17.1 电流与电压和电阻的关系 同步练习
一、单选题
1.(2022秋·湖南常德·九年级统考期末)如图是小成同学做“探究电流与电压关系”实验的电路图,按照电路图连接好电路,闭合开关S,发现电流表和电压表的指针均没有偏转,电路中仅有一处故障,故障可能是( )
A.电阻R1断路 B.电阻R1短路
C.滑动变阻器R断路 D.滑动变阻器R短路
2.(2022秋·湖南永州·九年级统考期末)小明同学为了探究电流跟电阻的关系,在如图所示的情况下,将A、B两点间10的电阻更换为20的电阻,闭合开关后,下一步的操作应当是( )
A.适当增加电池的节数
B.记录电流表和电压表的示数
C.将滑动变阻器滑片向左移动到合适位置
D.将滑动变阻器滑片向右移动到合适位置
3.(2022秋·湖南邵阳·九年级期末)如图所示,保证ab间的电压不变,先后在ab间接入5、10、15的电阻,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电压的关系
C.电阻的阻值与通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
4.(2022秋·湖南永州·九年级统考期末)两定值电阻甲、乙的电流与电压关系图像如图所示,现在将甲和乙并联后接在电压为3V的电源两端.下列分析正确的是
A.甲的电阻是乙的电阻的两倍
B.甲的电压是乙的电压的两倍
C.流过甲的电流是流过乙的两倍
D.流过乙的电流是流过甲的两倍
5.(2022秋·湖南长沙·九年级期末)如图所示,在研究“电流与电阻的关系”实验中,下列说法中正确的是
①闭合开关前,移动滑片P到最右端是为了起到保护电路的作用
②闭合开关后,移动滑片P的作用是控制电阻两端的电压保持不变
③闭合开关后,移动滑片P的作用是控制通过电阻的电流保持不变
④闭合开关后,移动滑片P的目的是多次测量取平均值减小误差
A.①② B.②③ C.①③ D.②④
6.(2022秋·湖南衡阳·九年级期末)探究“通过电阻的电流与电阻的大小关系”时,我们一般需要先预设一个电压值,实验中保持电阻两端电压为预设值不变,现采用如图所示电路进行探究,器材:学生电源(6V)、滑动变阻(20Ω,1A)、电流表、电压表、开关、三个定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω)及导线若干,以下说法正确的是( )
A.要获得3组实验数据,电压预设值范围可以为1.5V﹣5V
B.要获得3组实验数据,电压预设值范围可以为1V﹣4V
C.电压预设值越大,在获得3组实验数据过程中,滑动变阻器阻值调节范围越小
D.实验电压预设值为2V.要获得3组实验数据,要更换最大阻值为30Ω的滑动变阻器
7.(2022秋·湖南长沙·九年级统考期末)如图所示是研究电流与电压、电阻的关系的电路图,实验分“保持电阻不变”和“保持电压不变”两步进行.在“保持电阻不变”这一步实验时应
A.保持R2滑片的位置不动
B.保持R2两端的电压不变
C.保持R1不变,调节R2滑片到不同的适当位置
D.保持电路中电流不变
二、填空题
8.(2022秋·湖南长沙·九年级期末)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 。
三、实验题
9.(2022秋·湖南湘潭·九年级统考期末)探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:三节新的干电池(总电压为4.5V不变)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω),开关一个,导线若干。
(1)请按图甲所示的电路图,用笔画线代替导线,将图乙中的器材连接成完整的电路 (要求:滑片向右移动时电阻变大)。连接电路时,开关应处于 状态;
(2)闭合开关,电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,则故障原因是 ;(选填选项字母)
A.滑动变阻器RP断路
B.定值电阻R断路
C.定值电阻R短路
(3)排除故障后,将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,应向 (选填“左”或“右”)适当调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变;
(4)图丙是根据实验数据画出的定值电阻的I-R图像,其中阴影部分面积代表的物理量是 (选填“电压”或“电功率”),其数值为 ;
(5)实验中,在接入50Ω的定值电阻后,无论怎样移动滑片,都不能使电压表示数达到原来的数值,为了能完成这次实验,下列措施不可行的是 ;(选填选项字母)
A.调高电源电压
B.更换一个最大阻值为30Ω的滑动变阻器
C.再串联一个10Ω的电阻
(6)在实验拓展时,发现不使用电压表,利用学生电源(电压未知但恒定不变)、阻值为R0的定值电阻、电流表、开关等器材可测未知电阻Rx的阻值,电路如图丁所示。请你完成下列实验步骤:
①按电路图正确连接电路,只闭合开关S,读出电流表示数I1;
②只闭合开关 (选填“S”、“S1”或“S和S1”),读出电流表示数I2;
③根据实验数据,计算出待测电阻Rx= 。(用R0、I1、I2表示)
10.(2022秋·湖南永州·九年级统考期末)某实验小组“探究导体中电流与电压的关系”的实验时,选择了电压为3V的电源、阻值为10Ω的定值电阻R1、最大阻值为10Ω的滑动变阻器R2及其他有关器材。
(1)连接电路时,开关应 ,连接好电路并将滑动变阻器的阻值移到最 (选填“左”或“右”)端,并检查后闭合开关;
(2)实验中主要采用的研究方法是 ;
(3)电路连接正确、各仪表工作正常后,小强按计划测量R两端电压和对应的电流如下表:
实验次数 1 2 3 4
电压/V 1.0 1.5 2.0 2.5
电流/A 0.2 0.3 0.4 0.5
通过对数据的分析,可得到的结论是 。
11.(2022秋·湖南益阳·九年级统考期末)在“探究电流与电压的关系”实验中。
(1)实验电路图如图甲所示,根据电路图连接实物电路的过程中,开关必须 (选填“断开”或“闭合”);
(2)正确连接电路后,先将滑动变阻器的滑片P移至最 (选填“左”或“右”)端,然后再进行实验;
(3)调节滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为0.5V时,电流表的示数如图乙所示,为 A。继续实验,记录实验数据如下表,分析图乙电流表的示数和表格中的实验数据可以得出结论: ;
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3
电流I/A 0.2 0.3 0.38 0.5 0.6
12.(2022秋·湖南岳阳·九年级期末)小兰在探究“电流与电阻的关系”实验中,有如下器材:电压表、电流表、滑动变阻器、开关、电源、定值电阻R(分别为5Ω、10Ω、20Ω)及导线若干。
(1)本实验探究采用的研究方法是 ;
(2)小兰设计了如图所示电路,先将1个5Ω的定值电阻接入电路,正确连接后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直至电压表示数为2.0V,记下相应电流表示数(见下表),然后换10Ω、15Ω的电阻连入电路进行实验,这时滑动变阻器的滑片应向 (选填“A”或“B”)端移动,直至电压表示数为2.0V,记下相应电流表示数(见下表);
(3)分析表中数据,得出的结论是: 。
电阻/Ω 电流/I
1 5 0.40
2 10 0.20
3 20 0.10
13.(2022秋·湖南邵阳·九年级统考期末)用定值电阻做实验,探究通过导体的电流与导体两端电压的关系。
(1)如图甲所示,用笔画线代替导线,将实验电路连接完整,使滑动变阻器接入电路的阻值最大 ;
(2)闭合开关,向左移动变阻器滑片,电流表示数应 (选填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)调节滑动变阻器,把测量的数据填入下表,其中电流表示数为0.5A时电压表示数如图乙所示,其值为 V;
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.0 1.5 2.0 3.0
电流I/A 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
(4)由表中数据可得出的结论是: 。
14.(2022秋·湖南衡阳·九年级统考期末)小明探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时,使用的器材如图甲所示。电源电压不变,R为定值电阻。
(1)电流与导体两端的电压和导体的电阻都有关系,所以在本次实验中应该保持 不变;变阻器的作用除了保护电路外,还起到 的作用;
(2)开关闭合前,变阻器滑片P应该处于图中 (选填“C”或“D”)端;
(3)某次实验电压表示数如图乙所示,电压为 V;
(4)通过实验,他得到如图丙所示的I—U图像,根据此图像,他初步得到实验结论:导体的电阻一定时,导体中的电流与该导体两端的电压成 ;
(5)某同学连接好电路后,闭合开关S,发现无论怎样滑动滑片P,电流表均无示数,电压表示数约为3V,则电路中出现的故障可能是 。
15.(2022秋·湖南株洲·九年级统考期末)用如图所示的电路“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)实验中,若无论如何调节滑动变阻器,电流表的示数为零,电压表示数始终为6V,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)将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,闭合开关,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)根据图像乙可知,实验中该同学加在电阻R两端的电压为 V。分析图像乙可得结论:电压一定时,电流与电阻成 比;
(5)为了能够完成实验,滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
16.(2022秋·湖南衡阳·九年级统考期末)小明在“探究电流与电阻关系”的实验中,准备了以下器材:电源(电压恒为3V),电流表、电压表各一个,开关一个,五个定值电阻(5Ω,10Ω,15Ω,20Ω,25Ω),两个滑动变阻器(规格分别为“10 Ω、1A”的R1和“15Ω、 1A”的R2),导线若干,设计了如图甲所示的电路图。
(1)连接电路时,开关应 ,连接好电路后,他检查电路时发现电压表、电流表位置互换了,若此时闭合开关,电流表 (选填“会”或“不会”)被烧坏。
(2)正确连好电路后,多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,画出如图乙所示的电流工随电阻R变化的图像,由图像可以得出结论
(3)上述实验所选用的滑动变阻器是 (选填“R1”或“R2”)。
17.(2022秋·湖南永州·九年级统考期末)为了探究电流跟电压和电阻的关系,王亮同学设计了图甲所示的电路。
(1)请根据电路图,用笔画线代替导线将图乙中未连接完整的电路连接起来 (导线不能交叉);
(2)连接好器材,开关闭合前,滑动变阻器的滑片移到 端(选填“a”或“b”);
(3)探究“电流与电压的关系”时,某小组接入定值电阻R1,调节滑片位置,改变定值电阻两端的电压,将测量数据记录在表一中,当电压表示数为2.0V时,对应的电流值如图丙所示,为 A。另一小组使用其他阻值的电阻R2,测量数据如表二所示,根据两组数据描绘出相应的I-U图象;
表一(R1)
U/V 1.0 2.0 3.0
I/A 0.20 0.60
表二(R2)
U/V 0.8 1.6 2.6
I/A 0.08 0.16 0.26
(4)根据描绘出的I-U图像可以得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;其中图线 表示的是R1的I-U图像;
(5)探究“电流与电压的关系”时,进行了多组数据的测量,其目的是为了 (填字母序号);
A.寻找普遍规律 B.取平均值减小误差
(6)某同学继续探究“电流与电阻的关系”时,先测出了5Ω电阻在2.0V电压下的电流,然后断开开关,将5Ω电阻换成10Ω电阻,闭合开关,直接读出电流值,这种做法 (选填“正确”或“错误”),理由是 。
18.(2022秋·湖南长沙·九年级期末)如图甲是小明实验小组在探究“电流与电阻的关系”时的电路图,电源电压恒为6V 电压表、电流表无损坏,有阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻5个。
(1)根据图甲,用笔画线代替导线连接完成图乙的实物图;
(2)实验过程中,小明用5Ω的电阻做完实验后,换成10Ω的电阻继续进行实验,移动滑片,直到电压表示数为 V时,读出电流表的示数;
(3)观察图象可以得出实验结论 ;
(4)分析图丙可知,他所选择的滑动变阻器的规格是 (选填字母)。
A.10Ω 2A
B.25Ω 2A
C.50Ω 1A
19.(2022秋·湖南邵阳·九年级统考期末)在探究“电流与电阻关系”的实验中,所用的器材有:电压恒定为3V的电源、开关电流表、电压表、三个定值电阻(5ΩQ,10Ω,20Ω)几个规格不同的滑动变阻器、寻线若干。
电压U/V 2
电阻R/Ω 5 10 20
电流I/A 0.4 0.2 0.1
(1)如图所示是某同学连接的电路,请你用笔画线代替导线,将实验电路连接完整。( )
(2)电路连接正确后,闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于 (选填“A端”或“B端”)。
(3)分别把5Ω和10Ω的定值电阻接入电路中,移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2V,记录下电流表的示数。可是当把20Ω的定值电阻接入电路中时,该同学无论怎样移动滑片都无法使电压表示数调到控制值,说明选择的滑动变阻器最大电阻 (选填“过大”或“过小”)。
(4)更换器材后,重新实验,将数据记录在表格中,分析实验数据可得结论:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成 比。
20.(2022秋·湖南永州·九年级统考期末)小王在探究电流与电压的关系时,选择了下列实验器材:电压表、电流表、滑动变阻器、开关、电源、定值电阻及导线等。
(1)实验中,要保持不变的物理量是 ;
(2)小王分别设计了如图甲、乙所示的实验电路。若按照甲图所示的电路进行实验,改变电路中电流的方法是 ;若按照乙图所示的电路进行实验, 改变电路中电流的方法是 ;
(3)小王通过实验测出电阻R两端的电压和对应的电流值,实验数据如下表所示,分析表中数据可以得出的结论是: 。
U/V 0.6 1.0 1.6 1.8 2.4 2.8
I/A 0.06 0.1 0.16 0.18 0.24 0.28
21.(2022秋·湖南湘西·九年级统考期末)探究导体中的电流与导体两端电压的关系。
(1)如图甲所示,用笔画线代替导线,将实验电路连接完整,使滑动变阻器的滑动片处于如图位置时,接入电路的阻值最大 。
(2)在方框内画出相应的电路图 ;
(3)闭合开关,向左移动滑动变阻器滑片P,电流表示数将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流I/A 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
(4)根据上表,可以得出的实验结论是: 。
参考答案:
1.C
【详解】BD.若R1或者R短路,电路仍然处于通路状态,有电流通过电路,电流表会有示数,故BD不符合题意;
A.如果R1断路,则电路没有电流通过,电流表没有示数;电压表测量的是R1两端的电压,由于电路只有一处故障,电压表仍然与电源两极相连,此时测量电源两端的电压,有较大的示数,故A不符合题意;
C.如果滑动变阻器R断路,则电路没有电流通过,电流表示数为零,指针不偏转;同时电压表与电源正极断开,也没有示数,指针不偏转,故C符合题意。
故选C。
2.D
【详解】将A、B两点间10Ω的电阻更换为20Ω的电阻,闭合开关,电路总电阻变大,电路电流变小,滑动变阻器两端电压变小,则AB间的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变,即保持AB间的电压不变,要移动滑片使AB间的电压减小,当滑动变阻器连入电路的电阻增大时,电路中电流变小,由U=IR可知,AB间的电压减小,则将滑动变阻器的滑片向右移动。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3.A
【详解】A.保证ab间的电压不变,先后在ab间接入不同的电阻,即改变电阻的大小,故是为了研究电流与电压的关系,A符合题意;
B.若要研究电流和电压的关系,需要保持ab间的电阻恒定,改变ab间的电压,而实验中ab间的电压恒定,所以不是研究电流与电压的关系,B不符合题意;
C.电阻是导体的一种性质,与通过导体的电流无关,C不符合题意;
D.要研究电压和电阻的关系,需要保证电流恒定,而题中电流是变化的,D不符合题意.
4.C
【详解】A.,B的电阻是A电阻的2倍,故A错误.
B.并联电路中各支路两端的电压相等,故B错误;
CD.通过A的电流为IA=0.6A,通过B的电流为IB=0.3A,流过A电阻的电流是流过B电阻的两倍,故C正确,D错误;
5.A
【详解】在研究“电流与电阻的关系”实验中,闭合电键前,应将滑动变阻器滑片移到阻值最大位置,即最右端,是为了起到保护电路的作用;故①正确.
在研究“电流与电阻的关系”实验中,应保持电阻两端电压一定,所以闭合电键后,移动滑片P的作用是控制电阻两端的电压保持不变,故②正确.
综上分析,①②正确,答案为A.
6.C
【详解】A.由图知,R与变阻器串联,电压表测R两端电压,电流表测电路中电流,当定值电阻最大R=20Ω,当电压预设值最小为1.5V时,电路中电流最小:
I最小=IR==0.075A,
由串联电路特点和欧姆定律可得,此时变阻器接入电路中的电阻最大:
R滑最大= = = =60Ω>20Ω,
所以此预设电压值不正确,即A错误;
B.当定值电阻最大R=20Ω,当电压预设值最小为1V时,电路中电流最小:
I最小=IR==0.05A,
由串联电路特点和欧姆定律可得,此时变阻器接入电路中的电阻最大:
R滑最大== ==100Ω>20Ω,
所以此预设电压值不正确,即B错误;
C.电压预设值越大,电路中电流越大,变阻器两端电压越小,由欧姆定律可知,变阻器连入阻值越小,滑动变阻器阻值调节范围越小.故C正确;
D.实验电压预设值为2V时,当R=20Ω时,变阻器需连入阻值最大,此时电路中电流
I==0.1A,
此时变阻器连入电路的阻值:
R==40Ω,
故D错误;
故应选C.
7.C
【详解】研究电流跟电压的关系时,保持电阻不变,通过滑动滑动变阻器的滑片,改变定值定值的电压和电流,讨论电流跟电压的关系.C对.
8. 电压 寻找普遍规律
【详解】[1]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。
[2]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。
9. 断开 B 右 电压 3V A S和S1
【详解】(1)[1]滑片向右移动时电阻变大,故滑动变阻器选用左下接线柱与定值电阻串联在电路中,如下图所示:
;
[2]为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)[3]闭合开关,电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数且接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即故障原因是定值电阻R断路,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)[4]实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,要增大滑动变阻器电阻阻值,故应把滑动变阻器滑片向右滑动。
(4)[5][6]根据画出I-R图像(如图丙)知,图中阴影面积为长方形,其面积等于IR,由欧姆定律得,U=IR,阴影面积表示的物理量是电阻两端的电压,其数值为
U=IR=0.6A×5Ω=3V
(5)[7]A.设电源电压为U,定值电阻两端的电压为UV,当接入50Ω的定值电阻时,则
即
解得电源电压为:U=4.2V,所以降低电源电压可以完成这次实验,故A错误;
B.为了能完成这次实验,滑动变阻器的最小电阻为
即
解得滑动变阻器的最小电阻为:R滑大=25Ω,所以更换一个最大阻值为30Ω的滑动变阻器可以完成这次实验,故B正确;
C.再串联一个电阻的阻值可以为
R串=30Ω=20Ω=10Ω
故C正确。
故选A。
(6)[8][9]实验步骤:
①按电路图正确连接电路,只闭合开关S,读出电流表示数I1;
②只闭合开关S和S1,读出电流表示数I2;
③在步骤①中,为R0的简单电路,电流表测R0的电流,则电源电压为U=I1R0;
在步骤②中,两电阻并联,电流表测干路的电流,由并联电路电流的规律可知通过未知电阻Rx的电流为
Ix=I2-I1
则电源电压为
U=IxRx=(I2-I1)Rx
由于电源电压不变,即
I1R0=(I2-I1)Rx
则待测电阻Rx的阻值为
10. 断开 左 控制变量法 电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比
【详解】(1)[1]连接电路时,为了各电路元件的安全,开关应断开。
[2]连接好电路,为了各电路元件的安全,闭合开关时,电路中电流最小,应将滑动变阻器的阻值调到最大,所以将滑片移到最大阻值处,即最左端。
(2)[3]本实验为探究导体中电流与电压的关系,所以应控制电阻的阻值不变,所以运用了控制变量法。
(3)[4]观察表格中的数据发现,通过电阻的电流随电阻两端的电压增大而增大,且电压与电流的比值不变,所以可得结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。
11. 断开 右 0.1 当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
【详解】(1)[1]为了保护电路,连接实物电路的过程中,开关必须断开。
(2)[2]为了保护电路,正确连接电路后,先将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处,即最右端,然后再进行实验。
(3)[3]当电压表的示数为0.5V时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.1A。
[4]由表中数据可知,当电阻两端电压增大为原来的几倍,通过电阻的电流也增大为原来的几倍,故可以得出结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
12. 控制变量法 A 电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比
【详解】(1)[1]探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变,因此实验中采用的研究方法是控制变量法。
(2)[2]根据串联电路的分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,再改接成15Ω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,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,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,使电压表的示数保持2.0V不变。
(3)[3]由表中数据可知,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,故可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比。
13. 变大 2.5 在电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比
【详解】(1)[1]滑动变阻器必须“一上一下”的串联在电路中,要使接入电路的电阻最大,只要把左下方接线柱与开关连接即可,如图所示:
(2)[2]当滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路的总电阻减小,由欧姆定律可知,在电源电压U不变的情况下,电路中的电流增大,即电流表的示数变大。
(3)[3]电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,电压表的示数为2.5V。
(4)[4]分析表中的实验数据可知,导体的电阻不变,导体两端电压增大几倍,相应的电流增大几倍,故可得结论:在电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
14. 定值电阻的阻值 改变定值电阻两端电压 D 2.6 正比 定值电阻断路
【详解】(1)[1]因为电流与导体两端的电压和导体的电阻有关,所以在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时,应控制定值电阻的阻值不变,改变其两端电压。
[2]变阻器除了保护电路外,还起到改变定值电阻两端电压的作用。
(2)[3]为了保护电路,开关闭合前,变阻器滑片P应滑到最大阻值处,该处于图中D端。
(3)[4]由图知,电源由两节干电池组成,即电源电压为3V,所以知电压表使用的是0~3V量程,分度值0.1V,由乙图可知,电压为2.6V。
(4)[5]由I—U的图像可知,I与U成正比例关系,所以得到的实验结论是:导体的电阻一定时,导体中的电流与该导体两端的电压成正比。
(5)[6]闭合开关S,发现无论怎样滑动滑片P,电流表均无示数,说明电路有断路,电压表示数约为3V,说明电压表两接线柱到电源两极间是通路,所以故障可能是与之并联的定值电阻断路了。
15. )左 B 左 2 反 80
【详解】(1)[1]为了保护电路,开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应滑到阻值最大处,即最左端。
(2)[2]闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片P时,发现电流表示数始终为零,说明电路可能断路,而电压表示数始终为6V,说明与电压表与电源连接部分完好,则此时电路可能的故障是定值电阻R断路,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)[3]将5Ω的电阻换成10Ω的电阻接入电路,根据串联分压原理可知,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,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数与原来相同。
(4)[4]当定值电阻为5Ω时,电阻的倒数为
由图乙知,此时的电流为0.4A,电阻两端的电压为
U=IR=0.4A×5Ω=2V
[5]由图乙知,在电压一定时,电流I与电阻倒数成正比,所以电压一定时,电流与电阻成反比。
(5)[6]根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为
U滑=U总-U=6V-2V=4V
变阻器分得的电压为电阻两端的电压的倍数为
根据分压原理,当接入最大的40Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=2×40Ω=80Ω
故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少80Ω的滑动变阻器。
16. 断开 不会 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 R2
【详解】(1)[1][2]连接电路时,为保护电路,开关应断开,连接好电路后,他检查电路时发现电压表、电流表位置互换了,则电压表串联在电路中,电流表与灯并联了,若此时闭合开关,由于电压表的电阻很大,此时电路中的电流很小,几乎为0,所以电流表不会被烧坏。
(2)[3]根据如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像可知,电阻的两端的电压为
电阻两端的电压为定值,电阻增大为原来的几倍,电流就减小为原来的几分之一,故由图像可以得出结论:导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(3)[4]电阻两端的电压始终保持Uv=2V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压:
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
故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少12.5Ω的滑动变阻器,上述实验所选用的滑动变阻器是R2。
17. b 0.4 正比 a A 错误 没有保持定值电阻两端的电压不变
【详解】(1)[1]由表一和表二中电压大小可知,电压表选用小量程,且与电阻并联,电流表与电阻串联,如下图所示:
(2)[2]开关闭合前,为了保护电路,避免闭合开关的瞬间,电路中电流过大,烧坏用电器,滑动变阻器的滑片应该移到阻值最大处,即应该移到b端。
(3)[3]由图丙可知,电流表选用小量程,电流表的分度值是0.02A,所以此时电流表的读数为0.4A。
(4)[4]因描绘出的I-U图像都是过原点的直线,故可以得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
[5]如上图可知,电流相等时b对应的电压大,由欧姆定律可知,a对应的电阻小,所以图丁中图线a表示的是R1的I-U图像。
(5)[6]探究“电流与电压的关系”时,进行了多组数据的测量,其目的是为了寻找普遍规律,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
(6)[7][8]探究“电流与电阻的关系”时,要控制定值电阻两端的电压不变,断开开关,将5Ω电阻换成10Ω电阻,闭合开关,由分压原理知,电压表示数变大,所以这种做法错误,理由是没有保持定值电阻两端电压相等。
18. 2.5 电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比 C
【详解】(1)[1]电压表和电阻R并联,图甲中变阻器的滑片向右移动,变阻器连入电路的电阻变大,连接变阻器A接线柱,如图所示:
(2)[2]由图丙可知,电压表的示数为
U定=IR=0.5A×5Ω=2.5V
用5Ω的电阻做完实验后,换成10Ω的电阻继续实验,移动滑片,直到电压表示数为2.5V时,读出电流表的示数。
(3)[3]观察图象,随着横纵标R的值增大,纵坐标I的值在减小,且图像上任意一点的横纵坐标值的乘积为定值,可以得到电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
(4)[4]因为定值电阻两端的电压恒为2.5V不变,所以滑动变阻器两端的电压为
U滑=U总﹣U定=6V﹣2.5V=3.5V
根据串联分压的原理
R滑=35Ω
所以滑动变阻器能提供的最大阻值最小为35Ω,只有C选项符合条件,故选C。
19. B 过小 反
【详解】(1)[1]在探究“电流与电阻关系”的实验中,电阻与滑动变阻器串联,电压表接在定值电阻两端,电流表串联在电路中,由表中数据可知,电流表接量程,实物图如图
(2)[2]闭合开关前,滑动变阻器的阻值要调到最大阻值处,因此应该调到B端。
(3)[3]因为要控制定值电阻的电压始终是2V,则滑动变阻器的电压应是1V,所以当定值电阻是20Ω时,滑动变阻器应该调到10Ω,无论如何调滑动变阻器,定值电阻电压到不了2V,可见滑动变阻器最大阻值过小。
(4)[4]由表中数据可得
结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
20. 定值电阻的阻值(电阻) 改变电源电压 改变滑动变阻器接入电路的阻值 电阻一定时,通过电阻的电流与它两端的电压成正比
【详解】(1)[1]要探究电流与电压的关系,在电流、电压、电阻三个因素中,需保持定值电阻的阻值不变,通过改变定值电阻两端的电压值,寻找电流与电压的关系。
(2)[2]若按照甲图所示的电路进行实验,要想改变通过R的电流,就要改变R两端的电压,即改变电路中电流的方法是改变电源电压。
[3]乙图与甲图相比,电路中多了滑动变阻器,若按照乙图所示的电路进行实验,可以通过调节滑动变阻器的阻值改变电路中的电阻,从而改变电路中电流。
(3)[4]由表中数据可以看出
可以得出的结论是:电阻一定时,通过电阻的电流与它两端的电压成正比。
21. 变大 电阻一定时,电流与电阻两端的电压成正比
【详解】(1)[1]要使滑动变阻器的滑动片处于如图位置时,接入电路的阻值最大,则滑动变阻器应接入左下接线柱,滑动变阻器按一上一下原则串联接入电路,如下图所示
(2)[2]由实物连接图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,电流表测电路中电流,电压表测定值电阻两端电压,电路图如下图所示
(3)[3]由电路图可知,向左移动滑片时,滑动变阻器接入电路中的阻值减小,则电路的总电阻减小,故由欧姆定律可知,电路中的电流将变大,即电流表示数将变大。
(4)[4]由表中数据可知,定值电阻两端电压改变时,通过定值电阻的电流也发生改变,故可知在电阻一定时,电流与电阻两端的电压成正比。