经典例题
1. 小明同学探究“通过导体的电流与电压的关系”时,电路图与实物图如图所示。已知电源电压和电阻R1的阻值均恒定,电流表A的量程为0~0.6A,电压表V1的量程为0~ 3V,电压表V2的量程为0~15V,滑动变阻器R2上标有“5Ω 1 A”的字样。
(1)小明按电路图将实物连接起来,闭合开关前滑动变阻器的滑片应放在 端(填“左”或“右”)。闭合开关,发现电流表A与电压表Vl的示数为零,电压表V2的示数不为零,若是电路中的电阻R1或滑动变阻器R2发生故障,则故障是 。
(2)排除故障后,继续进行实验,记录电流表A与电压表Vl的示数,得到一组实验数据,如下表所示。
实验序号
1
2
3
4
5
电压表V1示数V
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
电压表A的示数A
0.16
0.18
0.20
0.22
0.24
分析表中实验数据可得结论:当导体的阻值不变时,通过导体的电流与电压成 比。
2. 学习电流与电压概念时,瑞瑞同学想到了用水压、水流类比认识抽象的电压、电流的概念,提出了如下三种猜想:
关于水压、水流的猜想
关于电压、电流的猜想
猜想一
水压越大,水流越大
加在定值电阻两端的电压越大,通过的电流越大
猜想二
水压越大,水在流动过程中可能受到阻力,水流可能减小
加在定值电阻两端的电压越大,通过的电流可能越小
猜想三
水压越大,水在流动过程中可能受到阻力,水流可能不变
加在定值电阻两端的电压越大,通过的电流可能不变
为了验证关于电压、电流的猜想是否正确,瑞瑞同学选取了以下器材:电压恒定的电源、电压表、电流表、定值电阻、开关和若干导线。
(1)在实验时,需要改变定值电阻两端的电压,瑞瑞还需添加的器材是;
(2)请你根据瑞瑞所选的器材在下面画出设计的实验电路图;
(3)通过实验得到了定值电阻两端的电压和通过它的电流数据如下表:
实验序号
电压U/V
电流I/A
1
2.00
0.20
2
2.50
0.25
3
3.00
0.30
通过分析表中数据,得出的结论应该和前面的猜想 相符。
3. 小明同学利用如图所示的电路,探究保持电压不变时,电流跟电阻的关系,得到的
数据如下表。
电阻R Ω
5
6
10
15
20
30
电流 A
0.6
0.5
0.3
0.2
0. 15
0.1
(1)分析表中的数据,可以得出的结论是: ;
(2)滑动变阻器R′ 在此实验中的主要作用是: 。
4. 小明在探究“电流与电压、电阻的关系”时,实验数据分别记录在表一、表二中。
表一 电阻R= 15Ω
电压 V
1.5
3
4.5
电流 A
0.1
0.2
0.3
表二 电压U =2V
电阻 Ω
5
10
20
电流A
0.4
0.2
0.1
(1)分析表一,可得出结论:
(2)分析表二数据,可得出结论:
(3)本实验采用的研究方法是:
5. 图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω闭合开关S, 电流表A1的示数为2A,电流表A2的示数为0.8A,则电阻R2的阻值为 Ω。
6. 如图所示电路中,R1=10Ω,当开关S闭合时,电流表示数为0. 2A,电压表示数为4V。求:
(1)R1两端的电压;
(2)R2的阻值;
(3)电源电压。
7. 在“用伏安法测小灯泡电阻”的实验中,待测小灯泡额定电压为2. 5V
(1)请用笔画线代替导线,将图所示的实验电路未连接部分连接好(连线不得交叉)。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 填(a或b)端。
(2)当开关闭合后,发现小灯泡不亮,经过分析,同学们猜想了一些可能的原因,见下表。请根据同学们的猜想,在表中写出对应的电压表和电流表的示数情况。
猜想
电压表示数情况
电流表示数情况
灯泡断路
灯泡短路
(3)故障排除后,同学们移动滑动变阻器的滑片,记录了多组小灯泡两端不同的电压及对应通过小灯泡的电流值,根据这些数据在坐标纸上绘制出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图象. 分析图象可知,小灯泡正常工作时的灯丝电阻为 。
(4)从图象还可以看出,小灯泡灯丝的电阻随电压的增大逐渐 (填“变大”或“变小”),从物理学角度分析,造成这一现象的原因是: 。
(5)实验中测出了小灯泡在多次不同电压下的灯丝电阻,有些同学认为可以进一步求出它们的平均值以减小误差。你是否同意他们的观点?请说明理由。
8. 在做伏安法测量定值电阻的实验中,甲、乙两位同学的实验器材都完好,各自的读数也准确,他们测量的三组数据分别记录在下面两表中。王老师看了两组数据后,认为其中有一位同学的实验电路接错了。
甲同学
实验次数
电压/V
电流/A
1
1. 50
0.56
2
2.00
0.5 1
3
2. 50
0.44
乙同学
实验次数
电压V
电流A
1
1. 50
0.31
2
2.00
0.41
3
2.50
0.52
(1)你认为线路接错了的同学是 。
(2)你的判断依据是 。
(3)你认为他连接的电路错在何处?
电流跟电压和电阻的关系练习
1.某同学在做研究导体中的电流跟电压、电阻关系的实验时,得到两组实验数据,如表一、表二。
表一:
电压U(V)
电阻R(Ω)
电流I(A)
4
5
0.8
10
0.4
20
0.2
表二:
电阻R(Ω)
电压U(V)
电流I(A)
5
2
0.4
4
0.8
6
1.2
(1)分析表一数据可以得到的结论是______________________。
(2)分析表二数据可以得到的结论是______________________。
2.甲、乙两个电阻的阻值分别为10Ω和40Ω,将它们先后接在同一电源上,通过甲的电流强度为0.6 A,则通过乙的电流强度为( )
A.0.6 A B.2.4 A C.0.15 A D.以上答案均不对
3.甲、乙两导体的阻值之比为3:2,将它们先后接在同一电源上,则通过甲、乙两导体的电流之比是( )
A.3:2 B.2:3 C.1:1 D.无法确定
4.一导体接在某电路中,如果把加在该导体两端的电压变为原来的两倍,则该导体的电阻和通过它的电流将( )
A.都增加为原来的两倍 B.电阻不变,电流变为原来的2倍
C.电阻不变,电流变为原来的1/2 D.电阻、电流都不变
5.将某导体接在电压为16V的电源上,通过它的电流为0.4A。现在把该导体换成阻值是其四倍的另一导体,则电路中的电流为( )
A.0.1A B.0.4A C.0.8A D.1.6A
6.有R1和R2两个电阻,R1>R2,将它们分别接在同一个电源上,通过它们的电流分别是I1和I2,则I1与I2之间的大小关系是( )
A.I1=I2 B.I1>I2 C.I1<I2 D.无法比较
7.分别将U1=4V、U2=6V加在某段导体的两端,则两次通过该导体的电流之比为( )
A.3:2 B.2:3 C.1:1 D.1:2
8.将两个定值电阻R1、R2分别接在不同的电源上,通过它们的电流分别为I1、I2,已知I1>I2,则下列说法正确的是( )
A. R1可能等于R2 B.R1一定大于R2 C.R1一定小于R2 D.R1一定等于R2
9.一段导体两端的电压为8V,导体中的电流为2A,如果将它两端的电压减少2V,则导体中的电流变为( )
A.0.25A B.0.5A C.1.5A D.3A
10.某同学在探究“电流跟电压和电阻的关系”时,根据收集到的数据画出了如下图所示的一个图像,下列结论与图像相符的是( )
电阻一定时,电流随着电压的增大而增大
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
11.保持一个电路两端的电压不变,把一个20Ω的电阻接在这个电路中时,通过它电流为0.5A,把它更换成一个40Ω的电阻时,电路中的电流应变为 A;如果要使电路中的电流变为0.2A,则应换成一个阻值为 Ω的电阻。
12.一段导体的电阻增加3Ω后,接在原来的电源上,发现通过该导体的电流为原来的0.8倍,则该导体原来的电阻为 Ω。
13.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右图所示的一个图像,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
电流跟电压和电阻的关系练习
1.如下图所示的电路中,要使灯泡的亮度变亮,滑动变阻器的滑片P应向 移动。
2.如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S1、S2,两灯都发光,当把开关S2断开时,灯泡L1的亮度及电流表示数的变化情况是( )
A.L1亮度不变,电流表示数变小 ?????? B.L1亮度不变,电流表示数不变
C.L1的亮度增大,电流表示数不变 ?? D .L1亮度减小,电流表示数变小
3.如下图所示,L1=4Ω ,L2=8Ω ,?开关闭合后,电流表A的示数为0.5A,则电路中的总电流为? ? ?A.
4.如图,电源电压保持不变,电阻R1?=?R2?=?R3?= 10Ω.要使R2、R3并联,应闭合开关? ? ? ?,此时电流表的示数为I1;要使R1、R2串联,开关S1、S2应? ? ? ? ??(填“断开”或“闭合”),此时电流表的示数为I2;则I1: I2?=? ? ? ? ??.
5.如图所示电路,闭合开关后,比较a、b、c、d四处电流的大小,其中正确的是( )
A.Ia=Id?;????????????????? B.Ia<Ib?;???????????????????? C.Ib>Ic?;?????????????????? D.Ic=?Id.
6.如图所示电路,已知电源电压为6伏,电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2的最大值是20Ω,当滑片P从a向b移动的过程中,电压表的示数________,电流表的最小示数________。
7.某用电器的电阻是120Ω,要使电路中的总电流的1/5通过这个用电器,就跟这个用电器? ? ??联一个? ? ?Ω的电阻;若要使用电器两端的电压是总电压的1/5,则应跟这个用电器? ? ??联一个? ? ?Ω的电阻
8.我们知道,在电压U一定的条件下,导体的电阻R越小,通过该导体的电流I越? ? ? 。若两个电阻R1和R2(R1>R2)串联接入电路中,则通过R1的电流? ? ? (填“大于”、“等于”或“小于”)通过R2的电流。
9.计算机鼠标内装有起自动控制作用的传感器,图是它的工作原理示意图。当物体M在导轨上平行移动时,可带动与之相连的金属滑片P移动,通过电压表示数可反映物体M移动的距离。当物体M向右移动时,电流表示数将______电压表示数将______。(选填“变大”、“不变”或“变小”)
10.加在某导体两端的电压是3V时,通过它的电流强度是0.5A,若加在该导体两端的电压是6V时,通过它的电流强度是______A.当导体两端电压为零时,通过它的电流强度是______A。
11.白炽灯泡的灯丝断开后,可把断头搭接起来继续使用,这时灯丝的( )
? A.电阻变大,电流减小? ? ? ? ? ? ? ? ? B.电阻变小,电流增大
? C.电阻和电流都增大????????????????????D.电阻和电流都减小
12.如图所示,电源电压为12V,定值电阻R为3Ω,滑动变阻器的最大阻值R/为5Ω,当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端时,电压表的变化是( )
A.从 0 变到7.5V ? ? ? ? B.从7.5变伏到0
C.从0变到4.5V ? ? ? ? D.从4.5V变到0
电流与电压电阻的关系
【例1】在做研究电流与电压、电阻间关系的实验时,有如下数据:
表1 用电阻R1=50Ω实验时的记录
表2 用电阻R2=10Ω实验时的记录
试回答,由表1和表2的数据,可以得出哪些结论?
【分析】从表1(或表2)的实验数据中可见,电阻保持5Ω不变,导体两端的电压从2V增大到4V、6V时,通过导体的电流相应地从0.4A增大到0.8A、1.2A,由此可以看出,电阻保持不变时,导体中的电流随导体两端的电压的增大而增大,导体两端的电压增大几倍,电流就增大几倍。比较表1和表2中第1组实验数据可见,两次电压保持2V不变,导体的电阻从5Ω增大为10Ω,通过导体的电流相应地从0.4A减小为0.2A;即电压保持不变时,导体中的电流随导体的电阻的增大而减小,导体的电阻增大几倍,电流就减小几倍。
【解答】当导体的电阻保持不变时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比;当导体两端的电压保持不变时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
【说明】从两表的数据中还可以看出这样的特点:对同一组实验,导体两端的电压U和导体中的电流I的比值U/I保持不变,即用同一电阻做实验时,电压和电流的比值是一个常数。这反映了导体的电阻跟导体两端的电压及导体中的电流无关,导体的电阻是导体本身的一种性质。
【例2】在研究电压不变,电流跟电阻关系的实验中,表中有两个数据漏写,请根据实验结论,填写表中的两个空格。
【分析】根据已知的实验结论:当电压不变时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。若电流从0.6A减小为0.3A,电流减小了一半,那么电阻应增大一倍,为10Ω。当电阻从5Ω增大为20Ω,电阻增大为原来的4倍,那么电流应减小为原来的1/4,为0.15A。
【解答】10Ω,0.15A
【例3】在保持电阻不变的条件下,研究电流跟电压的关系时,得到下列几组实验数据,实验的正确结论是_______。
【思路分析】由于采用定量分析的方法得出电流跟电压关系的结论。通过对三组数据的分析,电流基本上随电压成正比地变化,因此可以得出正确的实验结论。
【解答】在电阻不变的情况下,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。