13.1探究电流与电压、电阻的关系 课时作业（解析版）

课时提升作业
探究电流与电压、电阻的关系
一、选择题(本大题共4小题,每小题4分,共16分)
1.用如图所示的实验电路图探究电流跟电压、电阻的关系,下列注意事项错误的是(　　)
A.连接电路时,开关应该是断开的
B.连接滑动变阻器时,滑片要滑到阻值最小的位置
C.连接电表时,必须使电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出
D.每次更换电阻后,要调节滑动变阻器,使电压表的示数相同
【解析】选B。本题考查对“探究电流跟电压、电阻的关系”的操作过程的分析。滑动变阻器在电路中有保护电路的作用,因而连接时(闭合开关以前)应将滑动变阻器的滑片滑到电阻值最大的位置。故选B。
2.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一个图像,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
【解析】选C。本题考查利用图像描述电流与电阻的关系。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。故正确答案为C。
【知识拓展】
反比例函数
(1)定义：形如函数y=(k为常数且k≠0),其中k为反比例系数,x是自变量,y是自变量x的函数;
(2)图像分析：反比例函数的图像属于以原点为对称中心的中心对称的双曲线,反比例函数图像中每一象限的每一支曲线会无限接近x轴、y轴,但不会与坐标轴相交(y≠0)。如图所示。
3.如图为测定电阻两端电压和通过电阻的电流的关系电路图,如果某同学在操作中对两只电表的量程选择是正确的,但不慎将两电表的位置对调了,则闭合开关S后(　　)
A.电流表、电压表均损坏
B.电流表损坏,电压表示数为零
C.电流表有示数,电压表示数为零
D.电流表示数为零,电压表有示数
【解析】选D。本题考查电路故障的分析。若在电路中将电流表和电压表的位置对调,则电压表串联在电路中,电阻R被短路,故电流表示数为0,电压表示数等于电源电压,故选D。
4.某导体中的电流与它两端电压的关系如图所示,下列分析正确的是(　　)
A.当导体两端的电压为0时,电阻为0
B.该导体的电阻随电压的增大而减小
C.当导体两端的电压为0时,电流为0
D.当导体两端的电压为2
V时,电流为0.6
A
【解析】选C。导体的电阻是导体本身的一种性质,它不随通过它的电流以及它两端的电压的改变而改变,故A、B选项错误;从图中可以看出,电压增大时,电流也增大,电流与电压成正比,电压为0,电流为0;从图中可知,当导体两端的电压为2
V时,电流为0.4
A,D错。故选C。
【易错警示】在电流、电压和电阻三个物理量中,电压是因,电流是果,只有导体两端加了电压,导体中才会有电流,不是导体中通了电流才有了电压,因果关系不能颠倒。电阻是导体本身的一种特性,即使导体中不通电流,它的电阻也不会改变,更不会因为导体中的电流的增大或减小而使它的电阻发生变化。
二、填空题(本大题共2小题,每空2分,共10分)
5在探究“电流与电压的关系”的实验中,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应调到　　　　　　位置,分别采用5Ω、10Ω、15Ω的电阻进行实验,目的是　　　　　　
　　　　　　　　　。如图是根据实验数据绘制的图像,由图像可知：电阻一定时,导体中的电流与加在这段导体两端的电压成
　　　　关系。
【解析】在探究“电流与电压的关系”的实验中,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应调到阻值最大的位置;分别采用5Ω、10Ω、15Ω的电阻进行实验,目的是得到普遍的规律,避免实验结论的偶然性或片面性;由图像可知：电阻一定时,导体中的电流与加在这段导体两端的电压成正比关系。
答案：阻值最大　得到普遍的规律　正比
6.某同学用如图所示电路来研究通过导体的电流和导体的电阻的关系,其中R为定值电阻,他第一次实验用电阻R1,闭合开关后,记下电流表的示数为I1,他第二次实验用电阻2R1,闭合开关后,记下电流表的示数为I2结果发现I1>I2且I1≠2I2。他认为电流和电阻不成反比,他的结论是　　　　　　
(选填“正确”或“错误”)的,其原因是
　
。
【解析】该同学研究电流与电阻的关系,在更换定值电阻后,第一步操作应该控制电压一定,即调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数与没有更换定值电阻时相等,而该同学没有进行这一步操作,直接读电流表示数了,这样没有控制好变量,数据是不能说明规律的。
答案：错误　没有保持定值电阻两端电压一定
三、实验探究题(14分)
7.现有下列器材：蓄电池(6
V)、电流表(0～0.6
A,0～3
A)、电压表(0～3
V,0～15
V)、定值电阻(若干)、开关、滑动变阻器和导线,要利用这些器材探究“电压不变时,电流与电阻的关系”,要求：
(1)请根据图甲将图乙中未完成的电路连接起来。
(2)实验中多次换用不同阻值的定值电阻,并调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,读出对应于不同阻值的电流表示数,并记于表格中。请你利用表格中的数据,在坐标纸上画出导体中的电流随电阻变化的图像。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
30
电流I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
0.12
0.1
(3)在做完第一次实验后,接下来的操作是断开开关,将5Ω的定值电阻更换为
10Ω的定值电阻,再将滑动变阻器的滑片滑到　　　　(选填“A”或“B”)端,然后闭合开关,移动滑片,使电压表示数为　　　　V时,读出电流表的示数。
(4)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器(　　)
A.50Ω　1.0
A
B.50Ω　0.5
A
C.20Ω　1.0
A
D.20Ω　0.5
A
【解析】本题考查了探究电流跟电压、电阻的关系。
(1)连接实物电路时,将滑动变阻器连入电路中时,要“一上一下”选用接线柱,接线柱B已经接入电路,则只需要将金属杆两端的其中一个接线柱接入电路中即可;由实验数据可知,定值电阻两端的电压为3
V,所以电压表的量程应选用
0～3
V量程。(2)根据实验表格中的数据在坐标纸中进行描点,然后连线,即可得到电流随电阻变化的图像。(3)为保护电路,在更换电阻后,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大位置,然后闭合开关,移动滑片,使电压表的示数保持3
V不变。(4)电源电压为6
V,定值电阻两端的电压保持3
V不变,所以滑动变阻器两端的电压为3
V,当电路中的最小电流为0.1
A时,滑动变阻器连入电路的电阻阻值为30Ω,所以滑动变阻器的阻值最小为30Ω,而当定值电阻的阻值为5Ω时,电路中的电流为0.6
A,所以滑动变阻器允许通过的电流最小为0.6
A,综合以上分析,应选用滑动变阻器A。
答案：(1)如图所示
(2)电流随电阻变化的图像如图
(3)A　3
(4)A
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