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探究电流与电压的关系 探究电流与电阻的关系实验题典型考点
模型归纳练 2025年中考物理二轮复习备考
一、实验题
1.在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中,选用的器材如下:两节新干电池、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、定值电阻、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将如图甲所示的电路连接完整。要求:滑片P向B端滑动时,电流表的示数变小;
(2))连接电路时,开关应该 ,滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)检查无误后,闭合开关发现电流表几乎无示数,电压表示数接近。移动滑片P,两电表示数均无变化,则电路故障可能是 。
(4)小园用上述实验器材探究“电压一定,电流与电阻的关系”;
①他先将5Ω的电阻接入电路,闭合开关S,调节滑片P到适当位置,读出此时电流表示数为,并记入表中;
②保持滑片位置不变,小龙用10Ω的电阻替换5Ω的电阻,再闭合开关S,他需要将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。滑动变阻器除了保护电路,还有一个重要作用 ;
(5)接着小园探究了“电阻一定,电流与电压的关系”。根据实验数据绘制出定值电阻的图像,如图乙中a所示,由图像a可以得出当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;实验完成后,将电阻换成小灯泡重复实验,绘制出图像,如图乙中b所示,小灯泡电阻是变化的,主要是因为灯丝的 发生了变化。试分析图像中A、B、C三点电阻最大的是 点。
2.在“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中,实验器材有:电源(6V)、电流表、电压表、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω、30Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干。
(1)如图甲所示,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到 (选填“A”或“B”)端。
(2)开关闭合后,发现电压表无示数,电流表有示数,电路故障可能是定值电阻R (选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,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 V不变,记下电流表的示数;若定值电阻从10Ω换成20Ω时,滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)移动。
(4)画出如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像,由图像可以得出结论:电压一定时,电流与电阻成 。
3.实验兴趣小组的同学利用图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应该滑到 端(选填“A”或“B”)。
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表的示数接近于电源电压,造成这一现象的原因可能是 。
(3)排除故障后,两个同学先后用5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻进行实验,作出的I﹣R图像如图乙所示,则 (选填“a”或“b”)的实验操作符合要求。
(4)根据图乙正确的实验操作要求:使用5Ω的定值电阻完成实验后,接下来要用10Ω的定值电阻进行实验,正确的操作步骤是 。
4.小组同学探究“欧姆定律”。
(1)小明探究“电流与电压的关系”。实验器材为:3节干电池(每节电池的电压恒为1.5V)、开关S、定值电阻.R0、电流表、电压表、滑动变阻器R、导线;
①请在图甲中以笔画线代替导线完成电路连接 ,要求:电流表、电压表均使用大量程(测量时再选择合适的量程),电压表测量R0的电压;
②闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至 (选填“A”或“B”)端;
③闭合开关S,发现电流表无示数、电压表有示数,则电路故障可能是 ;
A.R0处发生短路 B.R0处发生断路
C.R处发生短路 D.R处发生断路
④排除电路故障,移动滑动变阻器的滑片P,测得多组数据。进行实验④时,电压表、电流表的示数如图乙所示,请将数据记录在表一内;
表一
实验序号 ① ② ③ ④
U/V 1.0 2.0 3.0
I/A 0.2 0.4 0.6
⑤分析实验数据,可得探究结论: ;
(2)小华利用如图甲所示的电路,附加数个阻值不同的定值电阻,探究“电流与电阻的关系”,测得实验数据如表二所示。
表二
实验序号 ① ② ③ ④
R/Ω 5 10 15 20
I/A 0.6 0.3 0.2 0.15
小华完成实验①后,进行实验②,具体操作为:首先,断开开关S,将定值电阻由5Ω换成10Ω;接着,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P时,眼睛应观察 表直至其示数为 。
5.在“探究电流与电压关系”的实验中,图甲是某实验小组设计的电路,电源电压3V且保持不变。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中完成电路连接。要求:闭合开关,当滑片P向左端移动时,电流表的示数变大 ;(导线不能交叉)
(2)检查无误后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近3V。移动滑动变阻器的滑片P,两电表示数均无变化,则电路故障可能是定值电阻R (选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,实验中测得五组数据,并绘制出定值电阻R的I-U图像如图乙所示。由图像可得,实验中所用定值电阻R的阻值为 Ω。实验中滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω;
(4)分析图像可得结论:电阻一定时,电流与电压成 。
6.在“探究电流与电阻的关系”的实验中,小明使用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、25Ω的定值电阻各一个,电压为6V 的电源等器材进行探究。
(1)用导线连接成甲图电路时,滑片P应置于 端;
(2)正确连接并规范操作后,闭合开关,两电表均无示数。为了检查电路故障,小华将电压表接在滑动变阻器两端时无示数,接在开关两端时有示数,则电路的故障是 (选填“A”或“B”);
A.开关断路 B.滑动变阻器断路
(3)排除故障后继续实验,图乙是小明将定值电阻接入电路测得的实验数据绘制的电流I随电阻 R变化的图像,由图像可知R两端的电压为 V;
(4)为了能用所选的四只定值电阻完成实验,滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω;
(5)分析图像得到实验结论为:电压一定时, 。
7.“探究电流与电阻的关系”实验。
(1)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I-R图像,如图甲所示。分析发现实验数据不合理,作出这个判断的理由是 ;
实验次数 R/Ω I/A
1 5 0.4
2 10 0.2
3 15 0.12
4 20 0.1
(2)由I-R图像不易确定电流与电阻的定量关系。进一步分析数据特点,作出了图像,如图乙所示。由图可知,当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体电阻倒数成正比,也就是当导体两端电压一定时, ;
(3)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地反映电流与电阻的关系,则建议选用 (选填“4Ω、7Ω”或"12Ω、18Ω")的定值电阻;
(4)现有一卷规格为10Ω/m的镍铬合金丝(无绝缘表层),截取了长度为0.4m、0.7m、1.2m、1.8m的四段,对应阻值为4Ω、7Ω、12Ω、18Ω。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,如图丙所示。对制作的电阻进行测量检验,发现测量值均偏小。且有的偏小值较大,原因可能是 。
8.小明用图甲电路探究“电流与电阻的关系”。
(1)图甲中,电表1应为 (选填“电压”或“电流”)表。
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最 (选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,电流表指针不偏转,电压表指针有明显偏转且保持不变。已知导线及各接线柱连接完好,则可能是定值电阻R出现 故障。故障排除后,移动滑片,使电压表示数为2V,记录电流表示数。多次更换定值电阻重复实验,得到电流I与定值电阻的倒数关系,如图乙中图线②所示,从而得出结论。
(4)实验结束后,小明应先 开关,再拆除导线。在整理器材时,他突然发现电压表指针位置如图丙所示。则小明遗漏的实验操作是 。
(5)小华通过正确实验操作也进行了上述实验,且与小明的实验结论一致。小明遗漏的实验操作并未影响结论,原因是 。
(6)小明按正确操作重新进行实验。你认为他得到的电流I与定值电阻R的倒数关系应为图乙中的图线 (选填“①”“②”或“③”)。
参考答案
1.(1)
(2) 断开 B
(3)定值电阻R断路
(4) B 控制电阻两端的电压不变
(5) 正比 温度 B
(1)要求滑片P向B端滑动时,电流表的示数变小,则变阻器阻值变大,所以变阻器应选择A接线柱串联到电路中,作图如下:
(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处,即B端。
(3)闭合开关发现电流表几乎无示数,说明发生断路,电压表示数接近3V,则电压表两端与电源相通,所以可能是定值电阻R断路。
(4)[1][2]探究电流与电阻的关系时,要控制电压不变,小龙用10Ω的电阻替换5Ω的电阻,根据串联电路分压原理可知,更换后的电阻两端的电压会变大,为了保持电阻两端电压不变,就需要增大滑动变阻器接入电路的电阻,所以需要将滑片P向B端移动,所以滑动变阻器除了保护电路,还有一个重要作用就是使定值电阻两端电压保持不变。
(5)[1]图像a是过原点的一条直线,是正比例函数图像,所以可得:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
[2]如图乙中b所示,随着电压的增大,电流增加的越来越慢,说明小灯泡电阻是变化的,是因为灯丝的温度发生了变化。
[3]如图丙所示,比较A、B两点,这两点的电流相等,B点的电压较大,根据可得,B点的电阻较大;再比较C、B两点,这两点的电压相等,B点的电流较小,根据可得,B点的电阻较大;所以图像中A、B、C三点电阻最大的是B点。
2.(1)A
(2)短路
(3) 2 左
(4)反比
(1)在闭合开关前,为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处。观察图甲中的滑动变阻器,其接线柱“一上一下”连接,因此滑片在A端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大。所以,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到A端。
(2)开关闭合后,发现电压表无示数,而电流表有示数,这说明电路是通路,但电压表被短路。由于电压表并联在定值电阻两端,因此电路故障可能是定值电阻短路。
(3)[1]由图乙可知,当电阻为10Ω时,通过它的电流为0.2A,根据欧姆定律,定值电阻两端的电压控制在。
[2]当定值电阻从10Ω换成20Ω时,由于总电阻增大,根据欧姆定律,电路中的电流会减小。而滑动变阻器与定值电阻是串联的,它们两端的电压之和等于电源电压。因此,当定值电阻的阻值增大、其两端的电压保持不变时(仍为2V),滑动变阻器两端的电压就会减小。为了增大滑动变阻器两端的电压、使其两端的电压之和仍等于电源电压,需要增大滑动变阻器接入电路的阻值。观察图甲中的滑动变阻器,滑片应向左移动。
(4)如图乙所示,电流与电阻的乘积是一个定值,从图像可知,导体两端的电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
3.(1)B
(2)R断路
(3)a
(4)见解析
(1)闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片P应该滑到阻值最大处,即B端。
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电路可能断路,电压表的示数接近于电源电压,电压表与电源连通,造成这一现象的原因可能是R断路。
(3)“探究电流与电阻的关系”时,要控制电阻的电压不变,而a曲线上点的横、纵坐标之积(电压)为UV=IR=0.6A×5Ω=……=0.2A×15Ω=3V
图乙中b曲线上点的横、纵坐标之积(电压)不等,则 a的实验操作符合要求。
(4)根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω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,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,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为3V,正确的操作步骤是:断开开关,用5Ω的定值电阻换成10Ω的定值,闭合开关,向右移动变阻器的滑片,直到电压表示数为3V。
4.(1) B B 4 0.8 电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(2) 电压 3V
(1)[1]将电流表和电阻串联在电路中,电压表和电阻并联,电流表、电压表均使用大量程,如图所示:
[2]由图可知,滑动变阻器的滑片P移至最右端时,连入电路的电阻最大。为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处,即B端。
[3]闭合开关S,发现电流表无示数,说明电路中出现断路,电压表有示数,说明与电压表并联的处发生断路,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
[4][5]由图乙可知,电压表的量程是0~15V,分度值是0.5V,电压表的示数是4V,电流表的量程是0~3A,分度值是0.1A,电流表的示数是0.8A。
[6]由表中数据可知,电压增大几倍,对应的电流也增大几倍,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。
(2)[1][2]探究电流与电阻的关系时,要控制电阻的电压不变,由表二可知,电阻两端的电压始终保持不变U=IR=0.6A×5Ω=3V
将定值电阻由5Ω换成10Ω,接着,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P时,眼睛应观察电压表的示数,直到电压表的示数是3V。
5.(1)
(2)断路
(3) 5 25
(4)正比
(1)要求闭合开关,当滑片P向左端移动时,电流表的示数变大,则变阻器阻值变小,所以变阻器应选择左下接线柱串联到电路中,作图如下:
(2)闭合开关,发现电流表无示数,说明发生断路,电压表示数接近3V,则电压表的两端与电源相通,则电路故障可能是定值电阻R断路。
(3)[1][2]由图乙可知,定值电阻电压为0.5V时,电流最小为0.1A,则定值电阻R的阻值为
此时滑动变阻器接入电路的阻值最大为
则实验中滑动变阻器的最大阻值至少为。
(4)由图像可知,定值电阻R的I-U图像是正比例函数图像,可得:电阻一定时,电流与电压成正比。
6.(1)左
(2)A
(3)2
(4)50
(5)导体中的电流与导体的电阻成反比
(1)用导线连接成甲图电路时,为了保护电路,滑片P应置于阻值最大的左端。
(2)由图甲得,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻的电压,电流表测量电路电流。闭合开关,两电表均无示数,说明电路存在断路现象。为了检查电路故障,小华将电压表接在滑动变阻器两端时无示数,接在开关两端时有示数,说明电压表与变阻器并联时,电压表与电源连接断开;电压表与开关并联时,电压表与电源相连,则电路的故障是与电压表并联的开关断路,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
(3)由图像与欧姆定律可知,R两端的电压为
(4)电值电阻的电压为2V,电源电压为6V,由串联电路电压特点得,变阻器的电压为
由串联电路电流特点与欧姆定律得
定值电阻接入电路中的电阻最大为25Ω时,变阻器接入电路中电阻最大,为
故为了能用所选的四只定值电阻完成实验,滑动变阻器的最大阻值应不小于50Ω。
(5)分析图像得到:电压一定时,电阻的电流与电阻的乘积不变,由此可得实验结论为电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
7.(1)定值电阻两端的电压没有保持不变
(2)通过导体的电流与导体电阻成反比
(3)4Ω、7Ω
(4)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
(1)“探究电流与电阻的关系”实验,需控制定值电阻两端的电压保持不变,第三次实验可得定值电阻两端电压为
第三次实验可得定值电阻两端电压为
分析发现实验数据不合理,原因是定值电阻两端的电压没有保持不变。
(2)由图可知,当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体电阻倒数成正比,即通过导体的电流与导体电阻成反比,可得结论为:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成反比。
(3)当电阻为“12Ω、18Ω”时,电路的电流变化不大,当电阻为“4Ω、7Ω”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。
(4)根据电阻影响因素有材料、长度、横截面积,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。
8.(1)电压
(2)左
(3)断路
(4) 断开 电压表调零
(5)实验时定值电阻两端电压保持为定值
(6)①
(1)探究电流与电阻关系时,电流表串联在电路中,电压表并联在定值电阻两端,图甲中,电表1并联在电路中,因此电表1应为电压表。
(2)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,滑片右侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻值最大的最左端。
(3)电流表指针不偏转,说明电路可能断路;电压表指针有明显偏转且保持不变,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,与电压表并联的定值电阻断路了。
(4)[1]为了保护电路,在拆电路的过程中开关应断开。
[2]拆除导线后,由图丙可知,电压表指针没有对准零刻度线,说明电压表使用前未调零。
(5)探究电流与电阻关系,需控制定值电阻两端电压一定,改变定值电阻阻值;故遗漏的实验操作并未影响结论,原因是实验时定值电阻两端电压保持为定值。
(6)之前的实验中电压表指针在零刻度线的右侧,当电压表示数为控制不变的电压时,其实际电压较小,通过的电流较小,得到的电流I与定值电阻R的倒数关系为图乙中图线②;正确操作重新进行实验,电压表示数(电阻R两端的电压)比之前偏大,由欧姆定律可知在接入相同电阻时测得的电流将偏大,所以此时的关系图像是①图线。
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