17.1 探究电流与电压和电阻的关系 课时作业(含解析) 2024-2025学年物理人教版九年级全一册

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名称 17.1 探究电流与电压和电阻的关系 课时作业(含解析) 2024-2025学年物理人教版九年级全一册
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资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2024-10-20 00:51:09

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17.1 探究电流与电压和电阻的关系
一、实验探究题:本大题共14小题,共84分。
1.小广同学在“探究电流与电压的关系”实验中,使用的实验器材有:两节新干电池、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、定值电阻和导线若干:
电压
电流
请根据小广同学设计的电路图图将实物图图连接完整_____________要求:滑片向左移动,电流表示数变大;
小广同学把的定值电阻接入电路,将滑动变阻器的滑片调至最______选填“左”或“右”端,闭合开关前发现电流表如图3所示,其原因可能是_______________;
改正错误后,闭合开关,调节滑片P,当电压表的示数为1V时,电流表的示数如图3所示,则电流表示数为______A。继续实验,将实验数据记录在表中,分析数据可得出结论:___________;
实验后,小广同学分析,上述实验结论不可靠,他的理由是:____________;接下来应该进行的操作是__________。
2.在“探究电流与电阻的关系”的实验中:
闭合开关前滑动变阻器滑片应移动到阻值____选填“最大”、“最小”或“任意”处,有保护电路作用之外,在实验中还有控制定值电阻两端的______不变的作用;
实验过程中,将的电阻接入电路中,闭合开关,调节滑动变阻器滑片至适当位置,此时电流表示数如图乙所示,电流表示数为____A,则电阻两端电压为____V;将的电阻更换为的电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向右端移动,来保证电压表的示数为_______V;
换用不同的阻值的定值电阻进行多次测量,根据实验数据绘制了如图丙所示的图像,并得出实验结论:在电压一定时,_______与________成反比。
3.小明同学在“探究通过导体的电流与电阻的关系”时,用图甲所示的电路进行实验。
连接电路时,开关应处于_____状态;
闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于_____选填“A”或“B”端;
如图乙所示,是根据实验所测数据绘制的关系图像,由图像可知实验中控制定值电阻两端电压为_____V不变。分析图像可得:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成_____。
4.小明用如图甲所示的装置做“探究电流与电压的关系”实验。
连接电路时,开关应处于_____选填“闭合”或“断开”状态;
请用笔画线,代替导线把图甲电路连接完整。要求:当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表示数变小_____;
正确连接电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数,则电路的故障可能是电阻R_____选填“断路”或“短路”;
排除故障后进行实验,并将数据记录在表中。当电压表示数为时,电流表示数如图乙所示_____A。根据表中实验数据,可得出实验结论:_____;
电阻
电压
电流
实验结束后,小红提出还应换用不同的定值电阻进行实验,其目的是_____。
5.小强同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路图,并找来了如下一些实验器材:电压恒为3 V的电源,电流表、电压表各一只,滑动变阻器、开关各一个,阻值分别为、、、的定值电阻各一个,导线若干。
如图甲,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到最__________选填“左”或“右”端。
某次实验时电压表的示数如图乙所示,为__________V。
多次实验后画出如图丙所示的图像,由图像可得结论:__________。
当小强改用50的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,为顺利完成实验,需更换最大阻值至少__________的滑动变阻器。
6.小明使用阻值为、、、的定值电阻各一个,电压为3V的电源以及规格为“,”的滑动变阻器等器材,来“探究电流与电阻的关系”。

他首先将的电阻接入了图甲的电路中,检查时发现电路中有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“”,并用笔画线代替导线将电路连接正确_____;
电路正确连接后,移动滑动变阻器的滑片,电流表示数如图乙所示,此时电压表示数应为_____V;
当定值电阻由换为时,在电压表示数不变的情况下,先后两次实验滑动变阻器消耗的电功率之比为_____;
如果只利用现有器材,让四个电阻分别单独接入电路都可完成实验,定值电阻两端的电压应控制在_____V之间。
7.探究“电流与电阻的关系”时,可供实验器材有:三节新的干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻4个、、、,开关一个,导线若干。
请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整;要求:滑动变阻器向右移时电路中电流变小。__________
闭合开关,电流表无示数,电压表有示数并接近电源电压,则故障原因可能是:__________;
排除故障后,小明继续实验。实验中,当他把定值电阻由更换为时,应向__________选填“A”或“B”端适当调节滑动变阻器的滑片;
图乙是根据实验数据画出的定值电阻的图像,则小明在实验过程中定值电阻两端的电压为__________V。该实验结束后,同组的小惠想测量标有“”的小灯泡的电阻,他重新选择了电源电源电压未知和标有“”的滑动变阻器,实验时电流表选择了小量程;
按照图丙正确连接电路后,闭合开关,电压表及电流表示数如图丁,电源电压为__________V;
小惠移动滑片,使小灯泡正常发光,电流表示数为,则此小灯泡的电阻是__________;保留1位小数
小惠测出在不同电压下灯泡的电流值,并做出A、B、C图像如图戊,则正确的为__________。
8.小明在探究“电流与电阻的关系”实验中,使用的器材有:电源电压可调、三个定值电阻阻值分别为、、、电压表、电流表、标有“”的滑动变阻器、开关、导线若干。
请用笔画线代替导线将图甲的实物电路连接完整_____;
正确连接电路,闭合开关前将滑动变阻器滑片滑至最____选填“左”或“右”端。闭合开关,发现电流表指针不偏转,电压表指针向右偏转,通过排查,发现电路中只有一处故障,且只发生在定值电阻或滑动变阻器上,则故障的原因是___________;
故障排除后,将的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片到某位置,电流表的示数如图乙所示,其示数为________ A;
保持电源电压不变,将的电阻更换为电阻后,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为_____ V,此时滑动变阻器恰好达到最大阻值。若要利用、、的定值电阻完成实验,可采取的具体办法为______说出一种即可。
9.在探究“导体中的电流与导体电阻的关系”实验中,小明组已连接的部分实验如图甲所示。电阻箱的符号:
请你用笔画线代替导线帮小明组完成实验电路的连接_____;
闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑动至最_____选填“左”或“右”端;
小明实验时记录的实验数据如下表,他在分析数据时发现,不能得出课本上“通过导体的电流跟导体的电阻大小成反比”的结论,出现这一问题的原因是:_____,小明认识到错误后,重新进行实验,并得出了实验结论;
序号 1 2 3
电阻 5 10 15
电流
爱思考的小刚则提出用电阻箱代替不同阻值的定值电阻如图乙所示,你认为是否可行,请说明你的理由_____。
10.在电学综合复习时,某组同学做了“探究电流与电压的关系”实验,电路图如图甲所示。
①请用笔画线代替导线将实物图乙补充完整;__________
②根据实验测得的数据,绘制出定值电阻R的图像,如图丙,由图像可以得出:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成__________;
该组同学又做了“探究串联电路电压规律”实验;
实验中,他们按图丁连接电路,用电压表分别测出两个小灯泡两端电压和电源电压,并记录这组实验数据;接下来应该__________,重做上述实验,根据数据得出实验结论。其中一次实验中,他们发现两个小灯泡的亮度明显不同,请分析其原因__________。
11.小芳利用图甲所设计的电路图,探究“电流与电压、电阻的关系”。实验器材:电源电压恒为、电流表、电压表各一个,一个开关,若干定值电阻、、、、,两个滑动变阻器、,导线若干。
小芳正准备闭合开关,突然发现电流表指针如图乙所示,出现这种现象的原因是:_____;
小芳在探究“电流与电压的关系”时,用的定值电阻进行实验,通过实验得到多组实验数据,由这些数据画出如图丙所示的图像,由图像可得结论:______。如果想让实验结论更具有普遍性,你认为可以怎么做?_____;
小芳在探究“电流与电阻的关系”时,用的电阻,电压调为2V完成第一次实验,如果直接换上的电阻,需要将滑片向_____选填“左”或“右”移动才能够完成实验;如果要让这5个电阻都能够完成实验,应该选用的滑动变阻器是_____;
小芳找来一个小灯泡将定值电阻更换,测得数据后发现小灯泡通过的电流与小灯泡两端电压关系如图丁所示,请问图像不是一条直线的原因是_____。
12.小明和小华在探究电流与电阻的关系时,实验电路如图所示。
试验次数
1 5
2 10
3 15
4 20
请用笔画线代替导线将图所示电路补充完整;___
正确连接电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于最_______选填“左”或“右”端。闭合开关,观察到电压表有示数,电流表无示数。已知导线、电表均完好且接触良好,则原因可能是定值电阻R_______;
排除故障后,小明换用不同的电阻,控制电压表示数不变进行实验,将实验数据记录在表中,并作出图像,如图。小华认为小明所绘图像不合理,其理由是_______;
小明和小华发现,由图像不能确定电流与电阻的定量关系,于是他们进一步分析数据特点,作出了图像,如图,分析其特点,可得出:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成_______比;
小明和小华对实验进行了反思:若再换用两个定值电阻,增加两组数据,使数据点分布合理,有利于绘出的图像更好的反映电流与电阻的关系,你建议选用_______选填“、”或“、”的定值电阻;
小明和小华找到一卷规格为的镍铬合金丝无绝缘表层,截取了长度为、、、的四段,对应阻值为、、、。分别将它们绕成螺旋状后,两端缠绕在接线柱上固定,制成了四个简易定值电阻,如图所示。在老师的帮助下,他们对制作的电阻进行了测量检验,发现测量值均偏小,且有的偏小值较大,原因可能是_______。
13.小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为、、、、。
请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整导线不允许交叉______;
小明同学按图甲正确连接电路后,闭合开关,将滑动变阻器移到最右端时,电流表无示数,电压表有较大的示数。经检查,导线完好,则电路故障可能是_________;
实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。
①由图像可以得出结论:电压一定时,____________;
②上述实验中,小明用的电阻做完实验后,接下来的操作是___,然后将的电阻接入电路,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为_______V时,读出电流表的示数;
为完成整个实验,应该选取最大阻值不小于______的滑动变阻器;
若小明使用滑动变阻器的铭牌为“”,控制电压和之前相同,那么小明选择的电源电压只能在_____________范围内;
小华打算增加一个阻值为的电阻,只利用一只电表,通过简单操作开关S接“a”、“b”各一次来测量小灯泡的额定功率,则以下判断正确的是____填字母。
A.两种方案都能
B.两种方案都不能
C.甲方案能,乙方案不能
D.甲方案不能,乙方案能
14.实验小组用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”,所用器材有学生电源、定值电阻分别为、、、、电压表、电流表、滑动变阻器,导线若干。
按图甲连接电路后,闭合开关,发现_______表无示数;经检查发现电路中有一根导线连接错误,请在错误的线上打“”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;__________
实验中A、B两个小组分别根据实验数据画出图像,如图乙所示,由图可知,操作错误的是_______组;你作出该判断的理由是_______;
组同学根据实验数据得到如图丙所示的图像;
①分析图像可得电流与电阻的关系:在电压一定时,________;
②图像表明在实验过程中,C组的电压表示数始终控制为_______V;
③请在丙图中描出定值电阻为时对应的坐标点_______;
若实验所用的滑动变阻器规格为“”,所选电压表量程为“”,则为了使以上四个电阻分别接入电路时都能完成实验,电源电压不能超过_______V。
答案和解析
1.【答案】 右 电流表未调零 电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 实验次数太少了 调节滑动变阻器再次实验
【解析】【知识点】探究电流与电压的关系
【详解】根据电路图,滑片向左移动,接入电路中的阻值变小,电路的总电阻减小,由欧姆定律可知,电流表示数变大,所以导线接滑动变阻器的下接线柱的左端,如下图所示:
为了保护电路,把的定值电阻接入电路,滑动变阻器连入电路的电阻应最大,故将滑动变阻器的滑片调至最右端。
闭合开关前发现电流表如图3所示,此时电流表的指针没有指在零刻度线的位置,其原因可能是电流表未调零。
由图3可知,电流表选择小量程连入电路中,其分度值为,示数为。
由图表实验数据可知,电阻一定时,当电阻的两端电压增大几倍时,通过电阻的电流也增大几倍,由此可知,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。
实验后,小广同学分析,上述实验结论不可靠,原因是实验次数太少了,可能有实验偶然性,为了实验结论具有普遍性,应该多做几次实验,接下来应该进行的操作是调节滑动变阻器改变通过定值电阻的电流及两端的电压,再次实验。
2.【答案】 最大 电压 电流 电阻
【解析】【知识点】探究电流与电阻的关系
【详解】为了防止损坏电流表,应该先将滑动变阻器滑片移至最大阻值处,在“探究电流与电阻关系”的实验中,滑动变阻器的作用除了保护电路,还有控制电阻两端的电压不变的作用。
电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分值为,为,电阻两端电压为
将的电阻换成的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向右端移动,来保证电压表的示数为不变。
如图丙所示的图像可知,电流随电阻的增大而减小,且电流与电阻的成绩不变,总结得出实验结论:在电压一定时,电流与电阻成反比。
3.【答案】 断开 B 2 反比
【解析】【知识点】探究电流与电阻的关系
【详解】为了保护电路,保证实验的安全,在连接电路时开关应处于断开状态。
根据安全实验和保护电路的原则可知,在闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大端,即图甲中的B端。
根据图乙所示的电流I随电阻R变化的图像,结合欧姆定律可得本实验中控制的定值电阻两端的电压大小为
由图像可知,当导体的电阻增大时,通过导体的电流减小,而通过导体的电流与导体的电阻阻值的乘积保持不变,所以可知导体中的电流与导体的电阻成反比。
4.【答案】 断开 断路 在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 使结论更具有普遍性
【解析】【知识点】探究电流与电压的关系
【详解】为了保护电路,连接电路时开关要处于断开状态。
将电压表并联在电阻R两端;当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表示数变小,说明滑动变阻器阻值变大,滑动变阻器接右下接线柱,如下图所示:
正确连接电路后,闭合开关,电流表无示数,说明电路为断路,电压表有示数,说明电压表与电源连通,则故障可能是与电压表并联的定值电阻断路。
由图乙可知,电流表接小量程,分度值,所以示数为。
由表中数据可知,当电阻两端电压增大为原来的几倍,电流就增大为原来的几倍,故可得出实验结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。
本实验中,更换不同的电阻多次实验的目的是:避免实验结果的偶然性,使实验结论具有普遍性。
5.【答案】 右 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 25
【解析】【知识点】探究电流与电阻的关系
【详解】为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,由图甲知,滑片左侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻值最大的右端。
电源电压为3V,电压表的示数不会超过3V,电压表选择的应是小量程,由图乙可知,电压表示数为。
由图丙图像可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,其中由 可得
即导体两端的电压不变,故可得出结论:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
由题意知,定值电阻两端的电压始终保持2V不变,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为
根据串联电路分压原理可得,滑动变阻器分得的电压为定值电阻分得的电压
倍,由此可知,当接入 的定值电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
6.【答案】
【解析】【知识点】探究电流与电阻的关系
【详解】原电路图电压表串联在电路中是错误的,在探究电流与电阻的关系实验中,定值电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,如下图所示:

电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值,其示数为,则定值电阻两端电压为
即电压表示数为2V。
当把的电阻换成的电阻后,根据 可得,因为定值电阻两端电压不变,当U一定时,P与R成反比,即
由图乙可知,电流表选用小量程,滑动变阻器允许通过的最大电流为,即电路中最大电流为,当电路中电流最大,定值电阻阻值最小时,定值电阻两端电压最大,故定值电阻两端最大电压为
故定值电阻两端的电压应控制在。
7.【答案】 电阻R断路
【解析】【知识点】探究电流与电阻的关系
【详解】滑片向右移动时,电流变小,则滑动变阻器连入电路的电阻变大,则应该接滑动变阻器左下接线柱,如图所示:
电流表无示数,说明电路故障类型为断路,电压表有示数,说明故障为与电压表并联的定值电阻断路。
根据串联分压原理可知,将定值电阻由 改接成 的电阻,电阻分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中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B端移动,使电压表示数保持不变。
根据图象知,图中阴影面积为长方形,其面积等于IR,由欧姆定律得 ,阴影面积表示的物理量是电阻两端的电压,其数值为
按照图丙正确连接电路后,闭合开关,滑动变阻器的电阻最大,为,电压表及电流表示数如图丁,电流表如果是大量程,读数小于,必须改为小量程,故电流表是小量程,电流表的示数为,根据灯泡电压不超过知,电压表的示数为2V,电源电压
小灯泡正常发光,电流表示数为,则此小灯泡的电阻
如图戊,根据小灯泡的电阻随温度的升高而增大,则电压增大相同时,电流的增大量减小,图像弯向U轴,故C正确,AB错误。
故选C。
8.【答案】 右 定值电阻断路 换用最大阻值更大的滑动变阻器
【解析】【知识点】探究电流与电阻的关系、欧姆定律的应用
【详解】根据电流表的使用规则可知,电流表应串联接入电路中,且电流表使用小量程,如下所示
闭合开关前,滑动变阻器的滑片要移到最大处阻值,即最右端。
闭合开关后,发现电流表指针不偏转,电路可能断路,电压表指针明显偏转,电压表测电源电压,其原因可能是定值电阻断路。
根据图示可知,电流表选用的是小量程,分度值为,示数为。
将的定值电阻接入电路,该电阻两端的电压为
该实验采用的是控制变量法,需要控制定值电阻两端的电压不变,所以将的电阻更换为电阻后,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2V。
将的电阻更换为电阻后,滑动变阻器恰好达到最大阻值,若要利用的定值电阻完成实验,根据串联电路的分压规律可知,接入的电阻时,为了控制该电阻两端电压不变,需要使得滑动变阻器两端分担的电压变大,所以需要换用最大阻值滑动变阻器。
9.【答案】 右 见解析 见解析
【解析】【知识点】探究电流与电阻的关系
【详解】在探究导体中电流与导体电阻的关系时,变阻器与定值电阻串联连接,电压表并联在定值电阻两端,测定值电阻两端的电压,电流表测电路中的电流,电源电压为2节干电池,电源为3V,电压表选用小量程。作图如下:
为了保护电路,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大的最右端。
由表格数据知,每组对应的电流与电阻的乘积不是一个定值,则在更换电阻后未调节滑动变阻器,使定值电阻两端电压保持不变。所以不能得出正确结论。
可行,不用更换电阻,就可以改变定值电阻阻值,操作方便。
10.【答案】 正比 换用不同规格的灯泡 灯泡的电阻不同
【解析】【知识点】探究串联电路和并联电路中电压的特点、探究电流与电压的关系
【详解】①由图甲得,定值电阻R与变阻器串联,电压表测量定值电阻R的电压,电流表测量电路电流,变阻器的左下端接入电路中,如图所示:
②由图丙得,定值电阻的图像是一条过原点的直线,由图像可以得出:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
为了得到普遍规律,应换用不同规格的灯泡进行多次实验。
串联电路中电流处处相等,两个小灯泡的亮度明显不同,说明灯泡的电功率不相等,由 得,灯泡的电阻不相等。
11.【答案】 电流表使用前没有调零 电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 换用不同的定值电阻多次实验 右 灯丝的电阻随温度的升高而增大
【解析】【知识点】探究电流与电阻的关系、串联电路的电阻与电压的比值关系及计算
【详解】小芳正准备闭合开关,突然发现电流表指针如图乙所示,即电流表指针没有与零刻度线对齐,说明电流表使用前没有调零。
由图丙可知,电流随电压的变化图象为一过原点的直线,故可得结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
为了让实验结论更具有普遍性,应换用不同的定值电阻多次实验。
实验中,当把的电阻换成的电阻后,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移动才能够完成实验。
实验中使用的定值电阻阻值最大为,定值电阻两端的电压始终保持,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的 倍,根据分压原理,当接入电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为
故选。
由图丁可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据可知,灯泡功率变大,温度升高,灯丝的电阻随温度的升高而增大,故小灯泡通过的电流与小灯泡两端电压关系图像不是一条直线。
12.【答案】 右 断路 定值电阻两端的电压没有保持不变 反比 、 缠绕后相当于增大了定值电阻的横截面积,导致其电阻变小
【解析】【知识点】探究电流与电阻的关系
【详解】探究电流与电阻的关系时,需要电阻两端的电压不变,则电压表并联在定值电阻两端,如下图所示
为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于最大阻值处,即滑动变阻器的滑片P应置于最右端。
闭合开关,观察到电压表有示数,说明电压表与电源连通,电流表无示数,说明没有电流流过电流表,已知导线、电表均完好且接触良好,则原因可能是定值电阻R短路。
由图像可知,探究电流与电阻的关系时,需要电阻两端的电压不变,根据表格中的数据可知,定值电阻两端的电压没有保持不变,则得到的图像不合理。
根据图像可知,当导体两端电压一定时,通过导体的电流I与电阻的倒数 成正比,结合数学知识可得出:当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。
当电阻为“ 、 ”时,电路的电流变化不大,当电阻为“ 、 ”时,电路的电流变化较大,使数据点分布合理,有利于绘出的图像更好的反映电流与电阻的关系。
镍铬合金丝表面无绝缘表层,将它们绕成螺旋状后,相邻的两圈合金丝可能相互接触,相当于横截面积变大、长度变小,所以会导致测得的电阻值变小,缠绕越紧密越容易出现这种情况,所以会使偏小值较大。
13.【答案】 电阻R断路 电流与电阻成反比 断开开关,取下电阻
【解析】【知识点】探究电流与电阻的关系
【详解】根据电路图连接实物图,向右滑动滑片时滑动变阻器接入电路中的阻值变小,故将右下接线柱接入电路。如图所示:
闭合开关,将滑动变阻器移到最右端时,电流表没示数,说明电路是不通的,而电压表有较大示数,则可能得原因是电阻R断路。
分析图丙图象,曲线上每点对应的电流和电阻的乘积都等于,导体中的电流与电阻成反比。
由图丙知,当R为时,所以电阻两端的电压
该实验中应保证定值电阻两端的电压保持不变。在换接电阻时,应先断开开关,将的电阻更换为的电阻接入电路后,调节变阻器的阻值,使电压表的示数为。
由图丙知,电路的最小电流为,因串联电路中总电压等于各串联导体两端的电压之和,滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器接入电路的阻值
实验中用到的电阻阻值分别为,,,并控制定值电阻两端电压为,当变阻器连入电路中的阻值为时,电路中的最小阻值为
当定值电阻的阻值为,滑动变阻器接入电路的阻值最大时,根据串联电路分压规律可得
解得,即电源电压只能在范围内。
图甲中,无论S接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光;乙方案中,、小灯泡、滑动变阻器三者串联,电压表测定值电阻的电压,或灯泡与的总电压,都无法确定小灯泡是否正常发光。故ACD错误,B正确。
故选B。
14.【答案】 电流 A 没有控制定值电阻两端的电压一定 电流与电阻成反比 2 6
【解析】【知识点】探究电流与电阻的关系
【详解】按图甲连接电路后,闭合开关,此时电流表被短路,因此会发现电流表无示数。
电流表应串联在电路中,测量电路电流,所以应将定值电阻的左接线柱与电流表的“”接线柱连接,如图所示
由图乙图像数据分析可得,A组定值电阻的两端电压
不是一个定值;B组定值电阻的两端电压
是一个定值;实验是探究电流与电阻的关系,根据控制变量法可知,需控制定值电阻的两端电压不变,所以操作错误的是A组;理由是:没有控制定值电阻两端的电压一定。
①由图丙可知,在电压一定时, 图像是一条倾斜的直线,因此I与 成正比,说明I与R成反比,即:在电压一定时,电流与电阻成反比。
②由图丙可知,当 即时,,所以电压表示数为
即为C组的电压表控制不变的示数为2V。
③当定值电阻为时,其倒数为 ,即为定值电阻为时对应的坐标点的横坐标;通过定值电阻的电流为 ,即为定值电阻为时对应的坐标点的纵坐标;如图所示
当电阻时,电压表示数最大为3V,根据欧姆定律可知,此时电流为
因为滑动变阻器的最大阻值为,根据串联电路特点,所以滑动变阻器分得的最大电压为3 V,故电源电压最大为
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