.5Ω
故为了完成整个实验,则滑动变阻器的阻值至少是12.5Ω。
【分析】(1)探究电流和电阻关系时,滑动变阻器和电阻测量,接线柱一上一下,滑片远离下面的接线柱电阻变大;
(2)在串联电路中,电流表无示数,电压表有示数,电压表测量的位置断路;
(3)根据电流和电阻的乘积计算电压;改变电阻时,通过调节滑动变阻器保持电压不变;根据定值电阻和滑动变阻器的分压,结合定值电阻的大小,判断滑动变阻器的最大阻值。
16.【答案】(1)左
(2)B
(3)左
(4)电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比(或电压一定时,通过导体的电流与电阻的倒数成正比)
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)闭合开关前,为了电路安全,滑动变阻器的滑片P应该置于最大阻值处,即图中滑动变阻器的左端。
(2)移动滑片P发现电流表示数始终为零,说明电路中没有电流通过,故障类型为断路;电压表示数不为零,说明电压表测量部分断路,即定值电阻R断路。AC不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
(3)不改变滑动变阻器滑片的位置,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,闭合开关后,根据欧姆定律可知电压表示数变大,为保证电压表示数与更换前相同,应减小电压表示数,根据分压原理可知应增大滑动变阻器的接入阻值来增大滑动变阻器两端电压,故应该将滑片P向左端滑动。
(4)由图乙可知,绘出的电流I与电阻倒数的图像是一条过原点的倾斜直线,由此可得到结论:电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比(或电压一定时,通过导体的电流与电阻的倒数成正比)。
【分析】(1)闭合开关前,滑片在阻值最大处;
(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)在串联电路中,电压表处的电阻变大,若电压表示数不变,则滑动变阻器的电阻取值变大;
(4)电压一定时,通过导体的电流与电阻的倒数成正比。
17.【答案】(1)断开;最大
(2)断路
(3)0.28;正;温度
(4)B;过小
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)连接电路时,为保护电路,开关应断开,实验前,调节滑动变阻器的滑片使其阻值最大。
(2)试触时,小玉同学发现电流表无示数,电路可能断路。电源电压为4.5V,从图中可得,电压表的量程选择0~3V,电压表指针超过量程,电压表与电源连通,则电路的故障可能是定值电阻断路。
(3)在探究电流与电压的关系时:①当电压表示数为时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为,电流为。
②分析表格中的实验数据知,电压增大为原来的几倍,通过的电流也增大为原来的几倍,得出结论:当电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成正比。
③研究电流与电压的关系时,要控制电阻的大小不变,不能用小灯泡代替定值电阻做上述实验。原因是小灯泡灯丝的电阻随温度的变化而改变。
(4)在探究电流与电阻的关系时:
①保持定值电阻两端电压不变,根据串联分压原理可知,将定值电阻由改接成的电阻,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,所以滑片应向端移动,使电压表的示数为。
②电阻两端的电压始终保持
根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,当接入电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少的滑动变阻器,而现有变阻器的最大电阻为。故将电阻换成电阻时,无论怎样移动滑片,都无法使电压表的示数达到1.5V,原因是滑动变阻器的最大阻值过小。
【分析】(1)为保护电路,连接电路时,开关应断开,调节滑动变阻器的滑片使其阻值最大。
(2)若电流表示数为0,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的支路断路了。
(3)在探究电流与电压的关系时:
①根据电流表选用小量程确定分度值读数;
②分析表格中的实验数据得出结论;
③研究电流与电压的关系时,要控制电阻的大小不变,据此分析。
(4)①根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向;
②探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入30Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻。
18.【答案】(1)
(2)A
(3)短路
(4)0.2
(5)反;避免实验结论的偶然性
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)滑片P向D端移动时,电路中的电流变大,即电阻变小,故变阻器右下接线柱连入电路中,由表中数据,电压不超过3V,故电压表选用小量程与R并联,如下所示:
(2)在电路连接完整后,为防止电路电阻过小,电流过大而损坏电路元件,闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处的A端。
(3)若R断路,则电路断路,电流表没有示数,电压表与滑动变阻器串联测电源电压,电压表有示数接近电源电压,不符合题意;若R短路,闭合开关后,电压表被短路无示数,电路是通路,此时移动滑片P,电流表有示数且不断变化,符合题意,则电路故障可能是定值电阻R发生了短路。
(4)如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电流表示数为0.2A。
(5)分析每次的实验数据知,在电压一定时,电阻增大为原来的几倍,通过的电流减小为原来的几分之一,可以初步得出结论:当电压一定的情况下,通过导体的电流与这段导体的电阻成反比。
一组实验得结论,结论会有较大的偶然性,小梅进行多组实验,收集多组实验数据的目的是:避免实验结论的偶然性。
【分析】 (1)根据滑片P向D端移动时,电路中的电流变大确定阻器右下接线柱连入电路中,由表中数据,电压不超过3V,据此确定电压表选用小量程与R并联。
(2)连接电路时,为保护电路,开关必须断开;闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处。
(3)逐一分析两种情况,找出符合题意的答案。
(4)根据电流表选用小量程确定分度值读数。
(5)分析实验数据得出结论。小梅进行多组实验,收集多组实验数据的目的是:避免实验结论的偶然性。
19.【答案】(1)
(2)断开
(3)A
(4)电压不变时,电流与电阻成反比
(5)A;2
(6)保护电路和控制电阻两端的电压不变
(7)A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)变阻器按“一下一上”连入电路中与电阻串联,电压表与电阻并联,电路连接如下:
(2)连接电路时,为保护电路安全,开关应处于断开状态。
(3)由图知道,闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于阻值最大处的A端。
(4)由图丙知道,电阻两端的电压始终保持,即电压为一定值,故由图象可以得出结论是:电压不变时,电流与电阻成反比。
(5)根据串联分压原理知道,将定值电阻由改接成的电阻,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,即保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的分配规律知道,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,使电压表的示数为2V,读出电流表的示数。
(6)变阻器的基本作用是保护电路,探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变,故另一个作用是控制电阻两端的电压不变。
(7)电压表控制的电压为2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压,变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,当接入电阻时,变阻器连入电路中的电阻为,故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少的滑动变阻器,故答案为:A。
【分析】(1)变阻器按“一下一上”连入电路中与电阻串联,电压表与电阻并联;
(2)连接电路时,为保护电路安全,开关应处于断开状态;
(3)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于阻值最大处;
(4)电压不变时,电流与电阻成反比;
(5)根据串联电路分压原理和欧姆定律可知,想要控制定值电阻两端电压不变,定值电阻变大时,需要增大滑动变阻器的阻值;
(6)变阻器的基本作用是保护电路,另一个作用是控制电阻两端的电压不变;
(7)根据电源电压和滑动变阻器的分压,结合电压和电流的比值,计算电阻。
20.【答案】(1)断开
(2)
(3)10;正比
(4)B;滑动变阻器的阻值太小
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)连接电路时,为了保护电路,开关应处于断开状态。
(2)滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大,说明电路中电阻变小,滑即动变阻器连入电路的电阻变短,故滑动变阻器要接入左半段,所以滑动变阻器要接入A接线柱,电路连接如下图所示:
(3)①由第一次实验得,定值电阻两端的电压是1.0V,定值电阻中的电流为0.1A,则由欧姆定律可得,定值电阻的阻值为,②由表格数据可知,导体两端电压增大几倍,流过导体的电流也增大几倍,所以在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,滑动变阻器的位置不变,再闭合开关,定值电阻阻值变大,由串联电路电阻分压规律可知,定值电阻两端的电压变大,所以电压表示数大于2V,要使定值电阻两端的电压变小,则滑动变阻器两端的电压应变大,所以要增大滑动变阻器接入电路的电阻,所以滑动变阻器应向B端滑动。当他改接20Ω的电阻进行实验时,保证定值电阻两端的电压为2V,根据串联电路两端的总电压等于各串联导体两端的电压之和,所以滑动变阻器两端的电压为,根据串联电路中,各电阻两端的电压之比等于电阻之比,可得,解得此时滑动变阻器的电阻为R滑=40Ω,由串联分压原理可知,当定值电阻一定时,滑动变阻器接入电路中的阻值越小,定值电阻两端分压越大,若无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数始终无法变为2V,可能是滑动变阻器的阻值太小,使得滑动变阻器接入最大阻值时定值电阻两端分压仍大于2V。
【分析】(1)连接电路时,开关要断开;
(2)连接滑动变阻器,接线柱一上一下,滑片远离下面的接线柱,电阻变大;
(3)利用电压和电流的比值, 计算电阻;电阻一定时,通过导体的电流和电压成正比;
(4)当电压表处的电阻变大时,为保持电压一定,滑动变阻器的电阻变大;若滑动变阻器的总电阻偏小,定值电阻处的电压表不能保持不变。
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人教版物理九年级上第十七章第一节综合同步练习——探究电流与电压、电阻的关系实验(4)
一、实验探究题
1.(2021九上·崇左期末)小红用图甲电路探究通过导体的电流与电压的关系,定值电阻R =10 Ω。
(1)连接电路时,开关必须处于 状态;闭合开关前将滑动变阻器的滑片调至B端,目的是 ;
(2)闭合开关,移动滑片,电流表和电压表均无示数,则故障可能是滑动变阻器 (选填“短路”或“断路”);
(3)在探究电流与电压的关系时,保持 不变,改变定值电阻两端的电压,电压表和电流表的示数如表,分析表格数据,可得出的结论是 ;
次数 电压U/V 电流I/A
1 1 0.1
2 1.5 0.15
3 2 0.2
(4)小红想利用图甲的器材测量一个未知阻值的定值电阻Rx,但电压表坏了,她观察滑动变阻器铭牌后,认为用余下的器材也能完成测量,设计电路如图丙,主要操作步骤如下:
①连接电路,将滑片移到 端,电流表示数为I1;
②再将滑片移到B端,闭合开关,电流表示数为I2;
③若滑动变阻器最大阻值为R0,则待测电阻Rx= (用给出的字母表示)。
【答案】(1)断开;保护电路
(2)断路
(3)电阻;电阻一定时,导体的电流与电压成正比
(4)A;
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)连接电路时,为保证电路安全,开关必须处于断开状态;闭合开关前将滑动变阻器的滑片调至B端,目的是使接入最大电阻,降低电路中的电流,保护电路。
(2)闭合开关,滑动变阻器断路若短路,两表应均有示数,滑动变阻器断路若断路,电路中无电流,移动滑片时电流表和电压表均无示数。
(3)在探究电流与电压的关系时,根据控制变量法思想,应控制电阻不变,改变定值电阻两端的电压,电压表和电流表的示数如表,分析表格数据,电压与电流的比值是恒定值,可知当电阻一定时,导体的电流与电压成正比。
(4)操作步骤如下:连接电路,两电阻串联,电压表测量变阻器两端电压,将滑片移到A端,变阻器接入阻值为零,电流表示数为I1,此时
再将滑片移到B端,变阻器接入最大阻值,闭合开关,电流表示数为I2,此时
联立可得
可得待测电阻为
【分析】(1)闭合开关后向右移动滑片,电流表示数变大,故应将滑动变阻器右下的接线柱与电源的“+”接线柱相连,据此分析。
(2)闭合开关,移动滑片P,发现电流表无示数可能是电路中发生了断路故障,电压表有示数则可知电压表已与电源连成闭合回路,据此分析。
(3)探究电流与电压的关系,应控制电阻的阻值不变;结合表格数据得出结论。
(4)由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器R0串联,电流表测电路中的电流,将滑片移到B端时,变阻器接入电路中的电阻最大,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压;将滑片移到A端时,变阻器接入电路中的电阻为零,根据欧姆定律表示出电源的电压,然后联立等式即可求出 Rx 的阻值。
2.(2022九上·和平期末)如图甲所示是某实验小组探究电流、电阻和电压之间关系的实验图,请回答:
(1)在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑至 端(选填“A”或“B”);
(2)按电路图所连接的实物图中,闭合开关,会造成的结果是:____;
A.电压表和电流表都有示数 B.电流表会烧坏
C.电流表有示数,电压表无示数 D.电压表有示数,电流表无示数
(3)正确连接电路后,测出R1为5Ω、电压为2V时的电流,然后换用10Ω的电阻,若仍要保持R1两端电压为2V,则滑动变阻器滑片应当向 滑动(选填“左”或“右”),实验结束后,得到如图乙所示的图像,由图像可以得到的结论是
(4)用灯泡代替定值电阻接入电路,得到如图丙所示的电流和电压的图像,由图像可以看出,此时流过灯泡的电流与电压 (选填“成”或“不成”)正比,原因是
【答案】(1)B
(2)D
(3)右;在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(4)不成;灯泡的电阻随温度的变化而变化
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)在闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应滑至阻值最大处的B端。
(2)按电路图所连接的实物图中,电流表与定值电阻并联,电压表串联在电路中,闭合开关,因电压表内阻很大,故电路的电流几乎为0,电流表不会烧坏,电压表(选用大量程)通过变阻器与电源相连测电源电压,故有电压表有示数,ABC不符合题意,D符合题意。故答案为:D。
(3)正确连接电路后,测出R1为5Ω、电压为2V时的电流,然后换用10Ω的电阻,根据串联电路分压原理可知,电阻增大,其分得的电压增大;要保持R1两端电压为2V,应增大滑动变阻器的电压,应增大变阻器连入电路的电阻,则滑动变阻器的滑片应当向右滑动。
根据如图乙所示的图像可知,电阻的电流与电阻之积为UV=IR=0.4A×5Ω=2V
……
0.2A×10Ω=2V
0.1A×20Ω=2V
电流与电阻之积为一定值,得出的结论是:在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(4)用灯泡代替定值电阻接入电路,得到如图丙所示的电流和电压的图像,即电流随电压的变化关系为一曲线,则灯泡的电阻不是一定值,此时流过灯泡的电流与电压不成正比,原因是:灯泡的电阻随温度的变化而变化。
【分析】(1)闭合开关前,滑片在电阻最大处;
(2)当电压表串联在电路中时,电压表有示数,电流表无示数;
(3)当电压表处电阻变大时,为保持电压表示数不变,滑动变阻器的电阻变大;当电压一定时,电路和电阻成反比;
(4)灯丝的电阻随温度的升高而增大。
3.(2021九上·苍溪期末)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,选用4Ω、8Ω、10Ω、20Ω四个定值电阻,电源电压恒为3V。
(1)请按图甲所示的电路图,将实物图乙连接完整;
(2)闭合开关时,发现电流表无示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现象的原因可能是 (选填“R0短路”或“R0断路”);
(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑片,当选用4Ω的电阻时,电流表示数如图丙所示,记为 A;以后每更换一个阻值更大的电阻后,闭合开关,为使电压表的示数与更换电阻前相比 (选填“变大”、“变小”、“不变”),应移动滑动变阻器的滑片。
【答案】(1)
(2)R0断路
(3)0.5;不变
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)变阻器按一上一下连入电路中与电阻串联,电源电压为3V,故电压表选用0~3V的量程与电阻并联,如下图所示:
(2)闭合开关时,发现电流表无示数,电路可能断路,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,电压表与电源连通,造成这一现象的原因可能是R0断路。
(3)当选用4Ω的电阻时,电流表示数如图丙所示,电流表选用0~0.6A的量程,分度值为0.02A,示数为0.5A。
探究电流与电阻的关系实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,每更换一个阻值更大的电阻后,需要移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数与更换电阻前相比不变。
【分析】(1)根据电源电压确定电压表选用的量程与电阻并联,滑动变阻器一上一下的串联在电路中,根据电路图连接实物图。
(2)若电流表无示数,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的支路断路了.
(3)根据电流表选用的量程读数,由欧姆定律得出电阻的电压为2V,根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向。
4.(2021九上·高港月考)小明和小丽在研究导体中电流与导体两端电压的关系时,除了电源(3V)、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器外,还有可供选择的:(A)定值电阻;(B)小灯泡。
(1)为了完成研究还应选择的器材(填序号) ;理由是: 。
(2)正确连接电路,检查电路连接无误,闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表指针几乎不动,产生这一现象的原因可能是 ;
(3)小明通过实验得出了下表(一)中的数据,请读出图中两表的示数,记在表中最后一列的空格处。
表一
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0
电流I/A 0.25 0.2 0.15 0.1
(4)分析表一中的数据,可以得出的实验结论是 。
(5)小丽通过实验得出了下表(二)中的数据。
表二
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0
电流I/A 0.25 0.2 0.15 0.1
小丽通过分析表二实验数据得出了:“ ,导体中的电流随电压的增大而减少”的结论。
小明观察并检查了小丽所连接的电路后,告诉小丽-----。
你认为原因可能是 。
【答案】(1)A;小灯泡电阻随温度变化而变化,不能控制阻值一定
(2)定值电阻断路
(3)2.4;0.24
(4)导体电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成正比
(5)在电阻一定时;电压表错接在滑动变阻器的两端
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)为了完成研究还应选择定值电阻,原因是在探究导体中电流与导体两端电压的关系时,需要控制导体的电阻不变,而小灯泡的电阻会随温度的变化而发生变化,无法控制电阻保持不变,故应选择定值电阻。
(2)闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表指针几乎不动,则产生这一现象的原因可能是定值电阻断路,此时电路处于断路状态,故电流表无示数,而此时电压表直接串联进电路,相当于直接测量电源电压,故电压表有示数且接近电源电压。
(3)由图中可知,电压表选择的量程为0~3V,电流表选择的量程为0~0.6A,故可知电压表示数为2.4V,电流表示数为0.24A。
(4)分析表一中数据可知,电压变为原来的几倍,电流也变为原来的几倍,所以可得出结论,导体电阻不变时,导体中的电流与导体两端电压成正比。
(5)在研究导体中电流与导体两端电压的关系时,要保持导体电阻不变,故小丽的实验结论是在导体电阻不变的情况下得出的,所以得出的结论是,在电阻一定时,导体中的电流随电压的增大而减少。
由表二中实验数据可知,电压增大时,电路中的电流减小,由欧姆定律可得,电阻在变大,故可知该电压可能不是定值电阻两端电压,是滑动变阻器两端电压,随着滑动变阻器接入电路中的阻值变大,滑动变阻器两端分压也变大,故可知原因可能是电压表错接在滑动变阻器两端。
【分析】(1)探究电流和电压关系时,需要保持电阻一定;
(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)根据电压表、电流表的量程和指针位置,测量电压和电流;
(4)电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成正比;
(5)电压表测量滑动变阻器的分压时,滑动变阻器阻值越大, 分压越大, 电流减小。
5.(2021九上·路南期中)现有下列器材:学生电源(6V)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干,利用这些器材探究“电压不变时,电流与电阻的关系”。
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲中实物电路的连接。
(2)连接电路时,滑动变阻器的滑片应该在 端(选填“A”或“B”)。
(3)先将5Ω的电阻接入电路,当滑片向右移动时,电压表的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”),本次实验当电压表示数为 V时,记录电流表的示数。实验中依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像。
(4)分析图像可以得出的结论 。
[拓展]换成10Ω的电阻接入电路,为保持电压表示数不变,通过计算可知滑动变阻器连入电路的阻值为 Ω。
【答案】(1)
(2)A
(3)变大;2
(4)电压一定时,导体中的电流与导体电阻成反比;20
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)使定值电阻与电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,因此需将定值电阻的左接线柱与电压表的负接线柱相连,如下图所示
(2)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应该在阻值最大处的A端。
(3)先将5Ω的电阻接入电路,当滑片向右移动时,实物图可知,滑动变阻器接入电路的阻值变小,则电路总电阻变小,由欧姆定律可知,电源电压不变时,电流变大,由U=IR可知,定值电阻两端电压变大,即电压表的示数变大。
由图乙可知,电流与电阻的乘积始终等于2V,因此本次实验中,需保持定值电阻两端电压为2V,即当电压表示数为2V时,记录电流表的示数。
(4)根据利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像可知0.4A×5Ω=2V
0.2A×10Ω=2V
……
电流与电阻之积不变。
可以得出结论:电压一定时,导体中的电流与电阻成反比。
电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压U滑=U﹣UV=6V﹣2V=4V
变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,当接入10Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为R滑=2×10Ω=20Ω
【分析】(1)探究电流和电阻关系时,电压表和电阻并联;
(2)闭合开关前,滑片在阻值最大处;
(3)减小滑动变阻器的电阻时,其它位置分压变大;根据电流和电阻的乘积计算电压;
(4)电压一定时,导体中的电流与电阻成反比;根据串联电路分压比值等于电阻比,可以计算滑动变阻器电阻的大小。
6.(2021九上·吉林月考)在“探究通电导体中电流与电阻的关系”实验中,电源电压为4.5V且保持不变,滑动变阻器的规格为20Ω 2A,选用30Ω、25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω的定值电阻R随机正确接入电路。
(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向A端移动时,电路中电流变大,导线不得交叉:
(2)连接电路时,开关应 ;
(3)图乙是小致根据测得实验数据绘制的电流I随电阻R变化图象,由图象可知,记录数据时R两端电压为 V;
(4)某次实验,更换电阻后,没有移动滑动变阻器的滑片P,直接闭合开关,此时电压表示数为1.5V,则刚拆下电阻R的阻值为 Ω。
【答案】(1)如图所示:
(2)断开
(3)3
(4)20
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)根据题意,滑动变阻器的滑片P向A端移动时,电路中电流变大,电阻变小,所以将滑动变阻器A端与定值电阻串联,如图
(2)连接电路时,为了安全起见,开关应断开。
(3)根据乙图可知,当电阻为10Ω时,电流为0.3A,则电压为U=IR=0.3A×10Ω=3V
故R两端电压为3V。
(4)设此时的电阻为,此时滑动变阻器两端的电压为
根据串联分压可知
所以
更换电阻前,R两端的电压为3V不变,则滑动变阻器两端的电压为U滑=U-UR=4.5V-3V=1.5V
设拆下的电阻为R,根据串联分压
所以R=2R滑
由题意,更换电阻后,没有移动滑动变阻器的滑片P,即滑动变阻器的电阻没有变,则R=4R′
由题意,选用30Ω、25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω的定值电阻R随机正确接入电路,所以满足条件的电阻只能是R′=5Ω,R=20Ω
即刚拆下电阻R的阻值为20Ω。
【分析】(1)探究电流和电阻关系时,滑动变阻器和电阻串联,接线柱一上一下,滑片远离下面的接线柱电阻变大;
(2)连接电路时,开关断开;
(3)根据电流和电阻的乘积计算电压;
(4)根据总电压和电阻的分压计算电阻大小;利用分压比,计算电阻比值,判断电阻的大小。
7.(2021九上·建昌期中)小于、小明两个实验小组在探究电流与电压、电阻的关系。可供使用的实验器材有:电源(电压为6V,保持不变),电流表、电压表、开关各一个,阻值不同的定值电阻四个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),两只滑动变阻器(规格分别为“20Ω 2A”“50Ω 1 A”),导线若干。
(1)小于实验小组探究电流与电压的关系。
如图甲所示是同组的小阳连接的实验电路,组长小于在检查时发现有一根导线连接错了。请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连线。
(2)排除故障后,进行实验得到的数据如表所示,由此可得到的实验结论是:电阻一定时, 。
电压U/V 1.0 1.5 3.0
电流I/A 0.2 0.3 0.6
(3)某次实验中,调节滑动变阻器滑片到某位置时,电流表示数如图乙所示,结合表中数据可知,电阻的阻值是 Ω。
(4)小明实验小组探究电流与电阻的关系。
小明连接了与小于组相同的正确电路,将5Ω的电阻连入电路中,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为1.5V,记下此时电流表的示数I1,此时滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω。
(5)将5Ω电阻换成10Ω电阻后,闭合开关,此时滑片应向 (选填“左”或“右”)端移动,同时要观察电压表示数。
(6)小明将实验得到的数据填入表中,分析实验数据,得出的结论是:电压一定时, 。
实验次数 1 2 3
电阻R/Ω 5 10 15
电流I/A 0.3 0.15 0.1
【答案】(1)
(2)通过导体的电流与导体两端电压成正比
(3)5
(4)15
(5)右
(6)通过导体的电流与导体的电阻成反比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(一)(1)电压表并联在其测量的用电器两端,探究电流与电压、电阻的关系时,电压表测定值电阻两端的电压,据此分析电路中电压表右端连线错误,应接在定值电阻的右端,如下图:
(2)分析数据,得出的结论:电阻一定时,电流与电压的比值是定值,即导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
(3)如图电流表选择0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.3A;根据欧姆定律和表中数据,电阻的阻值
(4)根据表格数据知道,电路电流是I1=0.3A
又因为电压表的示数为1.5V,所以由串联电路电压的特点知道,滑动变阻器两端的电压是
由欧姆定律知道,滑动变阻器接入电路的电阻
(5)将5Ω电阻更换成10Ω电阻,根据串联分压原理知道,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知道,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,所以滑片应向右移动变阻器的滑片。
(6)分析表中数据知道,电阻增大为原来的几倍,通过的电流减小为原来的几分之一,即电压一定时,导体的电流与该导体的电阻成反比。
【分析】(1)探究电流和电压关系时,电压表和定值电阻处并联;
(2)通过实验探究,当电阻一定时,电流跟导体两端的电压成正比;
(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)根据电源电压和定值电阻的分压,可以计算滑动变阻器的分压,结合串联电路中,电阻的分压比等于电阻比,可以计算电阻的大小;
(5)电压表处的电阻变大后,为保持电压不变,滑动变阻器的阻值变大;
(6)通过实验可知:电压一定时,导体的电流与导体的电阻成反比。
8.(2021九上·双辽期中)小明同学在探究电流与电阻关系的实验中,设计了如图所示的电路,已知电源电压为9V保持不变,滑动变阻器的规格为“10Ω 2A”,还有一些阻值已知的定值电阻;
(1)按电路图连接实物,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至 端(选填“A”或“B”);
(2)闭合开关后发现电压表指针正常偏转而电流表指针向左偏转,发生此现象的原因是 ;
(3)改正错误后,小明选择一个5Ω的定值电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片到合理的位置,记下电流表的示数为1.2A;
为了获得多组数据,应更换定值电阻重复上述实验,为保证实验顺利进行,所选的定值电阻R的阻值范围应该在 Ω到 Ω之间。
【答案】(1)B
(2)电流表正负接线柱接反
(3)3;20
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)闭合开关前,为防止电阻太小导致电流过大而损坏电路,应将滑动变阻器的滑片P移至最大阻值处,实验中最大阻值处位于B端。
(2)电流表应从正接线柱流入,负接线柱流出,电流表指针向左偏转,说明电流表连接错误,当电流表正负接线柱接反时,会出现这种情况。
(3)根据本次实验信息,实验过程中应保持电压表不变的电压为
滑动变阻器允许通过的最大电流为2A,定值电阻两端电压为6V,所以根据欧姆定律 可得定值最小阻值为
滑动变阻器的最大阻值为10Ω,定值电阻两端电压为6V,滑动变阻器两端电压
则此时电路中最小电流为
定值电阻最大阻值为
【分析】(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片移至最大阻值处;
(2)电压表的政府接线柱接反时,指针反向偏转;
(3)根据电流和电阻的乘积计算电压;利用电压和电流的比值计算电阻;根据串联电路电压规律计算分压;根据电压和电阻的比值计算电流;利用电压和电流的比值计算电阻。
9.(2021九上·滦州期中)用如图甲所示的实验电路探究“电流与电阻的关系”。
电阻R/Ω 5 10 15
电流I/A
0.15 0.1
(1)连接电路时,图甲中导线E端应与滑动变阻器的 (填“A”“B”“C”或“D“)接线柱相连,使闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于A端。
(2)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.R短路 C.R断路
(3)排除故障后,将5Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器,使电压表示数为1.5V,电流表指针位置如图乙所示,则电流表读数为 A。
(4)接下来将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为 V。
(5)再将10Ω电阻换成15Ω电阻,重复操作,并将实验数据记录在表格中。
分析数据可得出结论:在 一定时, 。
【答案】(1)B
(2)B
(3)0.3
(4)左;1.5
(5)电压;电流和电阻成反比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)由闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于A端,且使滑动变阻器的阻值最大,可知,图甲中导线E端应与滑动变阻器的B接线柱相连。
(2)电流表有示数,说明电路为通路,而电压表的示数始终为零,说明电压表测量导线两端电压,即定值电阻R短路,B符合题意,AC不符合题意。
故答案为:B。
(3)由图可知,电流表所选量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则由电流表指针位置可知,电流表读数为0.3A。
(4)将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,闭合开关,根据串联分压特点可知,定值电阻所分电压变大,应将滑动变阻器的滑片P向左移动,使电压表的示数为1.5V。
实验中保持定值电阻两端的电压不变,根据(3)可从,此电压为1.5V。
(5)分析数据
可得出结论:在电压一定时,电流和电阻成反比。
【分析】(1)为保护电路,闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于A端,滑动变阻器的阻值最大,据此可确定导线E端与哪个接线柱连接。
(2)电流表有示数,说明电路为通路,电压表示数为零,说明电压表测量导线两端电压;通过移动滑动变阻器滑片以及电流表、电压表示数的变化判断故障的具体位置。
(3)根据电流表的量程、分度值读数。
(4)将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,闭合开关,根据串联分压特点确定滑动变阻器的滑片P向左移动方向。
(5)在电压一定时,电流和电阻成反比。
10.(2021九上·唐山期中)探究“电流与电阻的关系”.器材有:滑动变阻器、开关、电源(电压恒为6 V)各一个,电流表、电压表各一块,三个定值电阻(10 Ω、15
Ω、20
Ω),导线若干.
(1)如图1是小明连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线.
(2)电路连接正确后,闭合开关前,滑片应置于 (填“A”或“B”)端.
(3)闭合开关后,移动滑片,使与电阻(20 Ω)并联的电压表示数为4 V,读出电流表示数,再分别改接15 Ω、10 Ω的电阻,重复上述实验,收集的实验数据如表1所示.老师告诉小明有一组数据误差较大,便找来一个5 Ω的电阻让他再测一组数据.当他把5 Ω的电阻接入电路时,要使电压表示数仍为4 V,实验不能继续进行,其原因是 .改变连接后,当电压表示数仍为4 V时,电流表示数为 A(如图2所示).综合分析数据可得:电压一定时, .
(4)表1
电压U/V 4
电阻R/Ω 20 15 10
电流I/A 0.20 0.28 0.40
(拓展)小明又利用上述实验器材探究“电流与电压的关系”,将滑片从一端移到另一端的过程中,把收集的实验数据填入了表2中.
表2
电阻R/Ω 10
电压U/V 2 3 4 5 6
电流I/A 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
分析表2中数据可得:电阻一定时, .
(5)分析可知,小明使用的变阻器的最大阻值为 Ω.
【答案】(1)
(2)A
(3)电流超过了所选量程;0.8;导体中的电流和导体的电阻成反比
(4)导体中的电流跟导体两端的电压成正比
(5)20
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)根据题意知道,被测电阻应与电流表、滑动变阻器串联接入电路,电压表与被测电阻并联,由图知道,电路连接时,电阻短路了,正确电路如下:
(2)在闭合电路前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应为最大阻值处,所以滑片应位于A端;
(3)电路中分别接入20Ω、15Ω、10Ω的电阻,实验能够正常进行,说明电路是正常的,当改接5Ω电阻后,电路不能正常进行,则是由于超过了电流表所选的量程;改变连接后,当电压表示数仍为4 V时,由 知道,电流表选择0~3A量程,所以,由图2知道,示数是0.8A;综合分析表1中的数据知道,电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比;
【拓展】
(1)综合分析表2中数据知道,电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比;
(2)当滑片移到最小阻值处,即接入电路中的电阻为0时,则电路中电流最大是:I大=0.6A,所以,定值电阻的阻值是:R= ;由表2知道,当滑片移到最大阻值处时,电路中电流最小是:I小=0.2A,此时电路中的总电阻是: ,滑动变阻器的阻值是:R′=R串 -R=30Ω-10Ω=20Ω.
【分析】(1)原电路中,定值电阻与电压表被短路了,定值电阻应与变阻器串联,电压表测电阻的电压。
(2)为保护电路,电路连接正确后,闭合开关前,滑片应置于阻值最大处。
(3)若再接入5Ω的电阻时,由欧姆定律求出电流大小分析。
(4)改变连接后,电流表选用大量程,由分度值读数;根据电流与导体电阻的乘积是定值得出结论。
【拓展】
(5)根据表2中第1组数据,由串联电路的规律及欧姆定律得出变阻器连入电路的电阻。
11.(2021九上·深圳期中)在探究“电流与电阻的关系”实验过程中,老师给同学们准备了以下器材:蓄电池(6V)、电流表(0﹣0.6A,0﹣3A)、电压表(0﹣3V,0﹣15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω各1个)、开关、滑动变阻器(1.5A,20Ω)、导线若干。
(1)连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态。
(2)在此实验中滑动变阻器除了有保护电路的作用外,另一个作用是
。
(3)小明按图甲连好电路后,闭合开关发现电压表和电流表都无示数,经检查,漏接了一根导线,如图乙,请你帮小明补接上。
(4)补接后,小明先将5Ω电阻接入电路,调节滑动变阻器使电压表示数为2V,电流表示数如图丙为
A;再将5Ω的电阻更换为10Ω电阻,闭合开关,移动滑动变阻器,继续实验完成测量,应将滑动变阻器阻值调 (填“大”或“小”)。
(5)当小明再换按15Ω电阻时,无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数始终大于2V,小明分析发现滑动变阻器阻值增大过程中电压表示数在不断减小,他认为可能是滑动变阻器阻值不够大导致。同组的小红同学思考了一会,在使用题干中已有器材的情况下解决了这一问题,操作方法是 。完成了实验,并填写数据如下表:
电阻R/Ω 5 10 15
电流I/A 0.6 0.3 0.2
实验结论: 。
【答案】(1)断开
(2)控制定值电阻两端的电压不变
(3)
(4)0.4;大
(5)将控制电压提高到3V;电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)探究电流与电阻的关系,利用了控制变量法,要控制定值电阻两端的电压不变,这需要通过调节滑动变阻器来实现。
(3)将滑动变阻器与电阻串联,滑动变阻器已接了上面一个接线柱,应再接下面一个接线柱,与电路图对应,如下图所示:
(4)由图丙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A。
将5Ω的电阻更换为10Ω电阻,根据串联分压原理,为保持电压表示数不变,需要让电阻比不变,则应增大滑动变阻器的阻值,将滑片向右移动。
(5)由表格中数据知,电流与电阻的乘积不变为0.6A×5Ω=3V
故在已有器材的情况下解决了这一问题的操作方法是:将控制电压提高到3V。
根据表格数据知,电流与电阻的乘积是一定值,故可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【分析】(1)为了保护电路,连接电路时开关应断开。
(2)探究电流与电阻的关系实验中,滑动变阻器有两个作用:①保护电路;②控制定值电阻两端的电压不变。
(3)滑动变阻器应一上一下串联在电路中,据此连接实物图。
(4)根据量程、分度值读出电流表的示数;当换接阻值更大的电阻后,为保持电压表示数不变,根据串联分压原理,需要使滑动变阻器接入电路的阻值变大,由此滑片的移动方向。
(5)根据表格数据分析操作方法;计算出每组电流与电阻的乘积,由此得出电流和电阻的关系。
12.(2021九上·晋安期中)如图所示,图甲是“探究电流与电阻的关系”的实验电路图,实验器材有:电源(输出电压为6V),定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)和导线若干。
(1)连接电路,闭合开关,电流表指针偏到零刻度线左边,原因是
;
(2)实验过程中用5Ω的电阻做完实验后,用5Ω的电阻换成10Ω的,若保持滑片的位置不变,断开开关,闭合开关,此时电压表示数 (选择“增大”或“减小”),接下来应将滑片向 (选择“左”或“右”)移动,本实验中滑动变阻器的作用是 ;
(3)正确连接电路,用上述5个定值电阻进行实验得到5组数据,作出电流与电阻的关系图象如图丙、实验中定值电阻两端的电压保持 V,滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω;
(4)为了更直观地表示电压不变时电流与电阻的关系,可以改变横坐标,处理数据后画出电流I与 的关系图线。
【答案】(1)电流表正负接线柱接反了
(2)增大;右;保护电路,控制定值电阻两端的电压不变
(3)2;50
(4)电阻R的倒数
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)电流表的正负接线柱连接正确时,电流表的指针应该向表盘的右侧偏转,电流表正负接线柱接反时,指针会向表盘左侧偏转。
(2)实验过程中用5Ω的电阻做完实验后,若保持滑片的位置不变,用10Ω的电阻替换,根据串联分压原理,分得的电压变大;探究电流与电阻关系的实验中,应控制定值电阻两端的电压不变,根据分压原理知,所以滑片应向右端移动;实验中滑动变阻器的作用是:①保护电路;②控制定值电阻两端的电压不变。
(3)根据绘制的电流I随电阻R变化的图像,定值电阻两端的电压为
即定值电阻两端的电压始终保持2V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压为
变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,当接入25Ω电阻时,滑动变阻器接入电路中的电阻为
故为了完成整个实验,则滑动变阻器的阻值至少为 。
(4)为了更直观地表示电压不变时电流与电阻的关系,可以改变横坐标,将横坐标改为电阻R的倒数 ,这样在电压一定时,电流与电阻的倒数成正比,其图象为一条正比例函数图象。
【分析】(1)使用电流表时,接线柱正入负出;
(2)探究电流和电阻关系时,电压表处的电阻增大,分压变大,若保持电压表示数不变,需要增大滑动变阻器的取值;滑动变阻器在电路中,有保护电路的作用;
(3)根据电流和电阻的乘积计算电压,结合串联电路电压规律,计算分压;
(4)电压一定时,电流和电阻成反比,和电阻的倒数成正比。
13.(2021九上·曲阳期中)在探究“电流跟电阻的关系”的实验中,已知电源电压为
4.5V 且保持不变,滑动变阻器(40Ω 1A)、以及符合实验要求的电表、开关和导线。
如图(甲)是没有连接完整的电路。
(1)请将图甲所示的实物电路连接完整,要求滑片向右移动,电流表示数变大。
(2)小亮同学连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是 (写出一种即可)。
(3)小亮同学排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,同时眼睛应注视______。
A.电压表示数 B.电流表示数 C.滑动变阻器滑
(4)该实验中滑动变阻器除了保护电路外,还有 的作用。
(5)实验中小亮多次改变 R 的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图乙所示的电流 I 随电阻 R 变化的图像。由图像可以得出结论: 。
(6)第(5)问中,小亮多次改变 R 的阻值,并记录各次电流表的示数,为了 能够完成实验,更换的电阻阻值不能够大于 Ω。
(7)另一组的小明同学探究电流跟电压的关系,连接好电路的最后一根导线 时,小灯泡立刻发出微弱的光亮。导致上述现象的不规范操作是 。
(8)小明找出原因后,调节滑动变阻器,测出通过电阻 R 的电流和对应的电 压值,如下表所示,分析数据后发现表格中电流值与电压值不成正比,检 查两电表均无故障,你认为可能的原因是 。
U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
I/A 0.14 0.24 0.34 0.44 0.54 0.64
(9)该电路还可以测量小灯泡正常发光时的电阻,现将图甲中的电阻 R 换成
一个正常工作电压为 3.8V 的小灯泡(电阻约为
20Ω),若要测出该小灯 泡正常发光时的电阻,则原实验电路中只需改动 ,其他不变; 当时电压表示数为 2.5V 时,滑动变阻器的滑片应该向 滑动,以 测出正常发光时的电阻。当电压表的示数为 3.8V 时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡正常发光的时的电阻为 Ω。
【答案】(1)
(2)电阻短路
(3)A
(4)保持定值电阻两端的电压不变
(5)当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比
(6)50
(7)连接电路前开关没有断开
(8)电流表没有校零
(9)电压表的量程;右;19
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)要求滑片向右移动,电流表示数变大,即电阻变小,故变阻器右下接柱连入电路中,电压表与电阻并联,如下所示
(2)小亮同学连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片 P,电流表有示数,电路为通路,电压表无示数,则故障可能是电阻(或电压表)短路。
(3)探究“电流跟电阻的关系”时,应控制电压不变,所以,小亮同学排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,同时眼睛应注视电压表示数,故答案为:A。
(4)“探究电流跟电阻的关系”实验中,要控制电阻的电压不变,故该实验中滑动变阻器除了保护电路外,还有控制电阻的电压不变的作用。
(5)根据如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像知0.5A×5Ω=2.5V
0.17A×15Ω=2.55V
0.1A×25Ω=2.5V
在误差允许的范围内,通过导体的电流与电阻的乘积不变。
故由图像可以得出结论:电压不变时,电流与电阻成反比。
(6)电阻两端的电压始终保持UV=2.5V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U-UV=4.5V-2.5V=2V,根据分压原理
把UV=2.5V,U滑= 2V,R滑=40Ω代入,解得R定=50Ω
所以,当变阻器的最大电阻40Ω连入电路中时,对应的定值电阻最大值为50Ω,即为了能够完成实验,更换的电阻阻值不能够大于50Ω。
(7)为了保护电路,连接电路前开关应该断开。连接完最后一根导线,灯泡立发出微弱的光亮,说明连接电路前开关没有断开。
(8)该实验中电阻R是定值电阻,分析表格数据可知:电流值都去掉0.04A时,电流值与电压值成正比,所以可能的原因是电流表没有调零。
(9)根据题意可知,电压表量程为0~3V;当测量额定电压为3.8V灯泡正常发光时的电阻时,需改用0~15V的量程。
当电压表示数为2.5V时,需增大电压表的示数,减小滑动变阻器两端的电压,因此需减小滑动变阻器接入电路的阻值,故将滑片向右移动。
灯泡正常发光时的电流大约为
因此电流表选择0~0.6A的量程,则根据丙可知,灯泡正常发光时的电流为0.2A,可知,灯泡正常发光的电阻
【分析】(1)将电源和滑动变阻器串联在电路中,滑动变阻器要接一上一下;电压表与电阻并联。
(2)电流表有示数,说明电路为通路;电压表没示数,说明电压表被短路。
(3)探究电流与电阻的关系时,需保持电阻两端电压不变。
(4)滑动变阻器的作用有:保护电路、改变电路中的电流、改变电阻两端电压、多次测量。
(5)分析乙图中的图象,判断电流和电阻的关系即可。
(6)根据图乙,利用U=IR可知电阻两端的电压,根据串联电路的电阻与电压的关系,即可结合滑动变阻器的最大阻值解答。
(7)连接电路时,开关未断开,连接完最后一根导线,电路会连通,烧坏元件。
(8)检查两电表均无故障,说明测量过程正确;分析数据后发现,表格中电流值都减掉0.04A时,电流值与电压值成正比。
(9)根据电压表的量程以及灯泡的额定电压进行判断;根据串联电路起分压作用进行判断;根据灯泡的额定电压和阻值确定电流表的量程,然后欧姆定律的变形公式求出灯泡的阻值。
14.(2021九上·建阳期中)如图甲是张勇实验小组在探究“电流与电阻的关系”时的电路图,电源电压恒为6 V。电压表、电流表无损坏,有阻值为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的定值电阻5个。
(1)实验过程中,需要改变定值电阻,观察电流的变化,为了科学地得出实验结论,当每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片,此时眼睛应注意观察___________(选填序号);
A.变阻器滑片 B.电压表 C.电流表 D.电源
(2)某次实验,更换电阻R,合上开关后,电压表示数为0,电流表示数正常,其原因可能是 ;
(3)在老师的引导下,他们将5次实验数据描绘在图丙中。图中阴影部分“面积”表示的物理量是___________(选填序号);
A.电流 B.电压 C.电阻
(4)实验中,他们选择下列哪个滑动变阻器最合适________(选填序号);
A.10 Ω 0.5 A B.50 Ω 0.5 A C.50 Ω 1 A D.200 Ω 1 A
(5)观察图像你可以得出实验结论:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻 。
【答案】(1)B
(2)电阻R短路
(3)B
(4)C
(5)成反比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)探究“电流与电阻的关系”时,需要控制定值电阻两端的电压相同,故在移动滑动变阻器时,需要注意电压表的示数,故答案为:B。
(2)电流表示数正常,说明故障可能是短路,电压表示数为0,说明可能是电压表所测量的定值电阻R短路。
(3)阴影部分“面积”是长方体,等于长乘以宽,即电阻乘以电流,而电阻乘以电流等于电压,故答案为:B。
(4)探究电流与电阻的关系,关键是控制定值电阻两端的电压相同,从图像可知,控制定值电阻两端的电压为4V,因为电源电压为6V,故滑动变阻器需要分担的电压为2V,定值电阻和滑动变阻器的阻值之比为2:1,当定值电阻选取最大时,最大值为40Ω,根据串联分压,即电阻之比等于电压之比,故滑动变阻器的最大阻值为20Ω,故答案为:滑动变阻器的最大阻值需要为50Ω,从图像可以看出,最大电流为0.8A,故需要滑动变阻器的所允许的最大电流需要大于0.8A,故答案为:C。
(5)从图像可知,电流与电压的乘积为定值,故结论为当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
【分析】(1)探究电流与电阻的关系”时,要控制电阻的电压不变,据此分析。
(2)某次实验,更换电阻R,合上开关后,电流表示数正常,则电路为通路,根据电压表示数为0分析。
(3)图丙中,阴影部分为长方形,根据欧姆定律U=IR分析.
(4)求出图丙中实验中电流与电阻之积,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入40Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻,考虑到电流的电流大小和操作的方便性确定选用的滑动变阻器。
(5)用平滑曲线将图丙中5个点连接起来,根据电流与电阻之积为一定值分析。
15.(2021九上·梁子湖期中)小英在“探究通过导体中电流与电阻的关系”的实验中,连接了如图甲所示的电路(电源电压保持 4.5V 不变)。
(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片 P 向左移动,电路中电流变大,导线不得交叉)。
(2)连接好电路,闭合开关,发现电压表示数接近于电源电压,电流表几乎无示数,则故障为定值电阻 R (填“短路”或“断路”)
(3)图乙是小英根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象,由图象可知 R两端的电压为 V;当 R的电阻由5Ω更换为10Ω时,没有调节滑片就直接闭合开关,为使R两端的电压 (填“改变”或“不变”),滑动变阻器的滑片应向 (填“左”或“右”)端滑动;实验中 R的阻值分别是 5Ω、10Ω、15Ω、 20Ω 、25Ω,为顺利完成五次实验,滑动变阻器的最大阻值至少是 Ω。
【答案】(1)如图所示:
(2)断路
(3)3;改变;右;12.5
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)滑动变阻器的滑片P向左移动,电路中电流变大,即电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中,如下图所示:
(2)连接好电路,闭合开关,电流表几乎无示数,电路可能断路,发现电压表示数接近于电源电压,则电压表与电源连通,则故障为定值电阻R断路。
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,由图像可知R两端的电压为U=IR=0.6A×5Ω=3V
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,为使R两端的电压保持不变,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3V。
电阻两端的电压始终保持UV=3V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压U滑=U-UV=4.5V-3V=1.5V
变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍,根据分压原理,当接入25Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为R滑=0.5×25Ω=12.5Ω
故为了完成整个实验,则滑动变阻器的阻值至少是12.5Ω。
【分析】(1)探究电流和电阻关系时,滑动变阻器和电阻测量,接线柱一上一下,滑片远离下面的接线柱电阻变大;
(2)在串联电路中,电流表无示数,电压表有示数,电压表测量的位置断路;
(3)根据电流和电阻的乘积计算电压;改变电阻时,通过调节滑动变阻器保持电压不变;根据定值电阻和滑动变阻器的分压,结合定值电阻的大小,判断滑动变阻器的最大阻值。
16.(2021九上·日照期中)用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”,电源电压恒为6V,定值电阻R备有(5Ω、10Ω、20Ω、40Ω)各一个。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到最 (选填“左”或“右”)端。
(2)将5Ω的定值电阻接入电路闭合开关,移动滑片P发现电流表示数始终为零,电压表示数不为零,其原因可能是____(填选项)。
A.定值电阻R短路 B.定值电阻R断路 C.滑动变阻器短路
(3)不改变滑动变阻器滑片的位置,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,闭合开关后,为保证电压表示数与更换前相同,滑片P应向 (选填“左”或“右”)端滑动。
(4)实验中依次接入定值电阻,调节滑片使定值电阻两端电压相同,记下电流表读数,绘出电流I与电阻倒数变化的图像乙,由图乙可得出的实验结论是 。
【答案】(1)左
(2)B
(3)左
(4)电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比(或电压一定时,通过导体的电流与电阻的倒数成正比)
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)闭合开关前,为了电路安全,滑动变阻器的滑片P应该置于最大阻值处,即图中滑动变阻器的左端。
(2)移动滑片P发现电流表示数始终为零,说明电路中没有电流通过,故障类型为断路;电压表示数不为零,说明电压表测量部分断路,即定值电阻R断路。AC不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
(3)不改变滑动变阻器滑片的位置,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,闭合开关后,根据欧姆定律可知电压表示数变大,为保证电压表示数与更换前相同,应减小电压表示数,根据分压原理可知应增大滑动变阻器的接入阻值来增大滑动变阻器两端电压,故应该将滑片P向左端滑动。
(4)由图乙可知,绘出的电流I与电阻倒数的图像是一条过原点的倾斜直线,由此可得到结论:电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比(或电压一定时,通过导体的电流与电阻的倒数成正比)。
【分析】(1)闭合开关前,滑片在阻值最大处;
(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)在串联电路中,电压表处的电阻变大,若电压表示数不变,则滑动变阻器的电阻取值变大;
(4)电压一定时,通过导体的电流与电阻的倒数成正比。
17.(2021九上·武功期中)小玉同学在“探究电流与电压和电阻的关系”实验中,选用器材如下:电压为的电源、阻值为的滑动变阻器、电流表、电压表、开关、,,,的定值电阻各一个、导线若干,请你帮她解决实验中遇到的问题:
(1)连接电路时,开关应 ,实验前,调节滑动变阻器的滑片使其阻值 ;
(2)试触时,小玉同学发现电流表无示数,电压表指针超过量程,则电路的故障可能是定值电阻 (选填“短路”或“断路”);
(3)在探究电流与电压的关系时:
①多次改变滑片的位置,测出了多组实验数据,记录表格如下,当电压表示数为时,电流表的示数如图乙所示为 ;
电压 1.0 1.4 2.0 2.4 2.8
电流 0.1 0.14 0.20 0.24
②分析表格中的实验数据得出结论:当电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成 比;
③不能用小灯泡代替定值电阻做上述实验。原因是小灯泡灯丝的电阻随 的变化而改变;
(4)在探究电流与电阻的关系时:
①保持定值电阻两端电压不变,将电阻换成电阻,需要将滑动变阻器滑片向 (选填“A”或“B”)端滑动;
②将电阻换成电阻时,无论怎样移动滑片,都无法使电压表的示数达到,原因是滑动变阻器的最大阻值 (选填“过大”或“过小”)。
【答案】(1)断开;最大
(2)断路
(3)0.28;正;温度
(4)B;过小
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)连接电路时,为保护电路,开关应断开,实验前,调节滑动变阻器的滑片使其阻值最大。
(2)试触时,小玉同学发现电流表无示数,电路可能断路。电源电压为4.5V,从图中可得,电压表的量程选择0~3V,电压表指针超过量程,电压表与电源连通,则电路的故障可能是定值电阻断路。
(3)在探究电流与电压的关系时:①当电压表示数为时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为,电流为。
②分析表格中的实验数据知,电压增大为原来的几倍,通过的电流也增大为原来的几倍,得出结论:当电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成正比。
③研究电流与电压的关系时,要控制电阻的大小不变,不能用小灯泡代替定值电阻做上述实验。原因是小灯泡灯丝的电阻随温度的变化而改变。
(4)在探究电流与电阻的关系时:
①保持定值电阻两端电压不变,根据串联分压原理可知,将定值电阻由改接成的电阻,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,所以滑片应向端移动,使电压表的示数为。
②电阻两端的电压始终保持
根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,当接入电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少的滑动变阻器,而现有变阻器的最大电阻为。故将电阻换成电阻时,无论怎样移动滑片,都无法使电压表的示数达到1.5V,原因是滑动变阻器的最大阻值过小。
【分析】(1)为保护电路,连接电路时,开关应断开,调节滑动变阻器的滑片使其阻值最大。
(2)若电流表示数为0,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的支路断路了。
(3)在探究电流与电压的关系时:
①根据电流表选用小量程确定分度值读数;
②分析表格中的实验数据得出结论;
③研究电流与电压的关系时,要控制电阻的大小不变,据此分析。
(4)①根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向;
②探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入30Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻。
18.(2021九上·曲阜期中)小梅在探究“电流与电阻关系”的实验中,选用器材有:学生电源(电压恒为4V)、电流表、电压表、开关S、滑动变阻器R各一个;5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻各只和导线若干。
(1)如图甲所示,小梅已经连接好部分导线,请用笔画线代替导线帮她连接完整。(要求:滑片P向D端移动时,电路中的电流变大,且导线不能交叉)
(2)在电路连接好后,闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P移到 (选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关后,无论怎样移动滑片P,电压表均无示数,电流表有示数且不断变化,则电路故障可能是定值电阻R发生了 (选填“断路”或“短路”);
(4)故障排除后,小梅首先用5Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片P,直到电压表的示数为1V,观察到电流表指针位置如图乙所示,则电流表示数为 A;
(5)用剩下的两个定值电阻分别替换5Ω的电阻并移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数仍为1V……,改变定值电阻两端的电压多次实验,小梅将所有测量数据记录在了下表中。分析实验数据,可以初步得出结论:在电压一定的情况下,通过导体的电流与这段导体的电阻成 比。
电压/V 1 2 3
电阻/Ω 5 10 20 5 10 20 5 10 20
电流/A 0.10 0.05 0.40 0.20 0.10 0.60 0.30 0.15
小梅进行多组实验,收集多组实验数据的目的是 。
【答案】(1)
(2)A
(3)短路
(4)0.2
(5)反;避免实验结论的偶然性
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)滑片P向D端移动时,电路中的电流变大,即电阻变小,故变阻器右下接线柱连入电路中,由表中数据,电压不超过3V,故电压表选用小量程与R并联,如下所示:
(2)在电路连接完整后,为防止电路电阻过小,电流过大而损坏电路元件,闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处的A端。
(3)若R断路,则电路断路,电流表没有示数,电压表与滑动变阻器串联测电源电压,电压表有示数接近电源电压,不符合题意;若R短路,闭合开关后,电压表被短路无示数,电路是通路,此时移动滑片P,电流表有示数且不断变化,符合题意,则电路故障可能是定值电阻R发生了短路。
(4)如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电流表示数为0.2A。
(5)分析每次的实验数据知,在电压一定时,电阻增大为原来的几倍,通过的电流减小为原来的几分之一,可以初步得出结论:当电压一定的情况下,通过导体的电流与这段导体的电阻成反比。
一组实验得结论,结论会有较大的偶然性,小梅进行多组实验,收集多组实验数据的目的是:避免实验结论的偶然性。
【分析】 (1)根据滑片P向D端移动时,电路中的电流变大确定阻器右下接线柱连入电路中,由表中数据,电压不超过3V,据此确定电压表选用小量程与R并联。
(2)连接电路时,为保护电路,开关必须断开;闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处。
(3)逐一分析两种情况,找出符合题意的答案。
(4)根据电流表选用小量程确定分度值读数。
(5)分析实验数据得出结论。小梅进行多组实验,收集多组实验数据的目的是:避免实验结论的偶然性。
19.(2021九上·承德期中)现有下列器材:学生电源(6V),电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)。定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干,利用这些器材探究“电压不变时,电流与电阻的关系”。
(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路(要求连线不得交叉);
(2)连接电路时,开关应该 ;
(3)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于 端(选填“A”或“B”);
(4)实验中依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象。由图象可以得出结论 ;
(5)上述实验中,小强用5Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,使电压表示数为 V时,读出电流表的示数;
(6)在该实验中使用滑动变阻器的目的是 ;
(7)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器____。
A.50Ω 1.0A B.30Ω 1.0A C.20Ω 1.0A
【答案】(1)
(2)断开
(3)A
(4)电压不变时,电流与电阻成反比
(5)A;2
(6)保护电路和控制电阻两端的电压不变
(7)A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)变阻器按“一下一上”连入电路中与电阻串联,电压表与电阻并联,电路连接如下:
(2)连接电路时,为保护电路安全,开关应处于断开状态。
(3)由图知道,闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于阻值最大处的A端。
(4)由图丙知道,电阻两端的电压始终保持,即电压为一定值,故由图象可以得出结论是:电压不变时,电流与电阻成反比。
(5)根据串联分压原理知道,将定值电阻由改接成的电阻,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,即保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的分配规律知道,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,使电压表的示数为2V,读出电流表的示数。
(6)变阻器的基本作用是保护电路,探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变,故另一个作用是控制电阻两端的电压不变。
(7)电压表控制的电压为2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压,变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,当接入电阻时,变阻器连入电路中的电阻为,故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少的滑动变阻器,故答案为:A。
【分析】(1)变阻器按“一下一上”连入电路中与电阻串联,电压表与电阻并联;
(2)连接电路时,为保护电路安全,开关应处于断开状态;
(3)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于阻值最大处;
(4)电压不变时,电流与电阻成反比;
(5)根据串联电路分压原理和欧姆定律可知,想要控制定值电阻两端电压不变,定值电阻变大时,需要增大滑动变阻器的阻值;
(6)变阻器的基本作用是保护电路,另一个作用是控制电阻两端的电压不变;
(7)根据电源电压和滑动变阻器的分压,结合电压和电流的比值,计算电阻。
20.(2021九上·福清期中)为了“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”,实验小组连接了如图所示的电路,电源电压恒为6V。
序号 电压U/V 电流I/A
1 1.0 0.1
2 1.5 0.15
3 2.0 0.2
(1)连接电路时,开关应处于 状态。
(2)请将电路图连接完整,要求滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大。
(3)在探究“电流与电压的关系”时,测得的数据记录在表中,分析表中数据可知:
①定值电阻R的阻值为 Ω;
②当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
(4)探究“电流与电阻的关系”时,先将5Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2V,并记下电流值。断开开关,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,再闭合开关,发现电压表示数大于2V,此时应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表示数仍为2V,并记下电流值。当他改接20Ω的电阻进行实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数始终无法变为2V,经检查电路连接无误,各元件均完好,出现此现象的原因可能是 。
【答案】(1)断开
(2)
(3)10;正比
(4)B;滑动变阻器的阻值太小
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)连接电路时,为了保护电路,开关应处于断开状态。
(2)滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大,说明电路中电阻变小,滑即动变阻器连入电路的电阻变短,故滑动变阻器要接入左半段,所以滑动变阻器要接入A接线柱,电路连接如下图所示:
(3)①由第一次实验得,定值电阻两端的电压是1.0V,定值电阻中的电流为0.1A,则由欧姆定律可得,定值电阻的阻值为,②由表格数据可知,导体两端电压增大几倍,流过导体的电流也增大几倍,所以在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,滑动变阻器的位置不变,再闭合开关,定值电阻阻值变大,由串联电路电阻分压规律可知,定值电阻两端的电压变大,所以电压表示数大于2V,要使定值电阻两端的电压变小,则滑动变阻器两端的电压应变大,所以要增大滑动变阻器接入电路的电阻,所以滑动变阻器应向B端滑动。当他改接20Ω的电阻进行实验时,保证定值电阻两端的电压为2V,根据串联电路两端的总电压等于各串联导体两端的电压之和,所以滑动变阻器两端的电压为,根据串联电路中,各电阻两端的电压之比等于电阻之比,可得,解得此时滑动变阻器的电阻为R滑=40Ω,由串联分压原理可知,当定值电阻一定时,滑动变阻器接入电路中的阻值越小,定值电阻两端分压越大,若无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数始终无法变为2V,可能是滑动变阻器的阻值太小,使得滑动变阻器接入最大阻值时定值电阻两端分压仍大于2V。
【分析】(1)连接电路时,开关要断开;
(2)连接滑动变阻器,接线柱一上一下,滑片远离下面的接线柱,电阻变大;
(3)利用电压和电流的比值, 计算电阻;电阻一定时,通过导体的电流和电压成正比;
(4)当电压表处的电阻变大时,为保持电压一定,滑动变阻器的电阻变大;若滑动变阻器的总电阻偏小,定值电阻处的电压表不能保持不变。
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