第十七章 欧姆定律第1节电流与电压和电阻的关系(知识点与考点解析+跟踪训练)(同步学案)

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名称 第十七章 欧姆定律第1节电流与电压和电阻的关系(知识点与考点解析+跟踪训练)(同步学案)
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文件大小 3.2MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2018-08-10 15:04:22

文档简介

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第1节:电流与电压和电阻的关系知识点与考点解析(人教版)
1.由于电压是形成电流的原因,说明电流的大小与导体两端的 电压 有关;由于导体的电阻对电流有阻碍作用,所以,电流的大小与导体 电阻有关。
2.为了研究通过导体的电流跟电压的关系,我们应控制 电阻 一定,通过在电路中串联一个 变阻器 来调节导体两端的电压,通过实验可以得出结论:电阻一定时,通过导体中的电流跟导体两端的电压成 正比。
3.为了研究通过导体的电流跟电阻的关系,我们应控制电阻两端的 电压 一定,通过换用不同的 电阻 来改变电阻,通过实验可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成 反比 。
1.考点解析
电磁学是物理的重点内容,在整个物理学科中占据非常重要的地位;所以,如何做好电磁学的复习,在中考物理中显得非常重要。电磁学涵盖的知识面宽,具有考点多、问题方式多样、分值高、题目种类多等特点。纵观历年中考试卷,涉及到电磁学考题,少则4、5道题,多则可达12道题;试题类型有选择题、填空题、作图题、简答题、实验探究题、计算题等;一般情况下,压轴题(计算题)必有一道此部分试题,并且分值很高,一般在8分—12分之间。从整张试卷看,电磁学内容所占分值在25分到40分之间,所占比例高的可达45%,平均比例为38%;由此可见其重要性。
第十七章是本书重点内容,本章每节都是重点,在中考中涉及到本章内容的考题所占比例高、考题形式多样、难度高,是每年中考中必考的内容,所以应该引起教师和考生注意,并下功夫做好本章复习。本节研究的是电路中电流与电压和电阻关系,是下一节欧姆定律的前奏,也是接触电磁学最重要的规律—欧姆定律的开始;本节涉及到的主要内容就是实验探究问题,通过实验探究活动,初步了解电路中电流大小受哪些因素影响,也就是电路中电流与电压和电阻之间的关系。同时也是掌握实验探究活动,科学实验方法和手段的必考内容。
2.中考题型分析
纵观各地中考考纲和近三年考卷,对本节内容的考查在中考试卷中仍会出现,主要考查题型有选择题和实验探究题两种类型。考查方式常见的有对影响电路中电流大小的因素的考查,对电压影响电路电流的考查,对电阻影响电路电流的考查,电压、电阻对电路中电流影响的实验探究;有的也经常和其他相关知识点结合,但本节作为电磁学重点,需要很好地掌握和对待。
3.考点分类:考点分类见下表
考点分类 考点内容 考点分析与常见题型
常考热点 电路中电流与电压和电阻关系实验探究 实验题,考查电路中电流与电压好电阻关系和实验能力
一般考点 变阻器滑片移动引起的电路变化 选择题、实验题,考查电路电阻变化引起的电流变化,属于电路分析类试题
★考点一:电压对电路电流的影响
◆典例一:(2018·滨州)如图所示的电路中,电源电压恒定不变,R1为定值电阻,闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中,下列四个选项中,判断正确的是( )。
A.电流表、电压表的示数均变小; B.电流表、电压表的示数均变大;
C.电流表示数变大、电压表示数变小;D.电压表与电流表示数的比值变小
【考点】动态电路分析。
【解析】由电路图可知,R1与滑动变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。ABC、在滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中,变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,由U=IR可知,R1两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以变阻器两端的电压变小,即电压表的示数变小,故AB错误、C正确。
D、电压表与电流表的比值等于滑动变阻器的阻值,因为滑动变阻器的阻值变小,所以电压表与电流表的示数比值变小,故D正确。故选CD。
◆典例二:(2018·临沂)在“探究电流与电压的关系”实验中:
(1)请用笔画线代替导线,将甲图中电路连接完整,要求滑片P向B端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大(连线时导线不允许交叉);
(2)正确连接好电路后,闭合开关发现电压表示数为2.8V,电流表无示数,滑动滑片P两表示数均无变化,则故障原因是   ;
(3)小明排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如乙图所示,此时通过电阻的电流为   A。若要增大电阻两端的电压,应将滑片P向   (选填“A”或“B”)端移动;
(4)实验中测得多组数据,绘制出电阻R的I﹣U图象如图丙所示:由图象可得电流与电压的关系是   ;本实验所用电阻的阻值为  Ω。
【考点】电流与电压关系。
【解析】(1)滑动变阻器一上一下接且滑片P向B端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,接左下接线柱;
(2)若电流表示数为0,说明电路可能断路;电压表示数为电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电阻断路了;
(3)由图示电流表确定其量程与分度值,然后读出其示数;根据分压原理,判断电压的变化,再确定滑滑片移动的方向。
(4)根据实验所得数据,绘制出如图丙所示的U﹣I图象,根据图象可得出“电流与电压关系”的结论;根据R=算出电阻。
【解答】(1)滑片P向B端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大即远离下接线柱,故接左下接线柱,如下图所示:
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,说明电路可能断路;电压表示数为2.8V,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电阻断路了,此时电压表串联在电路中测电源电压;
(3)图中电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,示数为0.12A;根据串联电路的分压作用,若要增大电阻两端的电压,应将最大滑动变阻器的电阻,滑片P向B端移动;
(4)据图象可得出“电流与电压关系”的结论是:电阻一定时,导体中的电流与其两端的电压成正比。
由图象知,当电压为0.5V是电流为0.1A,则定值电阻的阻值为:R===5Ω。
故答案为:(1)见上图;(2)电阻断路;(3)0.12;B;(4)电阻一定时,导体中的电流与其两端的电压成正比;5。
★考点二:电阻对电路电流的影响
◆典例一:(2018·菏泽)如图所示用电流表(0—0.6A,0--3A)、电压表0---3V,0--15V).定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω各一个)、滑动变阻器(0--50Ω)、电源(6V)、开关和导线若干,探究电流与电阻的关系。
(1)请你根据甲图所示的电路国,将乙图中的电路连接完整。
(2)滑动变阻器在电路中的作用是 。
(3)小强做此实验时,在电流表使用无误的情况下,收集测量数据,记录表格如下:
小强的五次实验操作中有一次是错误的,请你对小强记录的数据进行分析。你发现第 次测量的数据是错误的,错误的原因是 。
(4)请你根据表中正确的数据,在丙图中绘制出电流随电阻变化的图象。
【解析】(1)如丙图,根据滑动变阻器“一上一下”的连接方式,连接滑动变阻器下面的一个接线柱到定值电阻的右端,再连接电源的负极到电流表的负接线柱即可,如图:

(2)研究电流与电阻的关系实验时,滑动变阻器在电路中的作用是保证定值电阻两端的电压不变,另外还有一个通用的作用,即保护电路。
(3)我们知道电流与电阻是成反比的,即电流与电阻的乘积不变,即电压不变,对小强记录的数据进行分析可知,第1、3、4、5次实验,电流与电阻的乘积都为3V,即实验时电阻两端的电压为3V,,而第2次实验,电流与电阻的乘积为1V,所以第2次测量的数据是错误的;
从题中条件知,滑动变阻器最大阻值50Ω,定值电阻为10Ω,电源电压为6V,在此条件下电流为:,
可见是因为闭合开关后,没有调整滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压保持不变,就直接读数了。
(4)第2次实验正确的数据应为:;
根据表中正确的数据,在丙图中描点连线绘制出电流随电阻变化的图象:
【答案】(1)如图;(2)调整定值电阻两端的电压,使其保持不变;(3)2;(4)没有保持定值电阻两端的电压不变;(5)如图。
◆典例二:(2018 青岛)实验探究:探究电流与电压和电阻的关系。
装置 ①如图甲,实验电路中接错了一根导线,在接错的导线上打“×”,再画线把它改到正确的位置上。
数据图象结论 ①利用改后的正确电路探究电流与电压的关系,测得数据如下表:R=10Ω次数1234电压U/V1.21.62.02.4电流I/A0.120.160.200.24②如图乙,在电流表表盘上,画出所选的接线柱和第4次实验屮指针的位置。③根据表屮数据,在图丙中描点并画出R的﹣U/图象。④在电阻一定时,   成正比。
过程 ⑤要探究电流与电阻的关系,只将第4次实验电路中的定值电阻由10Ω换成15Ω,闭合开关,电压表示数比第4次实验的电压表示数   (填“大”或“小”),要保持电压表的示数仍为2.4V,应将滑动变阻器的滑片P向   移动。
【解析】①原电路中,电流表与电阻并联的,电压表串联在电路中是错误的,电流表与R串联,电压表与R并联;②第4次实验电流为0.24A,根据电流表小量程分度值为0.02A,画出指针的位置;③根据描点法作图;④分析表中数据得出结论;⑤根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向。
【解答】①原电路中,电流表与电阻并联的,电压表串联在电路中是错误的,电流表与R串联,电压表与R并联,如图1左所示:
②第4次实验电流为0.24A,根据电流表小量程分度值为0.02A,画出指针的位置,如图1右所示:
③根据描点法作图,如图2所示:
④由表中数据,电压是原来的几倍,通过的电流是原来的几倍,即在电阻一定时,电流与电压成正比。
⑤根据串联分压原理可知,将定值电阻R1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,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2V。
要探究电流与电阻的关系,只将第4次实验电路中的定值电阻由10Ω换成15Ω,闭合开关,根据分压原理,电压表示数比第4次实验的电压表示数大;
要保持电压表的示数仍为24V,应将滑动变阻器的滑片P向 A移动。
故答案为:①如图1左所示;②如图1右所示;③如图2;④电流与电压;⑤大;A。
1.(2018 玉林)为了检测酒驾行为,如图甲所示是小明设计一款酒精浓度检测仪的电路图,其电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为酒精气体浓度传感器(气敏电阻),R的阻值与酒精浓度的关系如图乙所示。接通电源,当传感器酒精浓度增大时,下列说法正确的是(  )。
A.电流表的示数变小;
B.电压表的示数变大;
C.电流表的示数与电压表的示数的比值变小;
D.电流表的示数与电压表的示数的比值变大
2.(2018 攀枝花)如图所示,电源电压不变,开关闭合,当滑动变阻器滑片P向右移动时,下列判断正确的是(  )。
A.电流表的示数变大,电压表V1的示数变小,V2的示数不变;
B.电流表的示数变大,电压表V1的示数变小,V2的示数变大;
C.电流表的示数变小,电压表V1的示数变大,V2的示数变小;
D.电流表的示数变大,电压表V1的示数不变,V2的示数变小
3.(2018·德阳)如图所示,电源的电压不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向左移动过程中,下列说法中正确的是( )。
A. 电流表A的示数减小,电压表V的示数增大;
B. 电流表A的示数增大,电压表V的示数减小;
C. 电流表A和电压表V的示数都减小;
D. 电流表A和电压表V的示数都增大
4.(2018·福建A)如图电路中,闭合开关S1、S2,电流表和电压表均有示数,若断开S2,则A
A.电流表示数变小,电压表示数变小;B.电流表示数变小,电压表示数变大;
C.电流表示数变大,电压表示数变小;D.电流表示数变大,电压表示数变大
5.(2018·安顺)在探究“电流与电阻的关系”的实验过程中,小明选择了5Ω、10Ω、20Ω、25Ω五个电阻进行实验,电路图如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将图乙中未完成的电路完成,且使变阻器滑片向右移动时电流表示数变大。(导线不能交叉)
(2)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是   (填字母)。
A.电阻断路;B.电流表坏了;C.滑动变阻器短路;D.电阻短路。
(3)排除电路故障进行实验。为达到实验目的,滑动变阻器除了起到保护电路的作用外,还起到   的作用。实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,应把变阻器滑片向   (填“左”或“右”)滑动,同时眼睛盯住   才可能达到这个目的。
(4)根据实验数据,作出I﹣R图象如图丙所示。根据实验目的分析图象可得出结论:   。
6.(2018 泸州)图甲为“探究电流与电阻的关系”的实验电路图,电源电压恒为3V,用电阻箱来选用不同的电阻,按下述步骤进行实验,回答下列问题
(1)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到适当位置,调节电阻箱使接人电路的电阻为4Ω时,电流表示数如图乙所示,为   A;电压表示数应为  V。
(2)将电阻箱调到一个阻值更大的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向  端移动(选填“a”或“b“),使电压表的示数保持不变,同时记下对应的电流值。
(3)多次改变电阻箱的阻值,重复上述操作,得到了下表中所示的数据,通过观察表中的数据,分析得出:当电阻两端的电压一定时,接入电路的电阻越大,通过它的电流越   。
物理量 次数 1 2 3 4 5
R (Ω) 4 5 10 20 25
I(A) 乙图的示数 0.40 0.20 0.10 0.08
(4)为了进一步确定电流与电阻的定量关系,老师提出将表中各组电阻值的倒数算出,请你在丙图中描点作出I﹣的图象,根据画出的图象可知:电压一定时,电流Ⅰ跟电阻R成   比。
7.(2018·黔南)在探究“电压一定时,电流跟电阻的关系”的实验中,设计的电路如图甲所示。
(1)请根据图甲电路图用笔画线代替导线,将图乙所示实物连接成完整电路(导线不允许交叉)。
(2)连接好电路,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现象的原因可能是   。
(3)排除电路故障后进行实验,多次改变R的阻值,调节滑动变阻器,使电压示数保持不变。若电压表示数偏小,则应将滑动变阻器向  (选填“左”或“右”)滑动实验数据记录如表,其中第5次实验电流表示数如图丙所示,其读数为  A。
实验次数 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 5 10 15 20 25
电流I/A 0.6 0.3 0.2 0.15
(4)分析实验数据可得实验结论是:   。
8.(2018 岳阳)用图甲电路探究“电流跟电阻的关系”,电源电压恒为3V,滑动变阻器规格为“50Ω、2A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中电压表接入电路,测R两端的电压;
(2)滑片P移至阻值最大处,将5Ω电阻接入电路,闭合开关,移动滑片P发现,电压表有示数,电流表始终无示数,其原因可能是__________(只填序号)
A.R短路;B.R断路;C.滑动变阻器短路。
(3)故障排除后,移动滑片P使电压表的示数如图乙所示,记下电压表的示数:
(4)将5Ω电阻换成10Ω电阻,为保持电压表示数不变,滑片P应向________(选填“A”或“B”)端移动;
(5)若每次实验均选用单个定值电阻连入电路,实验室有“15Ω,20Ω,30Ω,35Ω,50Ω”5个电阻,你认为能供继续实验的电阻最多还有认为表中有 个;
(6)利用可选电阻继续实验,并得到结论:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成________比。
9.(2018·长沙)小明用如图所示的电路做“探究一定电压下,电流与电阻的关系”实验时,保持定值电阻两端的电压为2V不变,多次更换定值电阻进行实验。实验室提供的实验器材有:电源(3节新干电池串联),电流表、电压表各一个,开关一个,五个定值电阻(5Ω,10Ω,15Ω,20Ω,25Ω),一个滑动变阻器(规格为“25Ω 1.5A”),导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线将图中的实物图连接完整;
(2)如图,电路连接完整后,小明应将滑动变阻器的滑片移至 端(选填“A”或“B”)后,再闭合开关进行实验。
(3)在接入25Ω的电阻进行实验时,小明发现,不管怎样移动滑片,都不能使电压表的示数变为2V。小明通过在原电路中增加或减少实验室提供的原有器材,解决了上述问题,并完成了实验。他采取的操作可能是 (列举一种方法即可)。
10.(2018·聊城)(6分)在“探究电流与电压的关系”的实验中,
(1)请在方框中面出能够改变定值电阻的电压、并可以同时测量电压和电流的电路图
(2)通过实验记录电流表、电压表的示数如下表所示R= Ω
实验序号 1 2 3 4 5 6
电压U/V 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0
电流I/A 0.20 0.22 0.24 0.26 1.40 0.30
对表中数据进行分析,你认为错误的数据是实验序号 ,排除错误数据,可归纳得出的结论是 。
(3)如果想用此电路继续探究“电流与电阻的关系”,每次更换电阻后,可以通过调节 ,使电阻两端的电压不变。实验得出的结论是 。
11.(2018 淄博)请将电源、电流表,电压表三个元件的符号填入下图电路的虚线框内,并将电路补充完整。要求:开关S闭合后,电流方向如图所示,移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡L变亮时,电压表的示数变小。
跟踪训练解析
1.(2018 玉林)为了检测酒驾行为,如图甲所示是小明设计一款酒精浓度检测仪的电路图,其电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为酒精气体浓度传感器(气敏电阻),R的阻值与酒精浓度的关系如图乙所示。接通电源,当传感器酒精浓度增大时,下列说法正确的是(  )。
A.电流表的示数变小;
B.电压表的示数变大;
C.电流表的示数与电压表的示数的比值变小;
D.电流表的示数与电压表的示数的比值变大
【解析】由电路图可知,定值电阻R0与气敏电阻R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;根据图象可知R的阻值随酒精浓度的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R0两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知电压表示数的变化,进一步可知电压表与电流表示数的比值的变化。
【解答】由电路图可知,定值电阻R0与气敏电阻R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
由图象可知,当酒精浓度增大,R的阻值变小,电路中的总电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,由U=IR可知,R0两端的电压变大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源的电压恒定不变,
所以,R两端的电压变小,即电压表的示数变小,故AB错误;
由电压表的示数变小、电流表的示数变大可知,电流表的示数与电压表的示数的比值变大,故C错误、D正确。故选D。
2.(2018 攀枝花)如图所示,电源电压不变,开关闭合,当滑动变阻器滑片P向右移动时,下列判断正确的是(  )。
A.电流表的示数变大,电压表V1的示数变小,V2的示数不变;
B.电流表的示数变大,电压表V1的示数变小,V2的示数变大;
C.电流表的示数变小,电压表V1的示数变大,V2的示数变小;
D.电流表的示数变大,电压表V1的示数不变,V2的示数变小
【解析】分析电路的连接及两电压表测量的电压和电流表测量的电流:(1)分析当滑动变阻器滑片P向右移动时,确定R2变化,根据电阻的串联判断总电阻变化,由欧姆定律确定电流表示数变化;(2)根据欧姆定律的变形公式U=IR,分析R1的电压变化;根据串联电路电压的规律确定电压表V1变化。
【解答】由图知,两电阻串联,电压表V2测R1的电压,电压表V1测R2的电压,电流表测电路中的电流;
(1)当滑动变阻器滑片P向右移动时,R2接入电路的阻值变小,根据电阻的串联,总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大,故C错误;
(2)因电流变大,根据U=IR可知,定值电阻R1的电压变大,即电压表V2的示数变大,根据串联电路电压的规律可知,电压表V1的示数变小,故B正确;AD错误。
故选B。
3.(2018·德阳)如图所示,电源的电压不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向左移动过程中,下列说法中正确的是( )。
A. 电流表A的示数减小,电压表V的示数增大;
B. 电流表A的示数增大,电压表V的示数减小;
C. 电流表A和电压表V的示数都减小;
D. 电流表A和电压表V的示数都增大
【解析】由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表V测滑动变阻器两端的电压,电流表A测电路中的电流,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和定值电阻两端的电压变化,利用串联电路的电压特点求出电压表示数的变化。
【解答】由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表V测滑动变阻器两端的电压,电流表A测电路中的电流,将滑动变阻器的滑片P向左端移动过程中,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由I=U/R可知,电路中的电流变大,即电流表A的示数增大,故AC错误;由U=IR可知,定值电阻两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压变小,即电压表V的示数减小,故B正确、D错误。故选B。
4.(2018·福建A)如图电路中,闭合开关S1、S2,电流表和电压表均有示数,若断开S2,则A
A.电流表示数变小,电压表示数变小;B.电流表示数变小,电压表示数变大;
C.电流表示数变大,电压表示数变小;D.电流表示数变大,电压表示数变大
【解析】开关的断开和闭合可以改变电路的连接方式。解答本题要注意:当开关S2闭合时,灯泡L2被短路,电路为只有L1的简单电路;当开关S2断开时,灯泡L1、L2串联,电压表测L1两端的电压。
由图知,闭合开关S1、S2,灯泡L2被短路,电路中只有L1工作,电压表测量电源电压。此时电流表的示数为 ;
若断开S2,L1和L2串联,电压表测量L1两端的电压,根据串联电路电压关系可知其示数小于电源电压,所以电压表示数变小;
此时电流表示数;因,所以,电流表示数变小;
故A正确为答案。
【答案】A。
5.(2018·安顺)在探究“电流与电阻的关系”的实验过程中,小明选择了5Ω、10Ω、20Ω、25Ω五个电阻进行实验,电路图如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将图乙中未完成的电路完成,且使变阻器滑片向右移动时电流表示数变大。(导线不能交叉)
(2)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是   (填字母)。
A.电阻断路;B.电流表坏了;C.滑动变阻器短路;D.电阻短路。
(3)排除电路故障进行实验。为达到实验目的,滑动变阻器除了起到保护电路的作用外,还起到   的作用。实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,应把变阻器滑片向   (填“左”或“右”)滑动,同时眼睛盯住   才可能达到这个目的。
(4)根据实验数据,作出I﹣R图象如图丙所示。根据实验目的分析图象可得出结论:   。
【解析】本题考查的是探究电流与电阻关系实验,考查了电路连接、滑动变阻器的使用、电路故障的判断和图象的题解等,同时采用了控制变量法,是常见题目。
(1)由图甲知道,滑动变阻器与R串联,滑片向右移动时,接入电路的电阻变小,电流表示数变大,电压表测R两端电压,根据题意知道,应把乙图中变阻器右下角接线柱接入电路,如图所示:
(2)闭合开关,发现电流表没有示数,说明电路中没有短路;移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,说明可能是电压表所测量的电阻断路,这样使得电压表串联入电路中,故A符合题意,CD不合题意;若电流表坏了,整个电路断路,电压表也不会有示数,故B不合题意,故选A。
(3)因为要探究“电流与电阻的关系”,所以,应控制电阻两端电压不变,并不断改变电阻阻值,即该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外,还有调节电阻两端电压保持不变的作用;当把5Ω换成10Ω时,电阻分压会变大,由串联电路的分压原理知道,此时滑动变阻器分压变小,为保持电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分压,使滑动变阻器接入电路的阻值变大,由图示电路图知道,闭合开关后应向左移动滑片,同时眼睛盯住电压表;
(4)分析图象可得出的结论是:在电压不变时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
【答案】(1)如图;(2);(3)调节电阻两端电压保持不变;(4)左;(5)电压表;(6)电压不变时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
6.(2018 泸州)图甲为“探究电流与电阻的关系”的实验电路图,电源电压恒为3V,用电阻箱来选用不同的电阻,按下述步骤进行实验,回答下列问题
(1)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到适当位置,调节电阻箱使接人电路的电阻为4Ω时,电流表示数如图乙所示,为   A;电压表示数应为  V。
(2)将电阻箱调到一个阻值更大的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向  端移动(选填“a”或“b“),使电压表的示数保持不变,同时记下对应的电流值。
(3)多次改变电阻箱的阻值,重复上述操作,得到了下表中所示的数据,通过观察表中的数据,分析得出:当电阻两端的电压一定时,接入电路的电阻越大,通过它的电流越   。
物理量 次数 1 2 3 4 5
R (Ω) 4 5 10 20 25
I(A) 乙图的示数 0.40 0.20 0.10 0.08
(4)为了进一步确定电流与电阻的定量关系,老师提出将表中各组电阻值的倒数算出,请你在丙图中描点作出I﹣的图象,根据画出的图象可知:电压一定时,电流Ⅰ跟电阻R成   比。
【解析】(1)弄清电流的量程和分度值,再读数;根据欧姆定律求出电压值;(2)探究电流与电阻的关系,应保持电压不变,根据串联分压规律即可确定滑动变阻器的滑片移动方向;(3)利用控制变量法对保持电阻两端的电压不变、电流变化的数据进行分析,初步得出电流与电阻的关系;(4)根据描点法做出图象,分析图象得出电压一定时,电流Ⅰ跟电阻R成正比。
【解答】(1)如图乙所示,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.5A;
由I=得电压表示数应为:U1=IR1=0.5A×4Ω=2V;
(2)由于电源电压恒为U=3V,电压表示数保持U0=2V,电阻箱调到一个阻值更大的电阻后,闭合开关,滑动变阻器接入电路的阻值也应增大,故应将滑动变阻器的滑片向b端移动,使电压表的示数2V,同时记下对应的电流值;
(3)根据表中数据中电流随电阻变化的关系可得出的初步结论是:在导体两端的电压一定时,导体的电阻越大,通过的电流越小;
(4)根据描点法做出图象,如下图:
根据描绘出的I﹣图线,可以看出通过导体的电流与导体电阻的倒数成正比,由此进一步得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
故答案为:(1)0.5;2;(2)b;(3)小;(4)如上图;正。
7.(2018·黔南)在探究“电压一定时,电流跟电阻的关系”的实验中,设计的电路如图甲所示。
(1)请根据图甲电路图用笔画线代替导线,将图乙所示实物连接成完整电路(导线不允许交叉)。
(2)连接好电路,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现象的原因可能是   。
(3)排除电路故障后进行实验,多次改变R的阻值,调节滑动变阻器,使电压示数保持不变。若电压表示数偏小,则应将滑动变阻器向  (选填“左”或“右”)滑动实验数据记录如表,其中第5次实验电流表示数如图丙所示,其读数为  A。
实验次数 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 5 10 15 20 25
电流I/A 0.6 0.3 0.2 0.15
(4)分析实验数据可得实验结论是:   。
【解析】(1)根据图甲,将电压表与电阻并联,如下所示:
(2)经分析,连接好电路,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现象的原因可能是电阻断路;
(3)若电压表示数偏小,根据串联电路电压的规律,即变阻器分得的电压过大,由分压原理,变阻器连入电路中的电阻过大,故应将滑动变阻器向右滑动,以减小变阻器连入电路中的电阻大小,从而增大电压表示数;
其中第5次实验电流表示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其读数为0.12A;
(4)横向分析表中数据,电阻为原来的几倍,通过的电流为原来的几分之一,故得出的结论是:电阻的电压一定时,通过定值电阻的电流与电阻值成反比。
故答案为:(1)如上;(2)电阻断路;(3)右;0.12;(4)电阻的电压一定时,通过定值电阻的电流与电阻值成反比。
8.(2018 岳阳)用图甲电路探究“电流跟电阻的关系”,电源电压恒为3V,滑动变阻器规格为“50Ω、2A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中电压表接入电路,测R两端的电压;
(2)滑片P移至阻值最大处,将5Ω电阻接入电路,闭合开关,移动滑片P发现,电压表有示数,电流表始终无示数,其原因可能是__________(只填序号)
A.R短路;B.R断路;C.滑动变阻器短路。
(3)故障排除后,移动滑片P使电压表的示数如图乙所示,记下电压表的示数:
(4)将5Ω电阻换成10Ω电阻,为保持电压表示数不变,滑片P应向________(选填“A”或“B”)端移动;
(5)若每次实验均选用单个定值电阻连入电路,实验室有“15Ω,20Ω,30Ω,35Ω,50Ω”5个电阻,你认为能供继续实验的电阻最多还有认为表中有 个;
(6)利用可选电阻继续实验,并得到结论:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成________比。
【考点】电压、电流和电阻。通过实验,探究电流与电压、电阻的关系。
【解析】(1)电压表接入电路连线如图所示。
(2)电压表无示数,电流表无示数,电路时开路,可能故障为电阻R断路。
(4)电阻从由5Ω换成10Ω,电阻变大,为控制电阻两端的电压不变,通过R的电流变小,所以滑片P应向A端调节。
(5)由于电阻R两端的电压要控制为1V,变阻器分压为U变=U—UR=3V—1V=2V,即变阻器分压为2V,根据串联电路电流处处相等,即变阻器的电阻的最大阻值为电阻R的阻值的2倍;由于变阻器的最大电阻为50Ω;小于50Ω的一半的电阻只能选取20Ω、15Ω。所以还可以更换两个电阻进行实验探究。
(6)电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
故答案为:(1)见图;(2)B;(4)A;(5)2;(6)反。
9.(2018·长沙)小明用如图所示的电路做“探究一定电压下,电流与电阻的关系”实验时,保持定值电阻两端的电压为2V不变,多次更换定值电阻进行实验。实验室提供的实验器材有:电源(3节新干电池串联),电流表、电压表各一个,开关一个,五个定值电阻(5Ω,10Ω,15Ω,20Ω,25Ω),一个滑动变阻器(规格为“25Ω 1.5A”),导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线将图中的实物图连接完整;
(2)如图,电路连接完整后,小明应将滑动变阻器的滑片移至 端(选填“A”或“B”)后,再闭合开关进行实验。
(3)在接入25Ω的电阻进行实验时,小明发现,不管怎样移动滑片,都不能使电压表的示数变为2V。小明通过在原电路中增加或减少实验室提供的原有器材,解决了上述问题,并完成了实验。他采取的操作可能是 (列举一种方法即可)。
【考点】电压、电流和电阻。通过实验,探究电流与电压、电阻的关系。
【解析】(1)电压表接入电路连线如图所示。
(2)如图,电路连接完整后,小明应将滑动变阻器的滑片移至A端,再闭合开关进行实验。
(3)因为变阻器的最大电阻阻值为25Ω,根据串联电路电压与电阻的关系,当接入电路的电阻为25Ω,电阻两端的电压为2.25V;他可以在原电路上与变阻器串联一个10Ω(15Ω或20Ω)的电阻或取下一节干电池。
故答案为:(1)如图所示;(2)A;(2)取下一节干电池或在变阻器上串联一个10Ω的电阻。
10.(2018·聊城)(6分)在“探究电流与电压的关系”的实验中,
(1)请在方框中面出能够改变定值电阻的电压、并可以同时测量电压和电流的电路图
(2)通过实验记录电流表、电压表的示数如下表所示R= Ω
实验序号 1 2 3 4 5 6
电压U/V 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0
电流I/A 0.20 0.22 0.24 0.26 1.40 0.30
对表中数据进行分析,你认为错误的数据是实验序号 ,排除错误数据,可归纳得出的结论是 。
(3)如果想用此电路继续探究“电流与电阻的关系”,每次更换电阻后,可以通过调节 ,使电阻两端的电压不变。实验得出的结论是 。
【解析】(1)实验中为了探究规律,需要多次测量定值电阻两端的电压,因此需要滑动变阻器,多测几组电压和电流值,需要用电流表和电压表测量电流与电压,据此画出电路图;(2)根据数据表中电流与电压的关系可分析出错误数据,并得出结论;(3)探究通过导体的电流与电阻的关系实验,根据控制变量法可知应通过移动滑动变阻器控制电压不变,从而得出结论。
【解答】(1)实验中要能够改变定值电阻的电压需要用滑动变阻器测量电压用电压表,测量电流用电流表,电路如图:
(2)根据数据分析可知,随着电压的增大电流在增大,并且电压与电流的比值为==10,所以第5次实验中的电流数应当是错误的,应该为0.28A,并且可以看出在电阻一定时,电流与电压成正比;
(3)要探究“电流与电阻的关系”,每次更换电阻后,需要通过调节滑动变阻器,使电阻两端的电压不变。可以得出结论:在导体两端电压一定时,电流与电阻成反比。
故答案为:(1)见上图;(2)5;在电阻一定时,电流与电压成正比;(3)滑动变阻器;在导体两端电压一定时,电流与电阻成反比。
11.(2018 淄博)请将电源、电流表,电压表三个元件的符号填入下图电路的虚线框内,并将电路补充完整。要求:开关S闭合后,电流方向如图所示,移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡L变亮时,电压表的示数变小。
【解析】此类型题目要求对电路中各元件的作用及使用方法要非常明确,然后根据串并联电路的特点正确连接电路。滑动变阻器改变灯泡的亮度,所以滑动变阻器和灯泡、电流表串联;灯泡变亮时其两端电压变大,而电压表示数变小,说明电压表和滑动变阻器并联,据此填充元件。
【解答】要滑动变阻器改变灯泡的亮度,所以电源、滑动变阻器、灯泡和电流表串联;
灯泡变亮时,说明通过灯泡的电流变大,由U=IR可知灯泡两端电压变大,而题中要求电压表示数变小,说明电压表和滑动变阻器并联;
所以,电源在最左端的虚线框内,且上端为负极,这样可以满足电流方向如图所示;电压表和滑动变阻器并联,填在中间的虚线框内;电流表和滑动变阻器串联,应填在最右端的虚线框内;如下图所示:
知识点精析
考点概览
典例精析
跟踪训练
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第1节:电流与电压和电阻的关系跟踪训练(附解析)
一、选择题
1.图中,能正确描述电阻一定时,电流随电压变化的图像是( )。
2.一导体连在某电路中,如果把加在这导体两端的电压增加到原来的2倍,则导体的电阻和通过它的电流情况为( )。
A.电阻和电流都不变;
B.电阻不变,电流是原来的2倍;
C.电阻和电流都变为原来的2倍;
D.电阻减小为原来的一半,电流为原来4倍
3.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2V时,电流为0.6A;
D.当导体两端的电压为0时,电流为0
R/Ω 10 20 30 40 50
I/A 0.6 0.3 0.2 0.12
4.一位同学用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。电源电压不变,下表是实验数据,若第四次实验时将定值电阻的阻值由30Ω换为40Ω后就直接读出电流表的示数,这个示数应该是( )。
A.0.2 B.0.17 C.0.15 D.0.13
5.某同学在探究“电流跟电压和电阻的关系”时,根据收集到的数据画出了如下左图所示的一个图像,下列结论与图像相符的是(  )。
电阻一定时,电流随着电压的增大而增大;
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
6.如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S1、S2,两灯都发光,当把开关S2断开时,灯泡L1的亮度及电流表示数的变化情况是(  )。
A.L1亮度不变,电流表示数变小; B.L1亮度不变,电流表示数不变;
C.L1的亮度增大,电流表示数不变;D.L1亮度减小,电流表示数变小
7.某同学在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时,利用如图所示电路:在a、b两点间分别接入定值电阻R1、R2,(R1>R2),通过调节滑动变阻器测得了多组数据,并根据数据绘制了两个电阻的U-I关系图象。选项中能正确反映两个电阻大小关系的是( )。
8.一段导体的电阻为R,两端的电压为U,通过的电流为I,下列说法错误的是( )。
A.欧姆定律的表达式是U=IR; B. R的大小与U无关;
C.电阻R一定时,电流I随电压U的增大而增大;D. 电路中有电压不一定会有电流
9.如图,在探究电流与电阻的关系实验时,将a b 间的电阻由15Ω换成10Ω时,下一步操作是( )。
A.读出电流表与电压表的示数;
B.将滑片P向左移动;
C.将滑片P向右移动;
D.适当增加电池的节数
二、填空题
10.如图所示,是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定一个浮子。当电流表示数越小时,滑动变阻器连入电路的阻值   (填“越大”或“越小”),油箱内油量   (填“越多”或“越少”)。
11.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的_____位置,分别采用5Ω、10Ω、15Ω的电阻进行实验,目的是_________________。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;由图像还能得出电流与_________之间的关系。
12.如图a为“探究电流与哪些因素有关”的电路图。甲、乙两小组分别进行了一系列的实验。并根据测得的数据绘制了图像,如图b、c所示。请回答:
(1)图b研究的是________________,甲、乙两组图像差异的原因是________________;
(2)图c研究的是___________________,甲、乙两组图像差异的原因是__________。
13.用如图甲所示的实验电路探究“电流与电阻的关系”。
(1)连接电路时,图甲中导线E端应与滑动变阻器的______(填“A”“B”“C”或“D”)接线柱相连,使闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于A端。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P发现,电压表始终无示数,电流表有示数,其原因可能是______(填序号)。
A.滑动变阻器断路 B.R短路 C.R断路
(3)排除故障后,将5 Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器,使电压表示数为1.5 V,电流表指针位置如图乙所示,则电流表读数为______A。
(4)将5 Ω的电阻换成10 Ω的电阻后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P到合适位置,记录实验数据,此操作中调节滑动变阻器的目的是________________________。
(5)再将电阻换成15 Ω重复操作。
(6)分析数据可得出结论:________________________________。
电阻R/Ω 5 10 15
电流I/A 0.15 0.1
三、实验探究题
14.在“探究电流与电阻的关系”的实验中:
(1)如图所示是小明连接的实物图,经仔细检查后发现电路中有一根导线连接错误,请在途中连接错误的那根导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确(导线不可交叉)
(2)解决以上问题后,小明在开关闭合前,先将变阻器的滑片P置于      (选填“A”或“B”)端,再闭合开头,此时发现电流表有示数,电压表无示数.随后在将滑片P向终点移动的过程中,发现电流表示数变大,电压表人无示数,则发生此现象的原因可能是      (填字母)
A.电阻R短路;B.电流表短路;C.电压表断路;D.滑动变阻器断路。
(3)电路连接正确后,小明闭合开关调节变阻器的滑片P,直到电压表的示数为3V,记录电流表示数.接下来断开开关,只取下阻值为5Ω的电阻R,把它依次更换成阻值为10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻,并在实验中分别读取相应的电流表的示数,记录在表中。
试验次数 1 2 3 4 5
电流I/A 0.6 0.4 0.3 0.24 0.2
电阻R/ 5 10 15 20 25
(4)在评估交流环节中,小明通过分析表中数据发现上述实验过程并不科学,因为在改变电阻的同时,没有控制其      不变。
15.小明同学在做“探究电流与电压的关系”实验时,准备了以下器材:干电池(1.5V)两节,电流表(0~0.6A 0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、滑动变阻器(20Ω、2A)、定值电阻(5Ω)、开关各一只、导线若干。根据图甲所示的电路图进行实验。
(1)用笔画线代替导线,按照图甲所示电路,将乙图中的实物图连接完整。
(2)连接电路.闭合开关前,滑动变阻器滑片P应处于      (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,原因可能是      。
(4)实验过程中,要使电压表示数逐渐变大,滑动变阻器滑片P应向      (选填“左”或“右”)移动。
(5)实验过程中,电流表的示数如图丙所示,此时电路中的电流为      A。
(6)试验中通过调节滑动变阻器滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值如表所示。老师看后说其中一次是错误的.帮小明分析出错的是第      次,原因是      。
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
第1节:电流与电压和电阻关系跟踪训练解析
一、选择题
1.图中,能正确描述电阻一定时,电流随电压变化的图像是( )。
【考点】电流与电压关系。
【解析】电阻一定时,电流与电压成正比。
A、图象反应的是电流与电压成正比,故A正确;
B、图象反应的是电流随电压增大而减小,故B错误;
C、图象中当导体两端电压为0时,电流不为0,故C错误;
D、图象反应的电流与电压成反比,故D错误。
故选A。
2.一导体连在某电路中,如果把加在这导体两端的电压增加到原来的2倍,则导体的电阻和通过它的电流情况为( )。
A.电阻和电流都不变;
B.电阻不变,电流是原来的2倍;
C.电阻和电流都变为原来的2倍;
D.电阻减小为原来的一半,电流为原来4倍
【考点】电流与电压和电阻的关系。
【解析】因电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,所以,加在这导体两端的电压增加到原来的2倍时,导体的电阻不变,故C不正确;
由可知,此时通过导体的电流变为原来的2倍,故A不正确,B正确;
电阻减小为原来的一半时,电流变为原来的4倍,故D正确.
故选BD。
3.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2V时,电流为0.6A;
D.当导体两端的电压为0时,电流为0
【考点】电流与电压关系。
【解析】ABD.由图象上看出,当导体两端的电压为0时,电流为0,但是电阻不为零,因为电阻是导体本身的一种性质,与材料、长度、横截面积以及温度有关,与电压和电流没有关系,故AB不正确,D正确;
C.当导体电压为2V时,由图象可以找到此时对应的电流0.4A,故C不正确。
故选D。
R/Ω 10 20 30 40 50
I/A 0.6 0.3 0.2 0.12
4.一位同学用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。电源电压不变,下表是实验数据,若第四次实验时将定值电阻的阻值由30Ω换为40Ω后就直接读出电流表的示数,这个示数应该是( )。
A.0.2 B.0.17 C.0.15 D.0.13
【考点】电流与电阻关系。
【解析】研究通过导体的电流与电阻的关系要保持导体两端的电压不变,电阻箱两端的电压U电阻箱=I1R1=0.6A×10Ω=6V,
当电阻箱R的阻值为40Ω时,电路中的电流应该为:,
小华将电阻箱R的阻值从30Ω调为40Ω后,要保持电阻箱两端电压不变,应向右移动滑动变阻器滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值变大,滑动变阻器分压变大,从而使电阻箱两端电压减小保持不变,因此,当未移动滑动变阻器时,电路中的电流应该大于0.15A而小于0.2A。
故选B。
5.某同学在探究“电流跟电压和电阻的关系”时,根据收集到的数据画出了如下左图所示的一个图像,下列结论与图像相符的是(  )。
电阻一定时,电流随着电压的增大而增大;
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
【考点】电流与电压和电阻关系。
【解析】(1)图象的横坐标表示电阻,纵坐标表示电流,因此得到的是电流和电压的关系;(2)图象是个反比例函数图象,因此说明电流与电阻成反比,即电流随电阻的增大而减小;(3)在探究电流与电阻的关系时,应控制电压不变。
综上,由图象可得出的结论是:电压一定时,电流随电阻的增大而减小。故选C。
6.如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S1、S2,两灯都发光,当把开关S2断开时,灯泡L1的亮度及电流表示数的变化情况是(  )。
A.L1亮度不变,电流表示数变小; B.L1亮度不变,电流表示数不变;
C.L1的亮度增大,电流表示数不变;D.L1亮度减小,电流表示数变小
【考点】动态电路分析。
【解析】首先进行电路分析,得出两种情况下的两灯的连接方式,然后由电阻的变化得出灯亮度的变化及电流表示数的变化。
两开关均闭合时,两灯并联电源两端,电压均为电源电压,断开S2后,只有L1接入电路,L1两端电压仍为电源电压故亮度不变.电流表由测两灯泡的电流之和变成只测L1中的电流,故电流减小。
故选C。
7.某同学在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时,利用如图所示电路:在a、b两点间分别接入定值电阻R1、R2,(R1>R2),通过调节滑动变阻器测得了多组数据,并根据数据绘制了两个电阻的U-I关系图象。选项中能正确反映两个电阻大小关系的是( )。
【考点】电流与电压关系。
【解析】根据欧姆定律可知,在电阻一定时,电流跟两端电压成正比,因此,两电阻的图线应该都是一条过原点的斜向上的直线,故可排除CD选项;
根据欧姆定律,由R1>R2可知,电压一定时,电阻越大,其电流越小,对照选项AB可知看出,只有选项A符合题意。故选A。
8.一段导体的电阻为R,两端的电压为U,通过的电流为I,下列说法错误的是( )。
A.欧姆定律的表达式是U=IR; B. R的大小与U无关;
C.电阻R一定时,电流I随电压U的增大而增大;D. 电路中有电压不一定会有电流
【考点】电流与电压和电阻关系、欧姆定律。
【解析】根据欧姆定律,通过导体的电流与导体两端电压成正比,与导体电阻成反比,公式是:;导体的电阻是导体的一种属性,与导体两端有没有电压无关;由欧姆定律公式可知,当导体电阻一定时,通过导体的电流随导体两端电压的增大而增大;电路两端有电压,不一定有电流。
由以上分析可知,A的说法是错误的,符合题意,故此题答案是A。
【答案】A。
9.如图,在探究电流与电阻的关系实验时,将a b 间的电阻由15Ω换成10Ω时,下一步操作是( )。
A.读出电流表与电压表的示数;
B.将滑片P向左移动;
C.将滑片P向右移动;
D.适当增加电池的节数
【考点】电流与电压、电阻的关系实验。
【解析】探究电流与电阻的关系时,要保持电阻两端的电压不变,改变电阻阻值;当电阻减小时,它两端的电压也随之变化,为保证结论的准确性,要通过调节滑片,使滑动变阻器两端的电压减小,从而使电阻两端的电压变为原来的值,根据串联电路的分压关系去调节即可。
在探究“电流与电阻的关系”的实验中,要控制电阻两端的电压不变;当A、B两点的电阻由15Ω换成10Ω后,电路中的总电阻减小,由可知,电路中的电流变大,滑动变阻器两端的电压变大,由串联电路总电压等于各分电压之和可知,电压表的示数变小,要使电压表的示数不变,应调节滑动变阻器的滑片。
更换电阻后,电阻两端的电压和电流均发生变化,所以不能直接读出电流表与电压表的示数,故A不正确。
将滑片P向左移动时,变阻器接入电路中的电阻变大,分得的电压变大,电阻两端的电压会进一步的变小,故B不正确。
将滑片P向右移动时,变阻器接入电路中的电阻变小,分得的电压变小,电阻两端的电压变大,直到电压表的示数不变为止,故C正确。
适当增加电池的节数,可以增大电阻两端的电压,但不一定能保持电压表的示数不变,且不方便实验操作,故D不正确。
【答案】C。
二、填空题
10.如图所示,是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定一个浮子。当电流表示数越小时,滑动变阻器连入电路的阻值   (填“越大”或“越小”),油箱内油量   (填“越多”或“越少”)。
【考点】欧姆定律的应用、电路的动态分析。
【解析】由电路图可知,滑动变阻器R与定值电阻R0串联,电流表测电路中的电流,由的变形式可知,当电流表示数越小时,电路中的总电阻越大,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器连入电路的电阻越大,由图可知,滑片上移时接入电路中的电阻越大,浮子下移,油箱内油量越少。
故,答案是:越大、越少。
【答案】越大、越少。
11.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的_____位置,分别采用5Ω、10Ω、15Ω的电阻进行实验,目的是_________________。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;由图像还能得出电流与_________之间的关系。
【考点】电流与电压关系。
【解析】①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;
②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;
③由图象可知: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例关系;
④由于实验过程采用不同阻值电阻进行了多次的实验,得到电流与电阻的关系,所以由该图象还能得出电流与电阻之间的关系。
答案:阻值最大;得到普遍的规律;正比例;电阻。
12.如图a为“探究电流与哪些因素有关”的电路图。甲、乙两小组分别进行了一系列的实验。并根据测得的数据绘制了图像,如图b、c所示。请回答:
(1)图b研究的是________________,甲、乙两组图像差异的原因是________________;
(2)图c研究的是___________________,甲、乙两组图像差异的原因是__________。
【考点】影响电流大小的因素。
【解析】①要探究电流与电压的关系,需要保持定值电阻一定,改变电阻两端电压,比较电压变化对电流的影响;
②要探究电流与电阻的关系,需要保持电阻两端电压一定,改变电阻阻值,比较电阻变化对电流的影响。
解答:根据电路图和欧姆定律知:此实验是探究电流与电压、电阻的关系实验。
(1)在图b中,纵轴代表的物理量与横轴代表的物理量成正比,所以纵轴代表电流,横轴代表电压,之所以出现两组图象差异,是选择的电阻阻值不同;
(2)在图c中,纵轴代表的物理量与横轴代表的物理量成反比,所以纵轴代表电流,横轴代表电阻,之所以出现两组图象差异,是电阻两端电压不同。
故答案为:(1)电流与电压的关系;定值电阻阻值不同;(2)电流与电阻的关系;电阻两端电压不同。
13.用如图甲所示的实验电路探究“电流与电阻的关系”。
(1)连接电路时,图甲中导线E端应与滑动变阻器的______(填“A”“B”“C”或“D”)接线柱相连,使闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于A端。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P发现,电压表始终无示数,电流表有示数,其原因可能是______(填序号)。
A.滑动变阻器断路 B.R短路 C.R断路
(3)排除故障后,将5 Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器,使电压表示数为1.5 V,电流表指针位置如图乙所示,则电流表读数为______A。
(4)将5 Ω的电阻换成10 Ω的电阻后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P到合适位置,记录实验数据,此操作中调节滑动变阻器的目的是________________________。
(5)再将电阻换成15 Ω重复操作。
(6)分析数据可得出结论:________________________________。
电阻R/Ω 5 10 15
电流I/A 0.15 0.1
【解析】(1)由闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于A端,且使滑动变阻器的阻值最大,可知,图甲中导线E端应与滑动变阻器的B接线柱相连;
(2)电流表有示数,说明电路为通路,而电压表的示数始终为零,说明电压表测量导线两端电压,即定值电阻R短路;
(3)由图可知,电流表所选量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则由电流表指针位置可知,电流表读数为0.3A;
(4)在研究电流与电阻关系时,把定值电阻5Ω换成10Ω,根据串联电路导体两端电压与其阻值成正比知,电阻两端电压会增大;在电源电压一定时,要使电阻两端电压不变,需要调节滑动变阻器滑片,使滑动变阻器两端电压增大,也就是需要滑动变阻器接入电路电阻增大.调节滑动变阻器的滑片P到合适位置;
(6)由表中的数据可知,电阻两端的电压不变时,通过电阻电流的变化倍数与电阻阻值变化倍数的倒数相等,即通过导体的电流与电阻成反比。
故答案为:(1)B;(2)B;(3)0.3;(4)保持定值电阻两端电压不变;(6)通过导体的电流与电阻成反比。
三、实验探究题
14.在“探究电流与电阻的关系”的实验中:
(1)如图所示是小明连接的实物图,经仔细检查后发现电路中有一根导线连接错误,请在途中连接错误的那根导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确(导线不可交叉)
(2)解决以上问题后,小明在开关闭合前,先将变阻器的滑片P置于      (选填“A”或“B”)端,再闭合开头,此时发现电流表有示数,电压表无示数.随后在将滑片P向终点移动的过程中,发现电流表示数变大,电压表人无示数,则发生此现象的原因可能是      (填字母)
A.电阻R短路;B.电流表短路;C.电压表断路;D.滑动变阻器断路。
(3)电路连接正确后,小明闭合开关调节变阻器的滑片P,直到电压表的示数为3V,记录电流表示数.接下来断开开关,只取下阻值为5Ω的电阻R,把它依次更换成阻值为10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻,并在实验中分别读取相应的电流表的示数,记录在表中。
试验次数 1 2 3 4 5
电流I/A 0.6 0.4 0.3 0.24 0.2
电阻R/ 5 10 15 20 25
(4)在评估交流环节中,小明通过分析表中数据发现上述实验过程并不科学,因为在改变电阻的同时,没有控制其      不变。
【考点】探究电流与电压、电阻的关系实验。
【解析】(1)探究电流与电阻的关系时,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量定值电阻两端电压,据此判断需要改动的导线;(2)为了安全,闭合开关前,需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处;根据电流表和电压表有无示数判断电路的故障所在;(4)探究电流与电阻关系时,需保持电阻两端电压不变,根据欧姆定律的应用和表中数据可知定值电阻两端电压变化情况。
【解答】(1)滑动变阻器与定值电阻相连的导线应该去掉,将电流表负接线柱与定值定值的右接线柱相连;如下图所示:
(2)闭合开关前,需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处;
滑片移动过程中,电流表始终有示数,说明电路为通路;电压表始终无示数,说明与电压表并联的电阻处短路或电压表断路,故选AC;
(4)根据表中数据和U=IR可知,定值电阻两端电压都不相同,而探究电流与电阻关系时,需保持定值电阻两端电压不变,因此本实验不科学的原因是没有控制定值电阻两端电压不变.
故答案为:(2)B;AC;(4)电压。
15.小明同学在做“探究电流与电压的关系”实验时,准备了以下器材:干电池(1.5V)两节,电流表(0~0.6A 0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、滑动变阻器(20Ω、2A)、定值电阻(5Ω)、开关各一只、导线若干。根据图甲所示的电路图进行实验。
(1)用笔画线代替导线,按照图甲所示电路,将乙图中的实物图连接完整。
(2)连接电路.闭合开关前,滑动变阻器滑片P应处于      (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,原因可能是      。
(4)实验过程中,要使电压表示数逐渐变大,滑动变阻器滑片P应向      (选填“左”或“右”)移动。
(5)实验过程中,电流表的示数如图丙所示,此时电路中的电流为      A。
(6)试验中通过调节滑动变阻器滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值如表所示。老师看后说其中一次是错误的。帮小明分析出错的是第      次,原因是      。
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
【考点】探究电流与电压、电阻的关系实验。
【解析】(1)根据电路图连接实物电路图;(2)为保护电路,连接电路时,要断开开关,闭合开关前,滑片要移到阻值最大处;(3)常见的电路故障有断路与短路,根据电路故障现象分析电路故障原因;(4)根据串联电路中,串联电压的特点分析;(5)电流表读数时要看清选择的量程和对应的分度值,根据指针的位置读数;(6)根据串联分压的特点分析。
【解答】(1)已知电流表选择0~0.6A,因此将电流表0.6A接线柱与定值电阻左端接线柱相连,把滑动变阻器B端接线柱与定值电阻右端接线柱接入电路,实物电路图如图所示。
(2)在连接电路的各元件时,开关应处于断开状态;闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于B端,这样可以起到 保护电路的作用。
(3)闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,电流表无示数,说明电路存在断路;电压表的指针有明显的偏转,说明电压表与电源两极相连,电压表并联电路之外电路不存在断路,则与电压表并联的电阻断路。
(4)已知定值电阻与滑动变阻器串联,根据串联分压的特点可知,实验过程中,要使电压表示数逐渐变大,应减小滑动变阻器两端电压,则滑动变阻器滑片P应向左移动。
(5)图中电流表选择的是0~0.6A量程,对应的分度值都是0.02A;则这时的电流为0.3A。
(6)已知滑动变阻器(20Ω、2A)、定值电阻(5Ω)、干电池(1.5V)两节,即电源电压为3V,由图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,在第一次实验时,滑动变阻器调到阻值最大处,即20Ω,因为定值电阻为5Ω,其电阻之比为4:1,根据串联分压的特点可知,定值电阻两端电压为×3V=0.6V,即出错的是第1次,原因是定值电阻两端电压最小为0.6V,电流为0.12A.
故答案为:(1)见上图;(2)B;(3)定值电阻断路;(4)左;(5)0.3;(6)1;电压最小应是0.6V,电流为0.12A。
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