人教版物理九年级上学期第十七章 欧姆定律实验专题练习

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名称 人教版物理九年级上学期第十七章 欧姆定律实验专题练习
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文件大小 2.4MB
资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2022-10-29 15:00:45

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人教版物理九年级上学期第十七章 欧姆定律实验专题练习
一、单选题
1.(2022九上·绥滨期末)在做“探究电流与电阻的关系”实验中,电路如图所示。先在A、B间接入5Ω的电阻,移动滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数。接着用10Ω的电阻替换5Ω的电阻,闭合开关,此时电压表示数及应进行的操作是(  )
A.大于2V,应将滑片P向左滑 B.大于2V,应将滑片P向右滑
C.小于2V,应将滑片P向左滑 D.小于2V,应将滑片P向右滑
【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】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,故电压表示数大于2V;探究“电流与电阻关系”的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压为2V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,应增大滑动变阻器接入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2V;ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】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。
2.(2021九上·成华期末)下列电学实验中均需要测量多组数据,其测量目的是为了求平均值减小误差的是(  )
A.探究电流与电压的关系 B.探究电流与电阻的关系
C.测量定值电阻的阻值 D.研究小灯泡的电功率
【答案】C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;伏安法测电阻的探究实验;电功率的测量
【解析】【解答】A.“通过导体的电流与导体两端电压的关系”,进行多次测量的目的是找出普遍规律,A不符合题意;
B.探究电流与电阻的关系,进行多次测量的目的是找出普遍规律,B不符合题意;
C.用伏安法测量定值电阻的阻值,进行多次测量的目的是求平均值,减小误差,C符合题意;
D.测小灯泡电阻中,小灯泡的电阻随温度的升高而增大,不能取平均值,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】首先要知道进行多次测量目的是什么,一是为了求平均值,提高精度,减小误差;二是为了寻找普遍规律.根据题意探究多次测量提高精度的,就需要将多次测量结果取平均值.
3.(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。
4.(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。
5.(2020九上·广州月考)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象。以下有关叙述错误的是(  )
A.该同学研究的是电流和电阻的关系
B.闭合开关,发现电流表示数过大,原因可能是滑动变阻器连入电路阻值过小
C.实验中电压表的示数保持2.5V不变
D.将Rx从5Ω换成10Ω后,应将滑片P向左移
【答案】D
【知识点】串联电路的电压规律;滑动变阻器的原理及其使用;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】A.由题意知该同学研究的是电流和电阻的关系。A正确,不符合题意;
B.该电路为串联电路滑动变阻器的电阻越小,电路中的电流越大。B正确,不符合题意;
C.根据 结合图乙得到定值电阻的电压为 。
C正确,不符合题意;
D.将Rx从5Ω换成10Ω后定值电阻上的电压增大,要保持定值电阻上的电压为 不变。要增大滑动变阻器的电压,即要增大滑动变阻器的电阻,所以滑片应该右移。D错误,符合题意。
故答案为:D
【分析】定值电阻和滑动变阻器是串联关系,串联分压,分得的电压和电阻成正比,结合定值电阻此时的电压判断滑动变阻器的移动方向。
二、实验探究题
6.(2022九上·重庆开学考)
(1)暑假期间,亮亮在预习电学知识时,对串联电路的电压规律进行了探究。
猜想与假设:串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和;
设计与进行实验:
①按如图所示的电路图连接电路;
②闭合开关,排除故障,用电压表在AB间测出L两端的电压;
③在测L2两端的电压时,亮亮为了节省时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上。
④测出AC间的电压,得出结论。
交流与评估:
步骤②中,在连接电路时,开关必须   。
步骤②中,闭合开关,如图所示的电路,发现电压表示数为零,则小灯泡的故障可能是L1   。(选填“短路”或“断路”)
步骤③中,亮亮的方法能否测出L2两端的电压?   。(选填“能”或“不能”)
方法改进后,测出AB、BC、AC间的电压记录在表格中
亮亮分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和,此做法存在的不足之处是   。
UAB/V UBC/V UAC/V
2.4 1.4 3.8
(2)接着亮亮继续用如图20a所示电路探究电流与电压的关系。
①连接电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,其原因可能是R   ;(选填“短路”或“断路”)
②故障排除后,向左移动滑动变阻器滑片P,电压表示数会   (选填“变大”、“不变”或“变小”)
③当电流表示数为0.5A时,电压表示数如图b所示,其值为   V;
④补齐表中的数据后,根据表中数据可得到的结论是:电阻一定时,电流与电压成   比(选填“正”或“反”)。
序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
电压U/V 0.5 1.0 1.6 1.9   3.0
电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
【答案】(1)断开;短路;不能;只进行了一次实验,结论不具有普遍性
(2)断路;变大;2.5;正
【知识点】探究串、并联电路中的电压规律实验;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,在拆接电路时,开关必须断开,以防止由于接错出现短路烧坏电源。
因为闭合开关,发现电压表示数为零,可能是电压表的正负接线柱没有与电源正负极相连,或电压表短路,则可能L1短路或是L2断路。
当电压表B点不动,只断开A点,并改接到C点上时,虽然电压表此时与L2并联,但电压表的正负接线柱却是反的,闭合开关后,指针会反向偏转,所以不能测出L2两端的电压。
该实验只进行了一次实验,只测出了一组实验数据,根据一次实验得出结论,结论具有片面性与偶然性,不具有普遍性,为得出普遍结论,应进行多次实验,测出多组实验数据。改进措施是换用不同规格的小灯泡多次实验。
(2)① 闭合开关,发现电流表无示数,说明电路出现了断路现象;电压表指针有明显偏转,说明电压表与电源之间是接通的,故原因可能是电阻R断路。
②由图知道,滑动变阻器与定值电阻串联,当滑动变阻器的滑片向左移动时,连入电路中的电阻变小,总电阻变小,由 知道,电路中的电流变大;由UR=IR知道,定值电阻两端的电压变大,即电压表的示数变大。
③由图b知道,电压表量程为0~3V,其分度值为0.1V,所以电压表的示数为2.5V。
④ 分析表中的数据知道,考虑到误差因素,电压变为原来的几倍,通过的电流变为原来的几倍,即电阻一定时,电流跟两端的电压成正比。
【分析】(1)连接电路时,开关要断开;在串联电路中,电压表测量的位置为零,电压表处短路;探究串联电路电压规律时,需要多次实验,探究的规律具有普遍性;
(2)在串联电路中,电流表无示数,电压表示数较大,此时电压表测量的位置断路;减小滑动变阻器的电阻,电流变大,其它位置分压变大;根据电压表的量程和指针位置, 测量电压;通过实验可知,电阻一定时,通过导体的电流和电阻成正比。
7.(2022九下·深圳月考)小明同学在做“探究电流与电阻的关系”实验时,他用图甲所示的电路进行实验,电源电压为4.5V,实验中电阻R两端的电压始终保持在2.5V不变。
(1)连接电路时,开关应该处于   状态。
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应处于   (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,原因可能是   。
(4)实验过程中,当把电阻R由5Ω换成10Ω时,滑动变阻器接入电路中的电阻应   (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)实验过程中,电流表的示数如图所示,此时电路总阻值为   Ω。
(6)实验中R阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,都能完成探究实验,那么滑动变阻器的阻值至少为   Ω。
【答案】(1)断开
(2)B
(3)电阻R断路
(4)变大
(5)22.5
(6)20
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)在连接电路时开关应该处于断开状态;
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处的B端;
(3)闭合开关后,小明发现电流表示数为零,则电路为断路;而电压表示数很大,说明电压表两接线柱到电源正负极之间是连通的,所以断开的位置是R,即电阻R断路;
(4)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,所以滑动变阻器的滑片应向右移动,使电压表的示数为2.5V,即接入电路中的电阻应变大;
(5)实验过程中,电流表的示数如图所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.2A,由欧姆定律可知,此时电路中的总阻值为:;
(6)每次控制电阻的两端电压为2.5V时,电源电压为4.5V,根据串联电路电压特点,滑动变阻器需要承担电压为2V,实验中R的阻值最大为25Ω,利用串联分压公式:,
可得R滑=20Ω。
【分析】(1)连接电路时,开关要断开;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片在电阻最大处;
(3)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;
(4)探究电流和电阻关系时, 电压表处的电阻变大,为保持电压表示数不变,滑动变阻器的取值变大;
(5)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;
(6)根据电源电压和电压表示数,结合最大的定值电阻,根据分压比和电阻比的规律,可以计算滑动变阻器的最小阻值。
8.(2022九下·兴化月考)在“探究电流与电阻的关系”实验中,部分器材选用如下:电压为6V的电源,标有“100Ω 1A”的滑动变阻器,阻值不同的定值电阻若干,其他器材,回答下列问题
(1)按照图甲将图乙补画完整;
(2)按图甲连接电路后,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片P移到最   (选填“左”或“右”)端,闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数 若电路故障只出现在R和R1上,则电路故障是   ;
(3)排除故障后,将R=5Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片,直到电流表示数为0.4A时,读出电压表示数;
将R=5Ω电阻换成10Ω电阻,接下来的操作是:闭合开关,此时电流表的示数如图丙所示为   A,将滑动变阻器的滑片P向   (选填“左”或“右”)移动,直到电压表示数与上一步电压表示数相同;
(4)分别将其它电阻依次替换R,重复(3)实验,根据所测数据绘制出如图丁所示I-R图像,该图像难以判定I与R的关系,小明根据数据作出了的图像,发现是一条过原点的直线,由此得出结论:电压一定时,电流与电阻成   ;
(5)要完成本次实验,如果有多种规格的滑动变阻器可供选择,选用滑动变阻器的最大阻值至少为   Ω。
【答案】(1)
(2)右;R短路
(3)0.3;右
(4)反比
(5)50
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)根据电路图连接实物图,电压表要并联在待测电阻两端,滑动变阻器要“一上一下”接入电路,如图所示:
(2)为了防止电路中电流过大,滑动变阻器的滑片要滑到阻值最大处,由图可知,将滑动变阻器的滑片滑到最右端。
闭合开关后,发现电流表有示数,电路中没有发生断路,电压表无示数,则与电压表并联的用电器短路,所以电路中的故障为R短路。
(4)如图丙,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表的示数为0.3A。
探究电流与电阻的关系,要控制电阻两端的电压不变,将R=5Ω电阻换成10Ω电阻,阻值变大,根据串联电路电流规律可知,电压表示数变大,为了保持电阻两端电压不变,则需要滑动变阻器分压增大,故应将滑片向右滑动。
(5)根据如图丁I-R图像,每次电流与电阻的乘积都为2V,可得出结论:电压一定时,电流与电阻成反比。
(6)由图丁知当电阻为25Ω时,定值电阻两端电压UR=2V,根据串联电路电压的规律知变阻器两端的电压U滑=U-UR=6V-2V=4V
根据串联电路的分压作用知

则滑动变阻器的最大阻值50Ω。
【分析】(1)探究电流和电阻关系时,电压表和电阻并联,滑动变阻器一上一下和电阻串联;
(2)闭合开关前,滑片在电阻最大处;在串联电路中,电流表有示数,电压表无示数,电压表测量的位置短路;
(4)根据电流表的量程和指针位置,测量电流;若电压表处的电阻变大,滑动变阻器的取值调大;
(5)根据实验数据的图像,若电流和电阻的倒数成正比,则电流和电阻成反比;
(6)根据电源电压和电压表的示数,结合定值电阻的最大值,计算滑动变阻器的最小电阻值。
9.(2022九下·黄冈月考)为完成“探究电流与电阻的关系”实验,小海从实验室取得以下器材:电压恒为4.5V的电池组、电流表、电压表、开关,5 、10 、25 的定值电阻各一个。规格为“40 1A”的滑动变阻器,导线若干。
(1)小海按图甲所示电路正确接入10 电阻,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,记录电压表、电流表的示数;接着将电阻换为25 后,为保证电压表的示数为   V不变,应将滑动变阻器的滑片向   (填“左”或“右”)移动。
(2)通过实验得到电流随电阻变化的图象如图乙所示,由此可知:电压一定时,通过导体的电流与其电阻成   比;
(3)在小海实验基础上,为了得到更多组数据,需要更多规格的定值电阻,则选用的定值电阻最大阻值不允许超过    。
【答案】(1)2.5;左
(2)反
(3)50
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)由图乙知,当接入10 电阻时,电流为0.25A。根据 得,此时定值电阻两端的电压为
根据控制变量法研究问题,更换电阻后应保持定值电阻两端的电压不变,即电压表的示数为2.5V;根据串联电路的电压分配规律知,10 电阻更换为25 后,电压表示数会变大,故应该将滑动变阻接入的电阻变大,即滑片应该向左滑动,使定值电阻两端的电压保持2.5V不变。
(2)由乙图像乙知,当定值电阻两端电压不变时,电流与电压正反比。即电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比。
(3)根据题意,变阻器的最大电阻为40Ω,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,变阻器分得的电压为
定值电阻分得的电压为变阻器分得的电压的1.25倍,根据分压原理,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
故答案为:用的定值电阻最大阻值不允许超过50Ω。
【分析】(1)利用电流和电阻的乘积,计算电压;探究电流和电阻关系时,电压表处的电阻变大时,滑动变阻器的电阻调大;
(2)电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比;
(3)根据定值电阻处的分压和定值电阻的最大值,结合分压和滑动变阻器的最大值,计算最大电阻。
10.(2022九上·岚皋期末)小明在“探究电流与电阻的关系”实验中,实验器材:两节新干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、定值电阻R(阻值分别5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)及导线若干;
(1)小明设计并连接的电路如图1所示,在连接电路的过程中,开关应处于   状态;
(2)小明闭合开关,发现移动滑动变阻器的滑片P,电流表、电压表均有示数且不变,则电路故障可能是_____(选填序号);
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)排除故障后继续实验,先后将五个定值电阻分别接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,直至电压表示数为某一固定值,记录相应电流表示数,小明根据实验数据在如图2所示的坐标上描点,请用光滑的曲线画出电流随电阻变化的关系图像   ,分析图像可得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成   。
【答案】(1)断开
(2)C
(3);反比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)在连接电路的过程中,为了保护电路,连接电路时开关应断开。
(2)闭合开关后,电流表、电压表均有示数,说明电路中没有断路,移动滑动变阻器的滑片P,电表示数不变,说明滑动变阻器不能改变接入电路电阻,因此故障为滑动变阻器短路,故答案为:C。
(3)在“探究电流与电阻的关系”实验中,需要控制定值电阻两端电压保持不变,当阻值为15Ω时,根据
可知,定值电阻此时两端电压为1.5V,其他组的电压均为2V,故当阻值为15Ω的该组数据是错误的,需要舍去,故图像如图所示
由图可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【分析】(1)连接电路时,开关要断开;
(2)在串联电路中,电流表、电压表有示数,调节滑片示数不变;电压表测量的以外位置短路;
(3)当电压一定时,通过导体的电流和电阻成反比。
11.(2022九上·阳东期末)小东同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,根据记录的实验数据作出了如图所示的图像,根据图像回答:
(1)当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过导体乙的电流为    A,导体乙的电阻为    Ω;导体甲的电阻为    Ω;
(2)将甲、乙两导体并联后到电压为2V的电源上时,通过导体甲的电流为    A,通过导体乙的电流为    A,甲、乙两导体消耗的总功率是
   W;
(3)实验的结论是:通过导体的电流与其两端的电压成    比。
【答案】(1)0.1;10;5
(2)0.4;0.2;1.2
(3)正
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)当在导体乙的两端加上1V的电压时,由图知道,通过导体乙的电流为0.1A,根据欧姆定律知道,导体乙的电阻为
当在导体甲的两端加上1V的电压时,由图知道,通过导体甲的电流为0.2A,根据欧姆定律知道,导体甲的电阻为
(2)将甲、乙两导体并联后到电压为2V的电源上时,根据并联电路的电压特点可知两导体两端的电压都为2V,由图知道,通过导体甲的电流为0.4A,通过导体乙的电流为0.2A。
根据并联电路的电流特点知道,干路电流是I=0.4A+0.2A=0.6A
甲、乙两导体消耗的总功率P=UI=2V×0.6A=1.2W
(3)由图像知道,甲、乙两图均是过原点的一条直线,所以,通过甲、乙的电流与其两端的电压均成正比例关系。实验的结论是:通过导体的电流与其两端的电压成正比。
【分析】(1)根据图像数据,判断对应电压下的电流;根据,可求出电阻值;
(2)并联电路电压相等;并联电路中,干路电流等于各支路电流之和;根据P=UI,可求出总功率;
(3)通过导体的电流与其两端的电压成正比。
12.(2021九上·岑溪期末)如图甲所示,在“探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系”实验中,某小组选用两节新干电池为电源,规格为“20 Ω 1 A”的滑动变阻器等器材进行实验:
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 0.6 1.0 1.6 1.9 2.4
电流I/A 0.12 0.20 0.32 0.38 0.48
(1)连接电路时开关应该   。
(2)在做实验时,要求保持   不变,通过移动   改变电阻两端的电压,观察电流大小的变化。
(3)闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数但没超出量程,则产生故障的原因可能是电阻   (选填“断路”或“短路”)。
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,若电流表示数如图乙 所示,其读数为   。
(5)改变滑动变阻器滑片的位置,测得多组对应的电压、电流值,如上表所示。由测得数据可知,当电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成   ,导体电阻为   Ω(结果保留一位小数)。
(6)进行实验时,该小组发现:调节滑动变阻器无法使电压表示数为0.5 V,为了解决这个问题,可采取的方法是    (写出一种即可)。
【答案】(1)断开
(2)电阻阻值;滑动变阻器的滑片
(3)短路
(4)0.3A
(5)正比;5.0
(6)减小电源电压(或串联一个电阻 或 换用最大阻值更大的变阻器)
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)为保护电路和用电安全,在连接电路时,开关应断开。
(2) 探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系,要控制电阻的阻值不变,通过调节滑动变阻器的滑片改变电阻两端的电压。
(3)电流表有示数,说明电路故障时短路,又因为电压表没有示数,即电阻两端电压为0,所以是电阻短路。
(4)由图乙可知,电流表所用量程是0~0.6A,指针指在表盘的中间,示数为0.3A。
(5)分析表中数据,在电阻一定时,通过导体的电流随导体两端电压的升高而增大,且每次电流增大的倍数与相应的电压升高倍数相等,说明电流与电压成正比。
以第1次实验数据可以得出
(6) 调节滑动变阻器无法使电压表示数为0.5 V,原因是滑动变阻器的最大阻值太小,所分电压不足以使电阻两端电压达到0.5A,我们可以换一个最大阻值更大的变阻器,也可以减小电源电压或者串联一个电阻来分压。
【分析】(1)为保护电路和用电安全,在连接电路时,开关应断开。
(2)根据实物图,将电路图补充完整,把电压表与定值电阻并联。
(3)闭合开关,电流表有示数,说明电路为通路,由发现电压表无示数分析故障的可能原因。
(4)根据图中电流表小量程读数。
(5)分析表中数据得出结论;为减小误差,多次测量求平均值。
(6)调节滑动变阻器无法使电压表示数为0.5V,即电压表示数大于0.5V;说明电源过高,可适当减小电源电压,据此分析措施。
13.(2021九上·江城期末)小智同学在“探究通过导体的电流与电阻的关系”时,他用如图所示的电路进行实验,可供选择的定值电阻分别为2.5Ω、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。实验中电阻R两端的电压始终保持3V不变,滑动变阻器的规格为“15Ω 1A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时接入电路的电阻变大;
(2)连接电路时开关应该    (选填“闭合”或“断开”);
(3)实验中,不能被选用的电阻为    Ω;
(4)保证可用电阻均能正常进行实验,电源电压应该控制在3V至    V之间;
(5)小明同学根据图甲电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,根据实验的数据绘出了I﹣图像,如图乙所示。分析图像可知,当通过导体的电流为0.2A时,导体的电阻为    Ω;换上更大的电阻后,闭合开关,电压表示数将    (选填“变大”或“变小”),此时应将滑片向    (选填“A”或“B”)端移动,使电阻两端电压为    V。
【答案】(1)解:如图所示:
(2)断开
(3)2.5
(4)4.8
(5)10;变大;B;2
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)滑动变阻器靠改变接入电路中电阻丝长度来改变电阻的,长度越长电阻越大。所以滑动变阻器的滑片P向B端移动时接入电路的电阻变大,应远离下端接线柱,故变阻器左下接线柱连入电路中,如图所示:
(2)为了保护电路,连接电路时开关应断开。
(3)实验中电阻R两端的电压始终保持3V不变,若选用2.5Ω的电阻,由欧姆定律,电路的电流为
超过了变阻器的最大电流,故实验中不能被选用的电阻是2.5Ω。
(4)由题意知,滑动变阻器的最大阻值为15Ω,定值电阻的最大电阻为25Ω;根据串联电路的电压关系和串联电路的规律及分压原理得
方程左边为一定值,故右边也为一定值,当变阻器连入电路的电阻最大时,对应的定值电阻应最大,此时电源电压最大
解得电源电压最大值
故为保证可用电阻均能正常进行实验,电源电压应该控制在3V至4.8V之间。
(5)由图像可知,当通过导体的电流I=0.2A 时=0.1Ω﹣1即R=10Ω。
通过导体的电流I=0.2A,由I=可得,小明控制导体两端的电压
根据串联分压原理可知,换上更大电阻,其分得的电压变大。
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,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,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,滑动变阻器A下接线柱接入,所以滑片应向B端移动,使电压表的示数为2V。
【分析】(1)探究电流和电阻关系时,滑动变阻器和定值电阻串联,接线柱一上一下,滑片远离下面的接线柱时,电阻变大;
(2)连接电路时,开关要断开;
(3)根据电压和电阻的比值, 计算电流,根据电路运行通过的电流,判断电阻是否合理;
(4)根据定值电阻和滑动变阻器的最大电阻的比值, 结合电源电压和滑动变阻器的分压,计算定值电阻的分压;
(5)根据电流和电阻关系,结合电流判断电阻;电压表处的电阻变大,分压变大,增大滑动变阻器的阻值,使电压表示数保持不变。
14.(2021九上·鸡西期末)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(5、10、15各1个)、开关、滑动变阻器(1.5A,20)、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)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。
(3)补接后,小明先将5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5的电阻更换为10电阻,为了使电压表示数仍为2V,应将滑动变阻器适当向   (选填“左”或“右”)移动。
(4)当小明再换接15电阻时,无论怎样调节滑动变阻器,都不能使电压表示数为2V,分析其可能的原因   。(答出一种情况即可)
【答案】(1)断开
(2)
(3)0.4;右
(4)滑动变阻器规格过小
【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,为了保护电路,开关应处于断开状态。
(2)由图乙可知,此时滑动变阻器未接入电路,改正如下图所示:
(3)由图丙可知,电流表的示数为0.4A;当电阻由5更换为10后,为了保证其两端电压不变,故应使电路中的电流减小,故应将滑动变阻器适当向右移动。
(4)[5在探究电流与电阻关系时,要保持电压不变,电压表示数为2V; 用串联电路的分压原理得:
解得:R滑=30Ω
滑动变阻器最大阻值最小为30Ω,故其可能的原因是滑动变阻器规格过小。
【分析】(1)连接电路时,开关断开;
(2)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;
(3)根据电流表的量程和指针位置,测量电流;电压表处的电阻变大时,为保持电压一定,滑动变阻器的阻值变大;
(4)根据滑动变阻器的分压和电流的比值, 计算电阻,分析滑动变阻器是否合理。
15.(2021九上·浈江期末)如图甲是探究“电流与电阻的关系”时的电路图,电源电压恒为6V。滑动变阻器,电压表、电流表无损坏,有阻值为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω、40Ω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    (“电流表示数”或“电压表示数”);
(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    (“R短路”或“R断路”);
(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 ____(填序号);
A.电流 B.电压 C.电阻
(4)其中一组同学连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的过程中发现,电流表的示数变大时,电压表的示数反而减小,电流表的示数变小时,电压表的示数反而增大。经检查所有器材均完好。你认为出现上述实验现象的原因是    ;
(5)用10Ω电阻代替5Ω电阻接入电路,应将滑片向    端(选填“左”或“右”)移动,才能使电压表示数保持4V不变,并记录下电流表示数;
(6)请你用平滑曲线将图丙中5个点连接起来   。观察图象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成    。
【答案】(1)电压表示数
(2)R短路
(3)B
(4)电压表并联在滑动变阻器两端了
(5)左
(6);反比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)在探究电流与电阻的关系的实验中,根据控制变量法,要控制电阻两端的电压不变,故每次更换定值电阻,都要移动滑动变阻器的滑片,此时眼睛应注意观察电压表示数。
(2)若R短路,电路为通路,电压表示数为0,电流表示数正常,符合题意;若R断路,电流表没有示数,电压表串联在电路中测电源电压,电压表有示数,不符合题意。故更换电阻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R短路。
(3)阴影部分的面积是横坐标与纵坐标的乘积,即电阻与电流的乘积,根据U=IR可知,阴影部分的面积是定值电阻两端的电压。AC不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
(4)滑动变阻器与定值电阻串联,当电路中的电流变大时,根据U=IR可知,定值电阻两端的电压将增大,根据串联电路电压的规律,因电源电压保持不变,所以滑动变阻器两端的电压将减小,由此可知,电压表并联在滑动变阻器两端了。
(5)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,所以向左端移动,才能使电压表示数保持4V不变,并记录下电流表示数。
(6)用平滑的曲线将五个点连接起来,如下图所示:
由图可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,由图知, 电阻的电流与电阻之积为UV=IR=0.8A×5Ω=4V
……
0.4A×10Ω=4V
0.2A×20Ω=4V
电压为一定值,得出的结论是:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
【分析】(1)探究电流和电阻规律时,在改变电阻时,通过调节滑动变阻器,使电压保持不变;
(2)在串联电路中,电流表有示数,电压表无示数,电压表测量的位置短路;
(3)在电流和电阻图像中,电流和电阻的乘积表示电压;
(4)当调节滑动变阻器时,电压表变大时,电流表变小,此时电压表和滑动变阻器并联;
(5)当电压表处的电阻变大时,为使电压表示数不变,滑动变阻器的电阻变大;
(6)根据多次实验记录的结果,在坐标图像中描点作图;当电压一定时,导体中的电流和电阻成反比。
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人教版物理九年级上学期第十七章 欧姆定律实验专题练习
一、单选题
1.(2022九上·绥滨期末)在做“探究电流与电阻的关系”实验中,电路如图所示。先在A、B间接入5Ω的电阻,移动滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数。接着用10Ω的电阻替换5Ω的电阻,闭合开关,此时电压表示数及应进行的操作是(  )
A.大于2V,应将滑片P向左滑 B.大于2V,应将滑片P向右滑
C.小于2V,应将滑片P向左滑 D.小于2V,应将滑片P向右滑
2.(2021九上·成华期末)下列电学实验中均需要测量多组数据,其测量目的是为了求平均值减小误差的是(  )
A.探究电流与电压的关系 B.探究电流与电阻的关系
C.测量定值电阻的阻值 D.研究小灯泡的电功率
3.(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
4.(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
5.(2020九上·广州月考)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象。以下有关叙述错误的是(  )
A.该同学研究的是电流和电阻的关系
B.闭合开关,发现电流表示数过大,原因可能是滑动变阻器连入电路阻值过小
C.实验中电压表的示数保持2.5V不变
D.将Rx从5Ω换成10Ω后,应将滑片P向左移
二、实验探究题
6.(2022九上·重庆开学考)
(1)暑假期间,亮亮在预习电学知识时,对串联电路的电压规律进行了探究。
猜想与假设:串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和;
设计与进行实验:
①按如图所示的电路图连接电路;
②闭合开关,排除故障,用电压表在AB间测出L两端的电压;
③在测L2两端的电压时,亮亮为了节省时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上。
④测出AC间的电压,得出结论。
交流与评估:
步骤②中,在连接电路时,开关必须   。
步骤②中,闭合开关,如图所示的电路,发现电压表示数为零,则小灯泡的故障可能是L1   。(选填“短路”或“断路”)
步骤③中,亮亮的方法能否测出L2两端的电压?   。(选填“能”或“不能”)
方法改进后,测出AB、BC、AC间的电压记录在表格中
亮亮分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和,此做法存在的不足之处是   。
UAB/V UBC/V UAC/V
2.4 1.4 3.8
(2)接着亮亮继续用如图20a所示电路探究电流与电压的关系。
①连接电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,其原因可能是R   ;(选填“短路”或“断路”)
②故障排除后,向左移动滑动变阻器滑片P,电压表示数会   (选填“变大”、“不变”或“变小”)
③当电流表示数为0.5A时,电压表示数如图b所示,其值为   V;
④补齐表中的数据后,根据表中数据可得到的结论是:电阻一定时,电流与电压成   比(选填“正”或“反”)。
序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
电压U/V 0.5 1.0 1.6 1.9   3.0
电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
7.(2022九下·深圳月考)小明同学在做“探究电流与电阻的关系”实验时,他用图甲所示的电路进行实验,电源电压为4.5V,实验中电阻R两端的电压始终保持在2.5V不变。
(1)连接电路时,开关应该处于   状态。
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应处于   (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,原因可能是   。
(4)实验过程中,当把电阻R由5Ω换成10Ω时,滑动变阻器接入电路中的电阻应   (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)实验过程中,电流表的示数如图所示,此时电路总阻值为   Ω。
(6)实验中R阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,都能完成探究实验,那么滑动变阻器的阻值至少为   Ω。
8.(2022九下·兴化月考)在“探究电流与电阻的关系”实验中,部分器材选用如下:电压为6V的电源,标有“100Ω 1A”的滑动变阻器,阻值不同的定值电阻若干,其他器材,回答下列问题
(1)按照图甲将图乙补画完整;
(2)按图甲连接电路后,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片P移到最   (选填“左”或“右”)端,闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数 若电路故障只出现在R和R1上,则电路故障是   ;
(3)排除故障后,将R=5Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片,直到电流表示数为0.4A时,读出电压表示数;
将R=5Ω电阻换成10Ω电阻,接下来的操作是:闭合开关,此时电流表的示数如图丙所示为   A,将滑动变阻器的滑片P向   (选填“左”或“右”)移动,直到电压表示数与上一步电压表示数相同;
(4)分别将其它电阻依次替换R,重复(3)实验,根据所测数据绘制出如图丁所示I-R图像,该图像难以判定I与R的关系,小明根据数据作出了的图像,发现是一条过原点的直线,由此得出结论:电压一定时,电流与电阻成   ;
(5)要完成本次实验,如果有多种规格的滑动变阻器可供选择,选用滑动变阻器的最大阻值至少为   Ω。
9.(2022九下·黄冈月考)为完成“探究电流与电阻的关系”实验,小海从实验室取得以下器材:电压恒为4.5V的电池组、电流表、电压表、开关,5 、10 、25 的定值电阻各一个。规格为“40 1A”的滑动变阻器,导线若干。
(1)小海按图甲所示电路正确接入10 电阻,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,记录电压表、电流表的示数;接着将电阻换为25 后,为保证电压表的示数为   V不变,应将滑动变阻器的滑片向   (填“左”或“右”)移动。
(2)通过实验得到电流随电阻变化的图象如图乙所示,由此可知:电压一定时,通过导体的电流与其电阻成   比;
(3)在小海实验基础上,为了得到更多组数据,需要更多规格的定值电阻,则选用的定值电阻最大阻值不允许超过    。
10.(2022九上·岚皋期末)小明在“探究电流与电阻的关系”实验中,实验器材:两节新干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、定值电阻R(阻值分别5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)及导线若干;
(1)小明设计并连接的电路如图1所示,在连接电路的过程中,开关应处于   状态;
(2)小明闭合开关,发现移动滑动变阻器的滑片P,电流表、电压表均有示数且不变,则电路故障可能是_____(选填序号);
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)排除故障后继续实验,先后将五个定值电阻分别接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,直至电压表示数为某一固定值,记录相应电流表示数,小明根据实验数据在如图2所示的坐标上描点,请用光滑的曲线画出电流随电阻变化的关系图像   ,分析图像可得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成   。
11.(2022九上·阳东期末)小东同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,根据记录的实验数据作出了如图所示的图像,根据图像回答:
(1)当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过导体乙的电流为    A,导体乙的电阻为    Ω;导体甲的电阻为    Ω;
(2)将甲、乙两导体并联后到电压为2V的电源上时,通过导体甲的电流为    A,通过导体乙的电流为    A,甲、乙两导体消耗的总功率是
   W;
(3)实验的结论是:通过导体的电流与其两端的电压成    比。
12.(2021九上·岑溪期末)如图甲所示,在“探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系”实验中,某小组选用两节新干电池为电源,规格为“20 Ω 1 A”的滑动变阻器等器材进行实验:
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 0.6 1.0 1.6 1.9 2.4
电流I/A 0.12 0.20 0.32 0.38 0.48
(1)连接电路时开关应该   。
(2)在做实验时,要求保持   不变,通过移动   改变电阻两端的电压,观察电流大小的变化。
(3)闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数但没超出量程,则产生故障的原因可能是电阻   (选填“断路”或“短路”)。
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,若电流表示数如图乙 所示,其读数为   。
(5)改变滑动变阻器滑片的位置,测得多组对应的电压、电流值,如上表所示。由测得数据可知,当电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成   ,导体电阻为   Ω(结果保留一位小数)。
(6)进行实验时,该小组发现:调节滑动变阻器无法使电压表示数为0.5 V,为了解决这个问题,可采取的方法是    (写出一种即可)。
13.(2021九上·江城期末)小智同学在“探究通过导体的电流与电阻的关系”时,他用如图所示的电路进行实验,可供选择的定值电阻分别为2.5Ω、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。实验中电阻R两端的电压始终保持3V不变,滑动变阻器的规格为“15Ω 1A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时接入电路的电阻变大;
(2)连接电路时开关应该    (选填“闭合”或“断开”);
(3)实验中,不能被选用的电阻为    Ω;
(4)保证可用电阻均能正常进行实验,电源电压应该控制在3V至    V之间;
(5)小明同学根据图甲电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,根据实验的数据绘出了I﹣图像,如图乙所示。分析图像可知,当通过导体的电流为0.2A时,导体的电阻为    Ω;换上更大的电阻后,闭合开关,电压表示数将    (选填“变大”或“变小”),此时应将滑片向    (选填“A”或“B”)端移动,使电阻两端电压为    V。
14.(2021九上·鸡西期末)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(5、10、15各1个)、开关、滑动变阻器(1.5A,20)、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)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。
(3)补接后,小明先将5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5的电阻更换为10电阻,为了使电压表示数仍为2V,应将滑动变阻器适当向   (选填“左”或“右”)移动。
(4)当小明再换接15电阻时,无论怎样调节滑动变阻器,都不能使电压表示数为2V,分析其可能的原因   。(答出一种情况即可)
15.(2021九上·浈江期末)如图甲是探究“电流与电阻的关系”时的电路图,电源电压恒为6V。滑动变阻器,电压表、电流表无损坏,有阻值为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω、40Ω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    (“电流表示数”或“电压表示数”);
(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    (“R短路”或“R断路”);
(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 ____(填序号);
A.电流 B.电压 C.电阻
(4)其中一组同学连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的过程中发现,电流表的示数变大时,电压表的示数反而减小,电流表的示数变小时,电压表的示数反而增大。经检查所有器材均完好。你认为出现上述实验现象的原因是    ;
(5)用10Ω电阻代替5Ω电阻接入电路,应将滑片向    端(选填“左”或“右”)移动,才能使电压表示数保持4V不变,并记录下电流表示数;
(6)请你用平滑曲线将图丙中5个点连接起来   。观察图象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成    。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】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,故电压表示数大于2V;探究“电流与电阻关系”的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压为2V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,应增大滑动变阻器接入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2V;ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】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。
2.【答案】C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;伏安法测电阻的探究实验;电功率的测量
【解析】【解答】A.“通过导体的电流与导体两端电压的关系”,进行多次测量的目的是找出普遍规律,A不符合题意;
B.探究电流与电阻的关系,进行多次测量的目的是找出普遍规律,B不符合题意;
C.用伏安法测量定值电阻的阻值,进行多次测量的目的是求平均值,减小误差,C符合题意;
D.测小灯泡电阻中,小灯泡的电阻随温度的升高而增大,不能取平均值,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】首先要知道进行多次测量目的是什么,一是为了求平均值,提高精度,减小误差;二是为了寻找普遍规律.根据题意探究多次测量提高精度的,就需要将多次测量结果取平均值.
3.【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。
4.【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。
5.【答案】D
【知识点】串联电路的电压规律;滑动变阻器的原理及其使用;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】A.由题意知该同学研究的是电流和电阻的关系。A正确,不符合题意;
B.该电路为串联电路滑动变阻器的电阻越小,电路中的电流越大。B正确,不符合题意;
C.根据 结合图乙得到定值电阻的电压为 。
C正确,不符合题意;
D.将Rx从5Ω换成10Ω后定值电阻上的电压增大,要保持定值电阻上的电压为 不变。要增大滑动变阻器的电压,即要增大滑动变阻器的电阻,所以滑片应该右移。D错误,符合题意。
故答案为:D
【分析】定值电阻和滑动变阻器是串联关系,串联分压,分得的电压和电阻成正比,结合定值电阻此时的电压判断滑动变阻器的移动方向。
6.【答案】(1)断开;短路;不能;只进行了一次实验,结论不具有普遍性
(2)断路;变大;2.5;正
【知识点】探究串、并联电路中的电压规律实验;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,在拆接电路时,开关必须断开,以防止由于接错出现短路烧坏电源。
因为闭合开关,发现电压表示数为零,可能是电压表的正负接线柱没有与电源正负极相连,或电压表短路,则可能L1短路或是L2断路。
当电压表B点不动,只断开A点,并改接到C点上时,虽然电压表此时与L2并联,但电压表的正负接线柱却是反的,闭合开关后,指针会反向偏转,所以不能测出L2两端的电压。
该实验只进行了一次实验,只测出了一组实验数据,根据一次实验得出结论,结论具有片面性与偶然性,不具有普遍性,为得出普遍结论,应进行多次实验,测出多组实验数据。改进措施是换用不同规格的小灯泡多次实验。
(2)① 闭合开关,发现电流表无示数,说明电路出现了断路现象;电压表指针有明显偏转,说明电压表与电源之间是接通的,故原因可能是电阻R断路。
②由图知道,滑动变阻器与定值电阻串联,当滑动变阻器的滑片向左移动时,连入电路中的电阻变小,总电阻变小,由 知道,电路中的电流变大;由UR=IR知道,定值电阻两端的电压变大,即电压表的示数变大。
③由图b知道,电压表量程为0~3V,其分度值为0.1V,所以电压表的示数为2.5V。
④ 分析表中的数据知道,考虑到误差因素,电压变为原来的几倍,通过的电流变为原来的几倍,即电阻一定时,电流跟两端的电压成正比。
【分析】(1)连接电路时,开关要断开;在串联电路中,电压表测量的位置为零,电压表处短路;探究串联电路电压规律时,需要多次实验,探究的规律具有普遍性;
(2)在串联电路中,电流表无示数,电压表示数较大,此时电压表测量的位置断路;减小滑动变阻器的电阻,电流变大,其它位置分压变大;根据电压表的量程和指针位置, 测量电压;通过实验可知,电阻一定时,通过导体的电流和电阻成正比。
7.【答案】(1)断开
(2)B
(3)电阻R断路
(4)变大
(5)22.5
(6)20
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)在连接电路时开关应该处于断开状态;
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处的B端;
(3)闭合开关后,小明发现电流表示数为零,则电路为断路;而电压表示数很大,说明电压表两接线柱到电源正负极之间是连通的,所以断开的位置是R,即电阻R断路;
(4)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,所以滑动变阻器的滑片应向右移动,使电压表的示数为2.5V,即接入电路中的电阻应变大;
(5)实验过程中,电流表的示数如图所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.2A,由欧姆定律可知,此时电路中的总阻值为:;
(6)每次控制电阻的两端电压为2.5V时,电源电压为4.5V,根据串联电路电压特点,滑动变阻器需要承担电压为2V,实验中R的阻值最大为25Ω,利用串联分压公式:,
可得R滑=20Ω。
【分析】(1)连接电路时,开关要断开;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片在电阻最大处;
(3)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;
(4)探究电流和电阻关系时, 电压表处的电阻变大,为保持电压表示数不变,滑动变阻器的取值变大;
(5)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;
(6)根据电源电压和电压表示数,结合最大的定值电阻,根据分压比和电阻比的规律,可以计算滑动变阻器的最小阻值。
8.【答案】(1)
(2)右;R短路
(3)0.3;右
(4)反比
(5)50
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)根据电路图连接实物图,电压表要并联在待测电阻两端,滑动变阻器要“一上一下”接入电路,如图所示:
(2)为了防止电路中电流过大,滑动变阻器的滑片要滑到阻值最大处,由图可知,将滑动变阻器的滑片滑到最右端。
闭合开关后,发现电流表有示数,电路中没有发生断路,电压表无示数,则与电压表并联的用电器短路,所以电路中的故障为R短路。
(4)如图丙,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表的示数为0.3A。
探究电流与电阻的关系,要控制电阻两端的电压不变,将R=5Ω电阻换成10Ω电阻,阻值变大,根据串联电路电流规律可知,电压表示数变大,为了保持电阻两端电压不变,则需要滑动变阻器分压增大,故应将滑片向右滑动。
(5)根据如图丁I-R图像,每次电流与电阻的乘积都为2V,可得出结论:电压一定时,电流与电阻成反比。
(6)由图丁知当电阻为25Ω时,定值电阻两端电压UR=2V,根据串联电路电压的规律知变阻器两端的电压U滑=U-UR=6V-2V=4V
根据串联电路的分压作用知

则滑动变阻器的最大阻值50Ω。
【分析】(1)探究电流和电阻关系时,电压表和电阻并联,滑动变阻器一上一下和电阻串联;
(2)闭合开关前,滑片在电阻最大处;在串联电路中,电流表有示数,电压表无示数,电压表测量的位置短路;
(4)根据电流表的量程和指针位置,测量电流;若电压表处的电阻变大,滑动变阻器的取值调大;
(5)根据实验数据的图像,若电流和电阻的倒数成正比,则电流和电阻成反比;
(6)根据电源电压和电压表的示数,结合定值电阻的最大值,计算滑动变阻器的最小电阻值。
9.【答案】(1)2.5;左
(2)反
(3)50
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)由图乙知,当接入10 电阻时,电流为0.25A。根据 得,此时定值电阻两端的电压为
根据控制变量法研究问题,更换电阻后应保持定值电阻两端的电压不变,即电压表的示数为2.5V;根据串联电路的电压分配规律知,10 电阻更换为25 后,电压表示数会变大,故应该将滑动变阻接入的电阻变大,即滑片应该向左滑动,使定值电阻两端的电压保持2.5V不变。
(2)由乙图像乙知,当定值电阻两端电压不变时,电流与电压正反比。即电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比。
(3)根据题意,变阻器的最大电阻为40Ω,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,变阻器分得的电压为
定值电阻分得的电压为变阻器分得的电压的1.25倍,根据分压原理,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
故答案为:用的定值电阻最大阻值不允许超过50Ω。
【分析】(1)利用电流和电阻的乘积,计算电压;探究电流和电阻关系时,电压表处的电阻变大时,滑动变阻器的电阻调大;
(2)电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比;
(3)根据定值电阻处的分压和定值电阻的最大值,结合分压和滑动变阻器的最大值,计算最大电阻。
10.【答案】(1)断开
(2)C
(3);反比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)在连接电路的过程中,为了保护电路,连接电路时开关应断开。
(2)闭合开关后,电流表、电压表均有示数,说明电路中没有断路,移动滑动变阻器的滑片P,电表示数不变,说明滑动变阻器不能改变接入电路电阻,因此故障为滑动变阻器短路,故答案为:C。
(3)在“探究电流与电阻的关系”实验中,需要控制定值电阻两端电压保持不变,当阻值为15Ω时,根据
可知,定值电阻此时两端电压为1.5V,其他组的电压均为2V,故当阻值为15Ω的该组数据是错误的,需要舍去,故图像如图所示
由图可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【分析】(1)连接电路时,开关要断开;
(2)在串联电路中,电流表、电压表有示数,调节滑片示数不变;电压表测量的以外位置短路;
(3)当电压一定时,通过导体的电流和电阻成反比。
11.【答案】(1)0.1;10;5
(2)0.4;0.2;1.2
(3)正
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)当在导体乙的两端加上1V的电压时,由图知道,通过导体乙的电流为0.1A,根据欧姆定律知道,导体乙的电阻为
当在导体甲的两端加上1V的电压时,由图知道,通过导体甲的电流为0.2A,根据欧姆定律知道,导体甲的电阻为
(2)将甲、乙两导体并联后到电压为2V的电源上时,根据并联电路的电压特点可知两导体两端的电压都为2V,由图知道,通过导体甲的电流为0.4A,通过导体乙的电流为0.2A。
根据并联电路的电流特点知道,干路电流是I=0.4A+0.2A=0.6A
甲、乙两导体消耗的总功率P=UI=2V×0.6A=1.2W
(3)由图像知道,甲、乙两图均是过原点的一条直线,所以,通过甲、乙的电流与其两端的电压均成正比例关系。实验的结论是:通过导体的电流与其两端的电压成正比。
【分析】(1)根据图像数据,判断对应电压下的电流;根据,可求出电阻值;
(2)并联电路电压相等;并联电路中,干路电流等于各支路电流之和;根据P=UI,可求出总功率;
(3)通过导体的电流与其两端的电压成正比。
12.【答案】(1)断开
(2)电阻阻值;滑动变阻器的滑片
(3)短路
(4)0.3A
(5)正比;5.0
(6)减小电源电压(或串联一个电阻 或 换用最大阻值更大的变阻器)
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)为保护电路和用电安全,在连接电路时,开关应断开。
(2) 探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系,要控制电阻的阻值不变,通过调节滑动变阻器的滑片改变电阻两端的电压。
(3)电流表有示数,说明电路故障时短路,又因为电压表没有示数,即电阻两端电压为0,所以是电阻短路。
(4)由图乙可知,电流表所用量程是0~0.6A,指针指在表盘的中间,示数为0.3A。
(5)分析表中数据,在电阻一定时,通过导体的电流随导体两端电压的升高而增大,且每次电流增大的倍数与相应的电压升高倍数相等,说明电流与电压成正比。
以第1次实验数据可以得出
(6) 调节滑动变阻器无法使电压表示数为0.5 V,原因是滑动变阻器的最大阻值太小,所分电压不足以使电阻两端电压达到0.5A,我们可以换一个最大阻值更大的变阻器,也可以减小电源电压或者串联一个电阻来分压。
【分析】(1)为保护电路和用电安全,在连接电路时,开关应断开。
(2)根据实物图,将电路图补充完整,把电压表与定值电阻并联。
(3)闭合开关,电流表有示数,说明电路为通路,由发现电压表无示数分析故障的可能原因。
(4)根据图中电流表小量程读数。
(5)分析表中数据得出结论;为减小误差,多次测量求平均值。
(6)调节滑动变阻器无法使电压表示数为0.5V,即电压表示数大于0.5V;说明电源过高,可适当减小电源电压,据此分析措施。
13.【答案】(1)解:如图所示:
(2)断开
(3)2.5
(4)4.8
(5)10;变大;B;2
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)滑动变阻器靠改变接入电路中电阻丝长度来改变电阻的,长度越长电阻越大。所以滑动变阻器的滑片P向B端移动时接入电路的电阻变大,应远离下端接线柱,故变阻器左下接线柱连入电路中,如图所示:
(2)为了保护电路,连接电路时开关应断开。
(3)实验中电阻R两端的电压始终保持3V不变,若选用2.5Ω的电阻,由欧姆定律,电路的电流为
超过了变阻器的最大电流,故实验中不能被选用的电阻是2.5Ω。
(4)由题意知,滑动变阻器的最大阻值为15Ω,定值电阻的最大电阻为25Ω;根据串联电路的电压关系和串联电路的规律及分压原理得
方程左边为一定值,故右边也为一定值,当变阻器连入电路的电阻最大时,对应的定值电阻应最大,此时电源电压最大
解得电源电压最大值
故为保证可用电阻均能正常进行实验,电源电压应该控制在3V至4.8V之间。
(5)由图像可知,当通过导体的电流I=0.2A 时=0.1Ω﹣1即R=10Ω。
通过导体的电流I=0.2A,由I=可得,小明控制导体两端的电压
根据串联分压原理可知,换上更大电阻,其分得的电压变大。
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,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,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,滑动变阻器A下接线柱接入,所以滑片应向B端移动,使电压表的示数为2V。
【分析】(1)探究电流和电阻关系时,滑动变阻器和定值电阻串联,接线柱一上一下,滑片远离下面的接线柱时,电阻变大;
(2)连接电路时,开关要断开;
(3)根据电压和电阻的比值, 计算电流,根据电路运行通过的电流,判断电阻是否合理;
(4)根据定值电阻和滑动变阻器的最大电阻的比值, 结合电源电压和滑动变阻器的分压,计算定值电阻的分压;
(5)根据电流和电阻关系,结合电流判断电阻;电压表处的电阻变大,分压变大,增大滑动变阻器的阻值,使电压表示数保持不变。
14.【答案】(1)断开
(2)
(3)0.4;右
(4)滑动变阻器规格过小
【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,为了保护电路,开关应处于断开状态。
(2)由图乙可知,此时滑动变阻器未接入电路,改正如下图所示:
(3)由图丙可知,电流表的示数为0.4A;当电阻由5更换为10后,为了保证其两端电压不变,故应使电路中的电流减小,故应将滑动变阻器适当向右移动。
(4)[5在探究电流与电阻关系时,要保持电压不变,电压表示数为2V; 用串联电路的分压原理得:
解得:R滑=30Ω
滑动变阻器最大阻值最小为30Ω,故其可能的原因是滑动变阻器规格过小。
【分析】(1)连接电路时,开关断开;
(2)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;
(3)根据电流表的量程和指针位置,测量电流;电压表处的电阻变大时,为保持电压一定,滑动变阻器的阻值变大;
(4)根据滑动变阻器的分压和电流的比值, 计算电阻,分析滑动变阻器是否合理。
15.【答案】(1)电压表示数
(2)R短路
(3)B
(4)电压表并联在滑动变阻器两端了
(5)左
(6);反比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)在探究电流与电阻的关系的实验中,根据控制变量法,要控制电阻两端的电压不变,故每次更换定值电阻,都要移动滑动变阻器的滑片,此时眼睛应注意观察电压表示数。
(2)若R短路,电路为通路,电压表示数为0,电流表示数正常,符合题意;若R断路,电流表没有示数,电压表串联在电路中测电源电压,电压表有示数,不符合题意。故更换电阻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R短路。
(3)阴影部分的面积是横坐标与纵坐标的乘积,即电阻与电流的乘积,根据U=IR可知,阴影部分的面积是定值电阻两端的电压。AC不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
(4)滑动变阻器与定值电阻串联,当电路中的电流变大时,根据U=IR可知,定值电阻两端的电压将增大,根据串联电路电压的规律,因电源电压保持不变,所以滑动变阻器两端的电压将减小,由此可知,电压表并联在滑动变阻器两端了。
(5)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,所以向左端移动,才能使电压表示数保持4V不变,并记录下电流表示数。
(6)用平滑的曲线将五个点连接起来,如下图所示:
由图可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,由图知, 电阻的电流与电阻之积为UV=IR=0.8A×5Ω=4V
……
0.4A×10Ω=4V
0.2A×20Ω=4V
电压为一定值,得出的结论是:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
【分析】(1)探究电流和电阻规律时,在改变电阻时,通过调节滑动变阻器,使电压保持不变;
(2)在串联电路中,电流表有示数,电压表无示数,电压表测量的位置短路;
(3)在电流和电阻图像中,电流和电阻的乘积表示电压;
(4)当调节滑动变阻器时,电压表变大时,电流表变小,此时电压表和滑动变阻器并联;
(5)当电压表处的电阻变大时,为使电压表示数不变,滑动变阻器的电阻变大;
(6)根据多次实验记录的结果,在坐标图像中描点作图;当电压一定时,导体中的电流和电阻成反比。
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