2024-2025学年人教版物理九年级全一册考点分类专题易错题汇编培优练
专题17.1 电流与电压和电阻的关系(两大考点)
考点1 探究电流与电压的关系 1
考点2 探究电流与电阻的关系 6
考点1 探究电流与电压的关系
【典例分析】(2024·辽宁大连·一模)在探究“电流与电压、电阻关系”的实验中,实验小组的同学们设计如图所示的电路图,正确连接电路后,闭合开关,发现电流表与电压表均没有示数,则可能原因是( )
A.实验电路图设计错误
B.导线与干电池接触不良
C.滑动变阻器滑片与电阻丝未接触
D.电阻R 断路
【变式1-1】(23-24九年级上·全国·期末)小何利用如图所示的电路进行实验。闭合开关S,分别读取电压表、电流表的示数并记录;断开开关S,将电源由1节干电池更换为2节干电池,闭合开关S,分别读取电压表、电流表的示数并记录,发现电流表的示数 。小何探究的电流与 的关系。
【变式1-2】(2024·陕西榆林·二模)小张同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像。分析图像可知,通过导体甲的电流与其两端的电压成 ;将甲、乙两导体并联后接到电压为的电源上,干路中的电流为 A。
【变式1-3】(2024·陕西西安·模拟预测)兴趣小组在探究“电流与电压的关系”的实验中,选择的器材有:两节新干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、定值电阻、开关和若干导线。
(1)请用笔画线代替导线将图-1所示电路连接完整。
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,则电路故障可能是定值电阻 。
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为时,电流表示数如图-2所示,则电流表示数为 A;重复实验,得到实验数据如下表。
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流I/A 0.2 0.3 0.38 0.50 0.6
(4)小组同学根据表中数据在图-3中描点作出图像;分析实验数据或图像可以得出结论:①实验中所用定值电阻的阻值为 ;②当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
(5)小组交流时为了使结论具有普遍性,提出两个方案。方案一:用现有的实验器材增加实验次数。方案二:换用不同阻值的定值电阻重复上述实验。科学合理的是方案 (选填“一”或“二”)。
【变式1-4】(23-24九年级上·甘肃武威·阶段练习)如图所示,探究“电流跟电压的关系”实验中,下列说法不正确的是( )
A.实验的结论是:导体中的电流跟导体两端的电压成正比
B.滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用
C.探究电流跟电压的关系时,需要控制导体的电阻一定
D.多次实验是为了得到电流跟电压之间的定量关系
【变式1-5】(2024·河南安阳·二模)小倩所在的物理小组利用如图甲所示电路探究电流与电压的关系,电源电压恒为3V不变;
(1)小倩连接的电路存在问题,请你帮助小倩把连接错误的那根导线用“×”标记出来,并用笔画线代替导线将电路连接正确;
(2)排除故障后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”)端;
(3)移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数为0.2A时,电压表的示数如图乙所示,为 V,记录数据后,接下来的操作应是 ;
(4)小倩根据记录的多组电流表和电压表示数绘制了图丙所示的图像,分析图像可以得出电流与电压的关系规律是 ;
(5)同组的小波对小倩绘制的图像提出了疑问,他认为该图线不应该过坐标零点,而小倩则持相反意见,你认为 的观点是正确的,理由是 。
【变式1-6】(23-24九年级下·四川成都·阶段练习)如图所示是小李同学为探究“电流与电压的关系”设计的电路图,他准备根据此电路图连接好实物电路并进行实验,实验时,应该控制 不变;若在实验前检查仪器时,发现电流表的指针在零刻度线左侧,造成这一现象的原因是 。
【变式1-7】(2024·贵州黔东南·一模)探究“电流与电压的关系”的实验中,准备的电学器材如下:电源4.5V、电流表、电压表、标有“30Ω1A”的滑动变阻器R、定值电阻5Ω、10Ω、20Ω、30Ω、开关、导线若干。
(1)某同学闭合开关,按如图甲所示电路图连接实物。试触时发现:电流表指针向零刻度线左侧偏转,如图乙所示,则电路连接出现的错误是 ;
(2)改正错误后开始实验,应将滑动变阻器滑片P向 (选填“左”或“右”)滑动,使电阻R两端电压由1.5V逐渐增大到2V、2.5V,读出所对应的电流值。其中第二次电流表示数如图丙所示,为 A。实验数据如表所示;
(3)分析数据,得出结论;电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成 比;
(4)善于思考的小明通过分析表中数据可知该同学所用的定值电阻阻值为 Ω。
【变式1-8】(2024·湖南长沙·二模)小婧同学用如图甲所示的电路探究电流与电压的关系。实验器材有:2节干电池、1只电流表、1只电压表、多个阻值不同的定值电阻、1只滑动变阻器、1个开关、导线若干。
(1)在连接电路时,开关应处于 状态;
(2)小婧同学选择的定值电阻为10欧,然后调节滑动变阻器此时电压表示数如图乙所示,如果她想把电压表示数调为2.5V,那么小婧该把滑动变阻器的滑片往 边调;
(3)小婧同学总共完成了6组数据,描绘出了如图丙所示的U-I图像,请问:小婧同学能否根据图丙得出,“在电阻一定时,流过导体的电流与导体两端的电压成正比例”的结论?若能请说明理由?若不能,请说明实验操作中可能存在什么疏漏? 。
【变式1-9】(2024·山东菏泽·中考真题)某班级在“探究电流与电压的关系”分组实验中,所用电源电压为3V,定值电阻R阻值为5Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,各仪器均完好。请完成下列问题:
实验次数 第1次 第2次 第3次 第4次
电压/V 0.5 1 1.2 2
电流/A 0.1 0.2 0.24 0.4
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整,要求:滑动变阻器滑片P向右移动时电阻变大,导线不交叉 ;
(2)检查电路时,发现电流表指针如图乙所示,接下来正确的操作是 ;
(3)闭合开关进行实验,移动滑片P到某一位置,电压表的示数如图丙所示,示数为 V;
(4)一小组展示实验数据如表格所示,其他小组发现有一次实验数据是拼凑的,请你指出是第 次实验数据,依据是: ;
(5)分析表格中有效实验数据,初步得出:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
考点2 探究电流与电阻的关系
【典例分析】(23-24九年级上·山东菏泽·期中)小刚同学用如图电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。在此实验过程中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的唯一操作是( )
A.保持滑动变阻器滑片不动 B.将滑动变阻器滑片适当向右移动
C.将滑动变阻器滑片适当向左移动 D.将电池个数增加
【变式2-1】(2024·陕西西安·二模)如图,在探究“电流与电阻关系”的实验中,要保持 不变。
【变式2-2】(2024九年级下·全国·专题练习)小刚同学用如图所示的电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。在此实验过程中,当A、B 两点间的电阻由10Ω更换为20Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的操作是( )
A.保持变阻器滑片不动 B.将变阻器滑片适当向左移动
C.将变阻器滑片适当向右移动 D.将电池个数增加
【变式2-3】(2024·四川凉山·一模)小宇探究导体中的电流与导体电阻的关系时,设计了如图甲所示电路,图乙是根据测量数据绘制的图像。实验中,当他把10Ω定值电阻换成15Ω时,滑动变阻器的滑片P应向 (选填“左”或“右”)移动,使电压表示数保持 V不变。
【变式2-4】(2024·四川成都·一模)在利用实验探究同一电路中的电流、电压和电阻三者之间的关系时,可采用 法进行实验设计。如图所示是为了研究电流与电阻关系的实验电路图,实验过程中,当电阻由变为时,为使两端的电压保持不变,滑片应向 端滑动。
【变式2-5】(23-24九年级下·重庆开州·阶段练习)小志同学探究电流、电压和电阻关系,电源电压为3V,电压表、电流表量程如图丙、丁所示,滑动变阻器R'(20Ω,2A),三个定值电阻(10Ω、20Ω、40Ω)。
(1)请用笔画线代替导线,将图乙所示电路补充完整;
(2)断开开关S,连接好电路,检查无误并将滑片P移至最 (选填“左”或“右”)端,再闭合S,接通电路后,发现电流表有示数,电压表示数为零,其原因可能是定值电阻 ;
(3)排除故障后,闭合开关S,保持定值电阻一定,调节滑片P,探究电流与电压关系,某时刻电压表示数如图丙所示为 V,电流表示数如图丁,则所接入定值电阻阻值为 ;
(4)小志同学根据记录的实验数据画出I-U图像,如图戊所示,由此得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与电压成 ;
(5)接着小志继续探究电流与电阻的关系,调节滑片P,控制定值电阻两端电压为U0,读出电流表示数并记录;然后将定值电阻更换为20Ω,调节滑片P使电压表示数再次为U0,读出电流表示数并记录,(5)中两次实验相比,第二次实验时滑片P的位置相对于第一次向R' (选填“左”或“右”)边移动了;
(6)当用40Ω定值电阻替换20Ω的定值电阻再闭合开关,小志调节滑动变阻器的滑片P,发现电压表示数始终不能调为U0。为完成三次探究,电压表示数最低应该为 V。
【变式2-6】(23-24九年级上·辽宁大连·期末)小明同学在探究“电压一定时,通过导体的电流与电阻的关系”的实验中,实验装置如图所示,实验器材有:两节干电池,电流表、电压表、“20Ω 2A”的滑动变阻器及开关各一个,定值电阻和导线若干。
(1)在图甲中,请用笔画线代替导线,将电路连接完整 ;
(2)连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表无示数,电压表有示数。则电路故障可能是定值电阻 (选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,闭合开关,进行实验,保持定值电阻两端的电压为2.4V,记录的实验数据如下表:
实验次数 1 2 3 4 5 6
电阻R/Ω 4 8 12 16 20 24
电流I/A 0.60 0.30 0.20 0.16 0.12 0.10
①在图乙方格纸上画出电流I与电阻R的关系图像 ;
②分析实验数据和图像,可得出的探究结论是: ;
(4)为了使得到结论更趋近于实际关系,小明还想在本次实验的基础上继续更换更大的定值电阻进行多次实验,学习完欧姆定律之后,你认为所更换的定值电阻不能超过 Ω。
【变式2-7】(23-24九年级下·安徽合肥·阶段练习)在“探究电流与电阻关系”实验中,某小组连接了如图所示的实物电路,其中电源电压为4.5V且保持不变。
实验次数 1 2 3 4 5
R/Ω 5 10 15 20 30
I/A 0.6 0.3 0.2 0.15
(1)组内同学发现图中一根导线连接有误,请在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接完整;
(2)做完第4次实验,该小组同学断开开关,用30Ω电阻替换20Ω电阻,没有移动变阻器滑片就直接闭合开关,将遇到的问题是 ;
(3)小组同学正确操作得出第5次实验数据,并将所有数据记录在表格中,分析数据可以得到的结论是: ;
(4)实验中测量多组数据的目的是 。
【变式2-8】(2024·陕西西安·模拟预测)小玲连接了如甲图所示的电路,探究电流与电阻的关系,实验中电源电压为4.5V恒定不变,电流表选用“0~0.6A”量程,电压表选用“0~3V”量程,滑动变阻器规格为“ 1A”。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至 (选填“最右”或“最左”)端;
(2)闭合开关后,电流表和电压表示数为0,移动滑片P,两表指针不偏转。将与电压表“-”接线柱相连的导线从D端拆下,试触C点,电压表指针不偏转,试触B点,电压表指针偏转,若电路中只有一处故障,则可能是 ;
(3)排除故障后,在实验进行中,得到电流表示数如乙图所示,其示数为 A;
(4)若要控制电阻R两端的电压为3V不变,则所选取定值电阻的最大阻值是 ;
(5)小玲在得出电流与电阻的定量关系后,要测量一个标记不清的定值电阻阻值(约为),利用现有器材,设计了如乙图所示的电路(电压表改用0~15V)。
①闭合开关,将滑动变阻器接入最大阻值时,记录电压表示数为;
② ,记录电压表示数为;
③得出了定值电阻阻值的表达式: (用、、表示)。
【变式2-9】(22-23九年级上·山东菏泽·期中)某学习小组计划探究电流与电阻的关系,设计的电路如图甲所示。
(1)请根据甲图把乙图中的电路连接完整 (要求滑动触头向右移动时,电路中电流变大);
(2)在闭合开关进行实验前,滑动变阻器的滑动触头应位于 (选填“A”或“B”)端;
(3)某次实验时,闭合开关,调节滑动变阻器,发现电压表的示数始终等于电源电压,电流表示数为零,则电路中的故障是 ;
(4)排除故障后,闭合开关,发现电流表示数如图丙所示,指针偏转角度太小,原因是多方面的,请你说出一种: ;
(5)调整后,电流表示数如图丁所示,该电流表的示数为 ;
(6)为得到多组实验数据,进行实验时需要更换连入电路中的定值电阻。某实验小组第一次实验时用5Ω电阻,完成实验后换用10Ω电阻进行第二次实验,闭合开关后,滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)移动。2024-2025学年人教版物理九年级全一册考点分类专题易错题汇编培优练
专题17.1 电流与电压和电阻的关系(两大考点)
考点1 探究电流与电压的关系 1
考点2 探究电流与电阻的关系 9
考点1 探究电流与电压的关系
【典例分析】(2024·辽宁大连·一模)在探究“电流与电压、电阻关系”的实验中,实验小组的同学们设计如图所示的电路图,正确连接电路后,闭合开关,发现电流表与电压表均没有示数,则可能原因是( )
A.实验电路图设计错误
B.导线与干电池接触不良
C.滑动变阻器滑片与电阻丝未接触
D.电阻R 断路
答案:C
规范解答:A.探究“电流与电压、电阻关系”的实验中,定值电阻应和滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻电压,电流表测量电路中的电流,故A不符合题意;
BCD.在串联电路中电流表和电压表均没有示数,说明电路中电压表并联的位置之外的某处发生了断路,而导线与干电池接触不良将会导致电压表电流表示数不稳定,故C符合题意,BD不符合题意。
故选C。
【变式1-1】(23-24九年级上·全国·期末)小何利用如图所示的电路进行实验。闭合开关S,分别读取电压表、电流表的示数并记录;断开开关S,将电源由1节干电池更换为2节干电池,闭合开关S,分别读取电压表、电流表的示数并记录,发现电流表的示数 。小何探究的电流与 的关系。
答案: 变大 电压
规范解答:[1]将电源由1节干电池更换为2节干电池,定值电阻两端电压变大,根据欧姆定律可知,通过定值电阻的电流变大,即电流表的示数变大。
[2]由题意可知,小何在实验过程中,控制定值电阻的阻值不变,改变定值电阻两端的电压,因此小何探究的问题是:通过导体的电流与导体两端电压的关系。
【变式1-2】(2024·陕西榆林·二模)小张同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像。分析图像可知,通过导体甲的电流与其两端的电压成 ;将甲、乙两导体并联后接到电压为的电源上,干路中的电流为 A。
答案: 正比 0.9
规范解答:[1]由题图可知,通过导体甲的电流与其两端的电压的图像是一条过原点的直线,所以通过导体甲的电流与其两端的电压成正比。
[2]若将甲乙并联接到3V的电源上,则甲乙两端的电压相等,均为3V,由题图知,通过甲的电流I甲=0.6A,通过乙的电流I乙=0.3A,所以干路中的电流为
I=I甲+I乙=0.6A+0.3A=0.9A
【变式1-3】(2024·陕西西安·模拟预测)兴趣小组在探究“电流与电压的关系”的实验中,选择的器材有:两节新干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、定值电阻、开关和若干导线。
(1)请用笔画线代替导线将图-1所示电路连接完整。
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,则电路故障可能是定值电阻 。
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为时,电流表示数如图-2所示,则电流表示数为 A;重复实验,得到实验数据如下表。
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流I/A 0.2 0.3 0.38 0.50 0.6
(4)小组同学根据表中数据在图-3中描点作出图像;分析实验数据或图像可以得出结论:①实验中所用定值电阻的阻值为 ;②当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
(5)小组交流时为了使结论具有普遍性,提出两个方案。方案一:用现有的实验器材增加实验次数。方案二:换用不同阻值的定值电阻重复上述实验。科学合理的是方案 (选填“一”或“二”)。
答案: 断路 0.1 5 正比 二
规范解答:(1)[1]图中电压表没有连接完整,因电压是两节新干电池,电压为3V,故应把电压表并联在定值电阻两端,选择0-3V的量程,如图所示:
(2)[2]闭合开关后,电流表无示数,电压表有示数,说明该串联电路中电压表并联的位置出现了断路,故可能是定值电阻断路。
(3)[3]如图所示,电流表最大测量值是0.6A,分度值是0.02A,故读数为0.1A。
(4)[4][5]根据及表格中数据可得定值电阻的阻值R=5Ω;从图像是一条直线可得当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5)[6]为了使结论具有普遍性,应该更换实验器材进行多次实验,故选择方案二才合理。
【变式1-4】(23-24九年级上·甘肃武威·阶段练习)如图所示,探究“电流跟电压的关系”实验中,下列说法不正确的是( )
A.实验的结论是:导体中的电流跟导体两端的电压成正比
B.滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用
C.探究电流跟电压的关系时,需要控制导体的电阻一定
D.多次实验是为了得到电流跟电压之间的定量关系
答案:A
规范解答:ABC.根据控制变量法,探究“电流跟电压的关系”实验中应保持电阻不变,改变导体两端的电压,滑动变阻器在实验中的作用有保持电路及改变定值电阻两端电压,故实验的结论是:在导体电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比,故A错误,符合题意,BC正确,不符合题意;
D.一次实验得出的结论具有偶然性,本实验中多次实验是为了得到电流跟电压之间的定量关系,故D正确,不符合题意。
故选A。
【变式1-5】(2024·河南安阳·二模)小倩所在的物理小组利用如图甲所示电路探究电流与电压的关系,电源电压恒为3V不变;
(1)小倩连接的电路存在问题,请你帮助小倩把连接错误的那根导线用“×”标记出来,并用笔画线代替导线将电路连接正确;
(2)排除故障后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”)端;
(3)移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数为0.2A时,电压表的示数如图乙所示,为 V,记录数据后,接下来的操作应是 ;
(4)小倩根据记录的多组电流表和电压表示数绘制了图丙所示的图像,分析图像可以得出电流与电压的关系规律是 ;
(5)同组的小波对小倩绘制的图像提出了疑问,他认为该图线不应该过坐标零点,而小倩则持相反意见,你认为 的观点是正确的,理由是 。
答案: 左 2 调节滑动变阻器滑片P的位置,记录此时电流表、电压表的示数 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正比。 小倩 当电压为零时,电流为零,电压是形成电流的原因
规范解答:(1)[1]要求电流表串联在电路中,电压表并联在电路中,电流从电池的正极出发,经过开关后需要经过定值电阻、电流表、滑动变阻器回到负极,故滑动变阻器与定值电阻的连线错误,需要叉掉,将电压表的正接线柱与定值电阻的右端相连,检查发现电压表并联在定值电阻两端,故如图所示:
(2)[2]闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片P需要位于阻值最大处,应将滑动变阻器的滑片移到最左端。
(3)[3][4]电压表的示数如图乙所示,选择0~3V,分度值为0.1V,读数为2V;探究电流与电压的关系,需要改变定值电阻两端的电压,故只需要调节滑动变阻器滑片P的位置,记录此时电流表、电压表的示数。
(4)[5]分析图像可知,是一条经过原点的倾斜的直线,即电流与电压成正比,故结论为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正比。
(5)[6][7]小倩的观点是正确的,因为当电压为零时,电流为零,电压是形成电流的原因,该直线必须过原点。
【变式1-6】(23-24九年级下·四川成都·阶段练习)如图所示是小李同学为探究“电流与电压的关系”设计的电路图,他准备根据此电路图连接好实物电路并进行实验,实验时,应该控制 不变;若在实验前检查仪器时,发现电流表的指针在零刻度线左侧,造成这一现象的原因是 。
答案: 电阻 未调零
规范解答:[1]探究“电流与电压的关系”时,根据控制变量法,应控制电阻不变,改变电阻两端的电压。
[2]实验前检查仪器时,发现电流表的指针在零刻度线左侧,说明电流表未调零。
【变式1-7】(2024·贵州黔东南·一模)探究“电流与电压的关系”的实验中,准备的电学器材如下:电源4.5V、电流表、电压表、标有“30Ω1A”的滑动变阻器R、定值电阻5Ω、10Ω、20Ω、30Ω、开关、导线若干。
(1)某同学闭合开关,按如图甲所示电路图连接实物。试触时发现:电流表指针向零刻度线左侧偏转,如图乙所示,则电路连接出现的错误是 ;
(2)改正错误后开始实验,应将滑动变阻器滑片P向 (选填“左”或“右”)滑动,使电阻R两端电压由1.5V逐渐增大到2V、2.5V,读出所对应的电流值。其中第二次电流表示数如图丙所示,为 A。实验数据如表所示;
(3)分析数据,得出结论;电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成 比;
(4)善于思考的小明通过分析表中数据可知该同学所用的定值电阻阻值为 Ω。
答案: 电流表正负接线柱接反 左 0.2 正 10
规范解答:(1)[1]试触时发现:电流表指针向零刻度线左侧偏转,如图乙所示,即电流表的接线柱反向偏转,则电路连接出现的错误是电流表正负接线柱接反。
(2)[2]实验中定值电阻与变阻器串联,电压表测量定值电阻电压,电流表测量电路电流,定值电阻的电压变大,由欧姆定律得,电路电流变大,电路电阻变小,则变阻器接入电路中电阻变小,因此滑片要向左移动。
[3]由图丙得,电流表的分度值为0.02A,示数为0.2A。
(3)[4]分析数据得,当电阻一定时,电阻的电压与电流的比值为定值,可得出结论,电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成正比。
(4)[5]由欧姆定律得,该同学所用的定值电阻阻值为
【变式1-8】(2024·湖南长沙·二模)小婧同学用如图甲所示的电路探究电流与电压的关系。实验器材有:2节干电池、1只电流表、1只电压表、多个阻值不同的定值电阻、1只滑动变阻器、1个开关、导线若干。
(1)在连接电路时,开关应处于 状态;
(2)小婧同学选择的定值电阻为10欧,然后调节滑动变阻器此时电压表示数如图乙所示,如果她想把电压表示数调为2.5V,那么小婧该把滑动变阻器的滑片往 边调;
(3)小婧同学总共完成了6组数据,描绘出了如图丙所示的U-I图像,请问:小婧同学能否根据图丙得出,“在电阻一定时,流过导体的电流与导体两端的电压成正比例”的结论?若能请说明理由?若不能,请说明实验操作中可能存在什么疏漏? 。
答案: 断开 右 见详解
规范解答:(1)[1]在连接电路时,为了保护电路中的元件,防止因连接错误或短路等原因导致电流过大而损坏元件,开关应处于断开状态。
(2)[2]观察图乙,电压表使用的是0 3V的量程,此时电压表的示数为2V,由于小婧同学想把电压表示数调为2.5V,即需要增大电压表的示数,根据串联电路的分压原理,当滑动变阻器接入电路的电阻减小时,其分得的电压会减小,而定值电阻分得的电压会增大。因此,小婧应该把滑动变阻器的滑片往右边调,以减小滑动变阻器的电阻,从而增大定值电阻两端的电压。
(3)[3]在电阻一定时,通过电阻的电流和电阻两端的电压的U-I图像是一根过原点的线,由于图丙不符合这一点,故不能根据图丙得出,“在电阻一定时,流过导体的电流与导体两端的电压成正比例”的结论。出现这种情况,应该是电压表的指针一开始就没有指在零刻度线处,而是指在零刻度线的右侧,使用前又没有调零,导致出现了这种数据错误的现象。
【变式1-9】(2024·山东菏泽·中考真题)某班级在“探究电流与电压的关系”分组实验中,所用电源电压为3V,定值电阻R阻值为5Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,各仪器均完好。请完成下列问题:
实验次数 第1次 第2次 第3次 第4次
电压/V 0.5 1 1.2 2
电流/A 0.1 0.2 0.24 0.4
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整,要求:滑动变阻器滑片P向右移动时电阻变大,导线不交叉 ;
(2)检查电路时,发现电流表指针如图乙所示,接下来正确的操作是 ;
(3)闭合开关进行实验,移动滑片P到某一位置,电压表的示数如图丙所示,示数为 V;
(4)一小组展示实验数据如表格所示,其他小组发现有一次实验数据是拼凑的,请你指出是第 次实验数据,依据是: ;
(5)分析表格中有效实验数据,初步得出:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
答案: 对电流表调零 1.6 1 见解析 正比
规范解答:(1)[1] 要求滑动变阻器滑片P向右移动时电阻变大,则变阻器应选择左下接线柱串联到电路中,作图如下:
(2)[2] 如图乙所示,闭合开关前电流表指针未指在零刻度线处,则应对电流表调零。
(3)[3] 如图丙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.6V。
(4)[4][5] 定值电阻R阻值为5Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,电路中最小电流为
所以第1次实验数据是拼凑的。
(5)[6] 分析表格中有效实验数据可知,对应电压与电流的比值为
比值为一个定值,所以可得:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
考点2 探究电流与电阻的关系
【典例分析】(23-24九年级上·山东菏泽·期中)小刚同学用如图电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。在此实验过程中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的唯一操作是( )
A.保持滑动变阻器滑片不动 B.将滑动变阻器滑片适当向右移动
C.将滑动变阻器滑片适当向左移动 D.将电池个数增加
答案:B
规范解答:当A、B两点间更换为较大的电阻后,由串联分压关系可知电阻两端的电压会变大,此时应该将滑动变阻器滑片向右移动,通过增大滑动变阻器接入电路的电阻来增大滑动变阻器的分压,减小定值电阻两端电压,使定值电阻两端的电压保持不变。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【变式2-1】(2024·陕西西安·二模)如图,在探究“电流与电阻关系”的实验中,要保持 不变。
答案:电压
规范解答:在探究“电流与电阻关系”的实验中,根据控制变量法可知,保持电压不变,改变电阻的大小。
【变式2-2】(2024九年级下·全国·专题练习)小刚同学用如图所示的电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。在此实验过程中,当A、B 两点间的电阻由10Ω更换为20Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的操作是( )
A.保持变阻器滑片不动 B.将变阻器滑片适当向左移动
C.将变阻器滑片适当向右移动 D.将电池个数增加
答案:C
规范解答:在探究电流与电阻的关系时,需保持电阻两端的电压不变。 当A、B两点间的电阻由10Ω更换为20Ω后,电阻增大,根据欧姆定律可知,电路中的电流减小,滑动变阻器两端的电压减小,电阻两端的电压增大,即电压表的示数变大; 要探究电流与电阻的关系,需保持电阻两端的电压不变,即减小电阻两端的电压,增大滑动变阻器两端的电压,根据串联电路的分压特点可知,应增大滑动变阻器接入电路中的电阻,即滑片向右移动,直到电压表示数不变为止。 将电池个数增加则电源电压增加,更换后的电阻两端电压会更大。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【变式2-3】(2024·四川凉山·一模)小宇探究导体中的电流与导体电阻的关系时,设计了如图甲所示电路,图乙是根据测量数据绘制的图像。实验中,当他把10Ω定值电阻换成15Ω时,滑动变阻器的滑片P应向 (选填“左”或“右”)移动,使电压表示数保持 V不变。
答案: 右 5
规范解答:[1][2]由图像知道,电阻两端的电压
根据串联电路的分压原理知道,将定值电阻由10Ω改接成15Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻关系的实验中应控制定值电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律知道,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知道,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5V不变。
【变式2-4】(2024·四川成都·一模)在利用实验探究同一电路中的电流、电压和电阻三者之间的关系时,可采用 法进行实验设计。如图所示是为了研究电流与电阻关系的实验电路图,实验过程中,当电阻由变为时,为使两端的电压保持不变,滑片应向 端滑动。
答案: 控制变量 右
规范解答:[1]探究电流与电压之间的关系时应控制电阻不变,探究电流与电阻之间的关系时应控制电压不变;最后得出三者之间的变化关系,这种探究问题的方法叫控制变量法。
[2]实验中,当把的电阻换成的电阻后,根据分压原理可知,定值电阻两端的电压会变大;探究电流与电阻关系时要控制定值电阻两端电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理可知,需要增大滑动变阻器电阻阻值,故应把滑动变阻器滑片向右端滑动。
【变式2-5】(23-24九年级下·重庆开州·阶段练习)小志同学探究电流、电压和电阻关系,电源电压为3V,电压表、电流表量程如图丙、丁所示,滑动变阻器R'(20Ω,2A),三个定值电阻(10Ω、20Ω、40Ω)。
(1)请用笔画线代替导线,将图乙所示电路补充完整;
(2)断开开关S,连接好电路,检查无误并将滑片P移至最 (选填“左”或“右”)端,再闭合S,接通电路后,发现电流表有示数,电压表示数为零,其原因可能是定值电阻 ;
(3)排除故障后,闭合开关S,保持定值电阻一定,调节滑片P,探究电流与电压关系,某时刻电压表示数如图丙所示为 V,电流表示数如图丁,则所接入定值电阻阻值为 ;
(4)小志同学根据记录的实验数据画出I-U图像,如图戊所示,由此得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与电压成 ;
(5)接着小志继续探究电流与电阻的关系,调节滑片P,控制定值电阻两端电压为U0,读出电流表示数并记录;然后将定值电阻更换为20Ω,调节滑片P使电压表示数再次为U0,读出电流表示数并记录,(5)中两次实验相比,第二次实验时滑片P的位置相对于第一次向R' (选填“左”或“右”)边移动了;
(6)当用40Ω定值电阻替换20Ω的定值电阻再闭合开关,小志调节滑动变阻器的滑片P,发现电压表示数始终不能调为U0。为完成三次探究,电压表示数最低应该为 V。
答案: 右 短路 1.2 10 正比 右 2
规范解答:(1)[1]根据甲图所示,应该将滑动变阻器串联接入电路中,所以应该将滑动变阻器上端接线柱与定值电阻左侧相连,如下图所示:
(2)[2]为保证电路安全,应该将滑动变阻器以最大阻值接入到电路中,所以应该将滑片移至最右端处。
[3]电流表有示数,表明电路是通路(或有部分短路),电压表示数为零,其原因可能是定值电阻发生了短路故障。
(3)[4]由图可知,电压表所接量程0~3V,其分度值0.1V,读数为1.2V。
[5]电流表所接量程0~0.6A,其分度值0.02A,读数为0.12A,由欧姆定律公式可得所接入定值电阻阻值
(4)[6]图像为一条过坐标原点的倾斜直线,由此得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与电压成正比。
(5)[7]由串联电路的分压规律可得,小志第一次使用10Ω的定值电阻,有
第2次实验时,有
由上式可得
即第二次实验时滑片P的位置相对于第一次向R′右边移动了。
(6)[8]随着定值电阻的阻值增大,其两端分得的电压越来越大,为完成三次探究,由串联电路的分压规律可得
解得
U0=2V
即电压表的示数最低应该为2V。
【变式2-6】(23-24九年级上·辽宁大连·期末)小明同学在探究“电压一定时,通过导体的电流与电阻的关系”的实验中,实验装置如图所示,实验器材有:两节干电池,电流表、电压表、“20Ω 2A”的滑动变阻器及开关各一个,定值电阻和导线若干。
(1)在图甲中,请用笔画线代替导线,将电路连接完整 ;
(2)连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表无示数,电压表有示数。则电路故障可能是定值电阻 (选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,闭合开关,进行实验,保持定值电阻两端的电压为2.4V,记录的实验数据如下表:
实验次数 1 2 3 4 5 6
电阻R/Ω 4 8 12 16 20 24
电流I/A 0.60 0.30 0.20 0.16 0.12 0.10
①在图乙方格纸上画出电流I与电阻R的关系图像 ;
②分析实验数据和图像,可得出的探究结论是: ;
(4)为了使得到结论更趋近于实际关系,小明还想在本次实验的基础上继续更换更大的定值电阻进行多次实验,学习完欧姆定律之后,你认为所更换的定值电阻不能超过 Ω。
答案: 断路 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 80
规范解答:(1)[1]滑动变阻器采用“一上一下”的接法,串联在电路中,如图所示:
(2)[2]连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电流无示数,说明电路中发生了断路;电压表有示数,说明和电压表串联的部分是通路,因此可能是与电压表并联的定值电阻断路。
(3)[3]将表格中的数据描点,并连接起来,如图所示:
[4]计算表格中的数据
0.60A×4Ω=2.4V
0.30A×8Ω=2.4V
0.20A×12Ω=2.4V
016A×16Ω=2.4V
0.12A×20Ω=2.4V
0.10A×24Ω=2.4V
由以上数据可得:电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
(4)[5]由题意知,实验电源为两节干电池,因此电源电压为3V,定值电阻两端的电压保持2.4V不变,则滑动变阻器两端电压为
U滑=U-UR=3V-2.4V=0.6V
根据串联分压可知,当滑动变阻器阻值最大时,定值电阻的阻值最大,即
解得R=80Ω,因此更换的定值电阻不能超过80Ω。
【变式2-7】(23-24九年级下·安徽合肥·阶段练习)在“探究电流与电阻关系”实验中,某小组连接了如图所示的实物电路,其中电源电压为4.5V且保持不变。
实验次数 1 2 3 4 5
R/Ω 5 10 15 20 30
I/A 0.6 0.3 0.2 0.15
(1)组内同学发现图中一根导线连接有误,请在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接完整;
(2)做完第4次实验,该小组同学断开开关,用30Ω电阻替换20Ω电阻,没有移动变阻器滑片就直接闭合开关,将遇到的问题是 ;
(3)小组同学正确操作得出第5次实验数据,并将所有数据记录在表格中,分析数据可以得到的结论是: ;
(4)实验中测量多组数据的目的是 。
答案: 电压表示数超出量程 电压一定时,电流与电阻成反比 便于得出普遍规律
规范解答:(1)[1]探究电流与电阻的关系,要把定值电阻、滑动变阻器、电流表串联起来,电压表与定值电阻并联。只需把原电路中定值电阻与滑动变阻器连接的导线改接到电压表的负接线柱上即可,如图所示:
(2)[2]由电路图可知,电压表用的是0~3V的量程。分析表格中数据可知,实验时控制定值电阻两端的电压为
做完第4次实验,用30Ω电阻替换20Ω电阻,没有移动变阻器滑片就直接闭合开关,根据串联分压原理可知,定值电阻两端的电压将大于3V,超过了电压表的量程。
(3)[3]分析数据可知:每次实验,通过电阻的电流与其阻值的乘积不变,为一定值,可以得到的结论是:在电压一定时,电流与电阻成反比。
(4)[4]通过多次实验,分析每次实验数据,可以归纳得出电流与电阻关系的普遍规律。
【变式2-8】(2024·陕西西安·模拟预测)小玲连接了如甲图所示的电路,探究电流与电阻的关系,实验中电源电压为4.5V恒定不变,电流表选用“0~0.6A”量程,电压表选用“0~3V”量程,滑动变阻器规格为“ 1A”。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至 (选填“最右”或“最左”)端;
(2)闭合开关后,电流表和电压表示数为0,移动滑片P,两表指针不偏转。将与电压表“-”接线柱相连的导线从D端拆下,试触C点,电压表指针不偏转,试触B点,电压表指针偏转,若电路中只有一处故障,则可能是 ;
(3)排除故障后,在实验进行中,得到电流表示数如乙图所示,其示数为 A;
(4)若要控制电阻R两端的电压为3V不变,则所选取定值电阻的最大阻值是 ;
(5)小玲在得出电流与电阻的定量关系后,要测量一个标记不清的定值电阻阻值(约为),利用现有器材,设计了如乙图所示的电路(电压表改用0~15V)。
①闭合开关,将滑动变阻器接入最大阻值时,记录电压表示数为;
② ,记录电压表示数为;
③得出了定值电阻阻值的表达式: (用、、表示)。
答案: 最左 导线BC断路 0.2 5~40 见解析
规范解答:(1)[1]为了保护电路,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片P置于最大电阻处,即最左端。
(2)[2]闭合开关后,电流表示数为0,说明电路可能断路,电压表示数为0,说明电压表与电源没有连通;将与电压表“-”接线柱相连的导线从D端拆下,试触C点,电压表指针不偏转,试触B点,电压表指针偏转,说明此时电压表与电源连通,电压表并联的电路断路,若电路中只有一处故障,则可能是导线BC断路。
(3)[3]由图乙可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值0.02A,其示数为0.2A。
(4)[4]电路中最大电流为I=0.6A,定值电阻两端电压UR=3V,故此时定值电阻
由串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为
U滑=4.5V-3V=1.5V
当滑动变阻接入最值最大时,定值电阻最大,根据串联电路分压规律,电压与电阻成正比,所以
解得Rmax=40Ω,所选取的定值电阻的阻值范围是5~40Ω。
(5)②[5]将滑动变阻器滑片移到最左端,只有Rx接入,此时电压表示数为U2,即为电源电压。
③[6]①中闭合开关,Rx与滑动变阻器串联,将滑动变阻器接入最大阻值R0时,电压表示数为U1,为Rx两端的电压;根据串联电路电流规律有
【变式2-9】(22-23九年级上·山东菏泽·期中)某学习小组计划探究电流与电阻的关系,设计的电路如图甲所示。
(1)请根据甲图把乙图中的电路连接完整 (要求滑动触头向右移动时,电路中电流变大);
(2)在闭合开关进行实验前,滑动变阻器的滑动触头应位于 (选填“A”或“B”)端;
(3)某次实验时,闭合开关,调节滑动变阻器,发现电压表的示数始终等于电源电压,电流表示数为零,则电路中的故障是 ;
(4)排除故障后,闭合开关,发现电流表示数如图丙所示,指针偏转角度太小,原因是多方面的,请你说出一种: ;
(5)调整后,电流表示数如图丁所示,该电流表的示数为 ;
(6)为得到多组实验数据,进行实验时需要更换连入电路中的定值电阻。某实验小组第一次实验时用5Ω电阻,完成实验后换用10Ω电阻进行第二次实验,闭合开关后,滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)移动。
答案: A 定值电阻断路 见解析 0.22A 左
规范解答:(1)[1]要使滑动触头向右移动时,电路中电流变大,即滑动变阻器连入电路的阻值变小,应把开关右侧接线柱与滑动变阻器上的B点相连,如图所示:
(2)[2]为保护电路,开关闭合前,滑动变阻器的阻值应调到最大,即A端。
(3)[3]电流表示数为零,说明电路有开路,电压表示数等于电源电压,说明与电压表并联部分之外的电路没有开路,所以是定值电阻开路(断路)。
(4)[4]电流表的摆角过小,说明电路中的电流过小,可能是滑动变阻器阻值太大或定值电阻阻值太大、电源电压太小。
(5)[5]丁图中电流表所选量程为小量程,分度值为0.02A,则读数为0.22A。
(6)[6]换用10Ω电阻进行第二次实验,根据串联分压原理可知,定值电阻两端电压会变大,而实验需要保持定值电阻两端电压不变,则需增加滑动变阻器两端电压,即增加滑动变阻器的阻值,因此滑片向左移动。