沪科版九年级物理第十五章探究电路第二节第一课时电流的大小与哪些因素有关练习含答案

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第二节　科学探究:欧姆定律
第一课时　电流的大小与哪些因素有关
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1.某同学在探究通过导体的电流与其电压的关系时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,根据图像分析,下列说法错误的是(　　)
A.通过导体a的电流与其两端电压成正比
B.通过导体b的电流与其两端电压成正比
C.当导体b两端电压是1 V时,通过b导体中的电流为0.1 A
D.导体a的电阻大于b的电阻
2.右图是小刚连接的探究电流跟电压、电阻的关系实验电路图,闭合开关,电流表、电压表可能出现的现象是(　　)
A.电流表和电压表示数均为零
B.电流表和电压表指针迅速发生最大偏转,电表损坏
C.电流表示数为零,电压表示数为2.8 V
D.电流表示数为0.4 A,电压表示数为2.8 V
3.某同学在探究电流跟电压、电阻的关系时,根据收集到的数据画出了如图所示的图像,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
4.在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中:
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线完成图乙的电路连接。
(2)实验过程中得到的部分数据如下表所示,第3次测时,电流表的示数如图丙所示,请将该数据填入表格中。
实验序号 1 2 3 …
电压U/V 0.8 1.6 2.4 …
电流I/A 0.16 0.32 　　　　 …
(3)在图丁中的坐标轴上标出适当的标度,把上表中的数据在坐标系中描点并连线。
5.用如图所示电路探究电流与电压、电阻的关系实验中:
(1)闭合开关前,滑动变阻器应处于　　(选填“A”或“B”)端。
(2)实验中,所测的数据如表一所示,由表一数据可得:在　　　　一定时,导体中的电流与导体两端的电压成　　　比。
表一
R=10 Ω 电压/V 1.5 2 2.5
电流/A 0.15 0.2 0.25
表二
U=2 V 电阻/Ω 5 10 20
电流/A 0.4 0.2 0.1
(3)探究电流与电阻的关系,所测的数据如表二所示:
①依据表格和电路图分析,将电阻R由5 Ω换成10 Ω,闭合开关进行实验时,应向　　　　(选填“A”或“B”)端移动滑片P,使电压表的示数保持　　V不变;
②根据表二数据可得:在　　　　一定时,导体中的电流与导体的电阻成　　比。
6.(2021·云南中考)用如图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电压的关系”,电源电压为3 V,定值电阻R的阻值为10 Ω,滑动变阻器R'的最大阻值为20 Ω。
(1)用笔画线代替导线把图乙所示的实物图连接完整,要求滑片P向右移动时电流表示数变小。
(2)闭合开关前将滑动变阻器的滑片移至B端的目的是　　　　。闭合开关,移动滑片,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压。若电路仅有一处故障,故障是　　　　　　　　　。
(3)排除故障后,调节滑动变阻器,记录数据如表。请在图丙所示的坐标中把未标出的两个点描出来并画出I-U图像。
序号 1 2 3 4 5
电压U/V 1.2 2.0 2.2 2.4 2.8
电流I/A 0.12 0.20 0.22 0.24 0.28
分析图像可得:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)若探究“通过导体的电流与电阻的关系”,需要用到阻值为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω的电阻。将10 Ω的电阻换成15 Ω后,若保持电压表的示数为1.5 V不变,应将滑动变阻器的滑片向　　　　(选填“A”或“B”)端移动。换用25 Ω的电阻进行实验时,发现无论怎样移动滑片,都无法使电压表的示数达到1.5 V,原因是滑动变阻器的最大阻值　　　　(选填“过大”或“过小”)。
探究创新
7.电阻箱是能够直接读出电阻阻值的可变电阻,在电路图中符号是“”,为探究在导体两端电压不变的条件下,通过导体的电流I跟导体电阻倒数的关系,小明设计了图甲所示的实验电路图和图乙所示的实物连线图,图丙是根据实验数据描绘出的I-图像。
(1)图乙是根据图甲连接的实物图,请在错误的导线上打“×”并连接正确。
(2)滑动变阻器R'在此实验中除了能起到保证电路安全的作用外,另一主要作用是　。
(3)闭合开关后,小明发现电压表有示数,电流表无示数,故障可能是　　　　　　　　　　。
(4)小明同学在发现电路有故障时,首要的规范操作应是　。
(5)实验时,当电阻箱接入电阻从10 Ω变成15 Ω时,电压表示数变大,此时,应该调节滑动变阻器的滑片向　　　　移动,直到电压表示数为　　　　 V。
(6)分析实验数据,小明得出实验探究的结论是 　。
第一课时　电流的大小与哪些因素有关
知能·提升训练
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1.D　由图像可知:导体a、b的U-I图像都是一条直线,所以对导体a、b来说,结论“导体中的电流跟它两端的电压成正比”都是正确的,所以选项A、B 都是正确的;当导体b两端电压是1 V时,通过b导体中的电流为0.1 A,选项C正确;当电压都是2.0 V时,通过导体a的电流比通过导体b的电流大,说明导体a的电阻比导体b的电阻小,因此选项D不正确。
2.C　本题是一道考查实验探究过程的题目。由于电流表和电压表位置对换,导致电路中的电流几乎为零,而电压表的读数接近于电源电压,故本题答案为电流表示数为零,电压表有一定的示数。
3.C　纵坐标表示电流,横坐标表示电阻,题图为反比例函数图像,即在电压一定时,电流随电阻的增大而减小。
4.解析 (1)电源电压为3 V,故电压表选用小量程与电阻并联,由图丙知,电流表选用小量程与R串联,将变阻器滑片以左电阻丝连入电路中与电阻串联;(2)第3次测时,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,示数为0.48 A;(3)横坐标小格表示0.4 V,纵坐标每小格表示0.08 A,根据表中数据在图中找出对应的点并连线。
答案 (1)如图1所示　(2)0.48　(3)如图2所示
图1
图2
5.解析 (1)由题图知,闭合开关前,应将滑片移至B端,使其阻值最大。(2)从题表一中数据可以看出,电阻为一定值,电阻两端的电压增大为原来的几倍,通过电阻的电流也跟着增大为原来的几倍,故可得结论:电阻一定时,导体中的电流与其两端的电压成正比。(3)①探究电流与电阻之间的关系时,应控制定值电阻两端的电压2 V不变;将定值电阻由5 Ω换成10 Ω时,电路中的电流变小,滑动变阻器两端的电压变小,电压表的示数变大,为保持定值电阻两端的电压不变,应减小电路中的电流,增大滑动变阻器接入电路的电阻,即滑片向右即B端移动。②从题表二中数据可以看出,电压一定时,电流变化的倍数与电阻变化倍数的倒数相等,故可得结论:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
答案 (1)B　(2)电阻　正　(3)①B　2　②电压　反
6.解析 (1)滑片P向右移动时电流表示数变小,说明电阻变大,滑动变阻器要接左半段,故接入滑动变阻器的A接线柱。从电源正极出发,经开关、滑动变阻器,先经过电流表的正接线柱,从电流表负接线柱流出,再经过定值电阻,回到电源的负极,此时电压表与定值电阻并联,电压表测量定值电阻两端的电压。
(2)闭合开关前将滑动变阻器的滑片移至B端,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路电流最小,滑动变阻器起到保护电路的作用。闭合开关,移动滑片,发现电流表无示数,说明电路是断路,电压表示数接近电源电压,说明与电压表并联的部分是断路,故障是定值电阻断路。
(3)在I-U图像上描出(2.0 V,0.20 A),(2.4 V,0.24 A),用直线连接各点。
根据图像可以得到:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)定值电阻和滑动变阻器串联在3 V电源上,定值电阻两端的电压是1.5 V,则滑动变阻器两端的电压是1.5 V,滑动变阻器和定值电阻的阻值之比是1∶1,当定值电阻是10 Ω时,滑动变阻器接入电路中的电阻是10 Ω,当定值电阻是15 Ω时,滑动变阻器接入电路中的电阻也是15 Ω,故滑动变阻器滑片向B端移动使滑动变阻器的阻值变大。当定值电阻是25 Ω时,滑动变阻器接入电路中的电阻也应该是25 Ω,才能保持电压表示数是1.5 V,由于滑动变阻器的最大阻值是20 Ω,电压表的示数总是大于1.5 V,所以无法使电压表的示数达到1.5 V的原因是滑动变阻器的最大阻值过小。
答案 (1)如图(a)所示　(2)保护电路　定值电阻断路　(3)如图(b)所示　(4)B　过小
图(a)
图(b)
探究创新
7.解析 (1)原电路中,电压表测电源电压是错误的,应测电阻电压;(2)为探究在导体两端电压不变的条件下,通过导体的电流I跟导体电阻倒数的关系,故滑动变阻器的另一个作用是控制电阻箱(R)两端电压一定;(3)经分析,闭合开关后,小明发现电压表有示数,电流表无示数,故障可能是电阻箱(R)断路(接触不良);(4)小明同学在发现电路有故障时,首要的规范操作应是断开开关;(5)由题图丙知,电流与电阻的倒数变化关系为一直线,即电流与电阻倒数成正比,当电流为2 A时,对应的电阻倒数=20×10-2 Ω-1;R=5 Ω,由欧姆定律,电压表示数要控制为UV=IR=5 Ω×2 A=10 V,根据串联分压原理可知,将定值电阻由10 Ω改接成15 Ω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,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,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为10 V;(6)由(5)知,导体两端电压一定时,通过导体中的电流与导体的电阻成反比(或与导体电阻的倒数成正比)。
答案 (1)如图所示　(2)控制电阻箱(R)两端电压一定
(3)电阻箱(R)断路(接触不良)　(4)断开开关　(5)右　10
(6)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(或与导体电阻的倒数成正比)