第十七章 欧姆定律
第1节 电流与电压和电阻的关系
1.实验探究是科学研究的重要手段,探究过程包括:①提出问题;②得出结论;③设计和进行实验;④作出假设。下面四组探究过程顺序合理的是( )
A.①④③② B.④①③②
C.①④②③ D.③④①②
2.如图所示,保证AB间的电阻R1=5 Ω不变,通过移动滑动变阻器,分别使电压表的示数为3 V、6 V、9 V,这是为了研究( )
A.通过电阻的电流与电阻的阻值的关系
B.通过电阻的电流与电阻两端的电压的关系
C.电阻的阻值与流过电阻的电流的关系
D.电阻两端的电压与电阻的阻值的关系
3.当某导体两端的电压为3 V时,通过导体的电流为0.3 A,如果导体两端的电压再增加6 V,那么导体中的电流为( )
A.0.6 A B.0.3 A
C.0.9 A D.0.1 A
4.如图所示,电路中电源电压恒定。某同学用该电路验证在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。他多次只改变电阻箱R1的阻值,测得相应的电流值,如下表所示。
实验序号
R1/Ω
I/A
①
5
0.30
②
10
0.20
③
15
0.15
根据表中数据得出,通过导体的电流与导体的电阻 (选填“成”或“不成”)反比,其原因是 ? 。?
5.一个定值电阻两端的电压是2 V,电流为0.5 A。若电流变为1 A,则定值电阻两端的电压应该是
V,电阻 (选填“变”或“不变”)。?
6.某同学利用如图的电路探究电流与电压、电阻的关系。
实验开始时,滑动变阻器的作用是 。在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时,应保持 不变;在探究通过导体的电流与导体电阻的关系时,滑动变阻器的作用是 ? 。?
7.在探究电阻上的电流跟两端电压的关系实验中,定值电阻R=50 Ω,电源电压保持不变。
(1)小明根据甲图中的电路图连接了实验电路,检查时发现有一根导线连接有误。请在这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线,画出正确的连线(导线不得交叉)。
(2)电路改正后,开始进行实验,小明根据测出的数据,画出了电阻的U-I关系图象,如图乙所示,由图象可以得出结论:? ;?
为了使结论更具有普遍性,小明还应该? 。?
8.在探究电流与电阻的关系的过程中。
(1)连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态。?
(2)小明按图甲连好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现电流表无示数,电压表有示数,其原因可能是 (只填序号)。?
A.电流表断路 B.R断路 C.R短路
(3)排除故障后,小明将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,电流表示数(如图乙所示)为 A。?
(4)小明再分别换接入10 Ω、15 Ω的电阻,重复实验,得到下表所示另两组数据。分析表中的数据,可得出结论:保持电压不变时,导体中的电流跟导体的电阻成 比。?
电阻R/Ω
5
10
15
电流I/A
0.15
0.10
1.在探究电流与电压关系的实验中,分别用R1、R2两个电阻进行探究,并根据各自的实验数据绘制了U-I关系图象如图所示,从图可以看出R1与R2大小关系是( )
A.R1>R2
B.R1=R2
C.R1D.无法确定
2.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
3.研究一定电压下,电流与电阻的关系的电路如图所示。电源电压恒为 3 V,滑动变阻器上标有“15 Ω 1 A”字样。在a、b间先后接入不同阻值的定值电阻R,移动滑片P,使电压表示数为 1.5 V,读出电流表的示数。当将20 Ω的电阻接入a、b间时,电压表示数始终大于1.5 V,其原因可能是 ( )
A.滑动变阻器阻值太小
B.电源电压3 V太高
C.20 Ω的阻值太小
D.控制的电压1.5 V太高
4.某段电路两端的电压一定,当接入10 Ω的电阻时,通过它的电流是1.4 A;若用25 Ω的电阻接入原电路,则通过该电阻的电流是 A。?
★5.在研究电流与电阻和电压关系的实验中:
(1)闭合开关前,滑动变阻器应处于 ,目的是 。?
(2)小敏同学按图甲的电路原理图连接了图乙实物电路,其中有两个元件连接错误。它们分别是 和 (只需填写连错的元件)。?
(3)重新连接电路后,用开关S进行试触,如果电流表指针向左偏转,说明电流表的 ;如果电流表指针向右偏转超过刻度盘,应换用较 量程。?
(4)正确连接电路后,测出R1=5 Ω、两端电压为3 V时的电流。然后将电阻R1由5 Ω换成10 Ω,为了使电阻R1两端的电压仍然为3 V,他应将滑动变阻器的滑片P向 端滑动,在滑片P滑动的过程中,电路中的电流将 。?
★6.为了探究电流与电压的关系,小迪选取了一个10 Ω的定值电阻,用滑动变阻器来改变电阻两端的电压。
(1)小迪连接的电路如图甲所示,请你帮他将电压表正确接入电路中。
(2)闭合开关前,小迪应将滑动变阻器的滑片P滑到 (选填“A”或“B”)端。?
(3)小迪在检查电路连接无误后,应将开关 (选填“断开”或“闭合”),调节滑动变阻器,观察电压表和 的示数,测量并记下几组数据。?
(4)为记录数据,请你在图乙方框内帮小迪设计一个记录实验数据的表格。
甲
乙
答案与解析
夯基达标
1.A 科学探究的过程是提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、实验评估、交流与合作。据此判断选项A正确。
2.B 通过导体的电流与电阻、电压两个因素有关,题中保证AB间的电阻R1=5 Ω不变,改变AB间的电压分别为3 V、6 V、9 V,这是在研究电流与电压的关系。
3.C 导体两端的电压再增加6 V,即两端的电压为9 V,导体的电阻不变,在电阻不变时,电流与电压成正比,即电压变为原来的3倍,此时通过导体的电流也变为原来的3倍,为0.9 A。
4.解析 由实验数据可知,通过导体的电流与导体的电阻不成反比。电阻箱跟滑动变阻器串联在电路中,如果改变电阻箱连入电路中的阻值,电阻箱两端的电压就会发生改变,需要调节滑动变阻器,使电阻箱两端的电压保持不变。
答案 不成 没有控制电阻箱R1的电压不变
5.解析 电阻不变时,导体中电流与两端电压成正比,即电压增大为原来的几倍,电流也增大为原来的几倍;而导体电阻是导体本身的性质,不随其两端电压和通过的电流变化而变化。
答案 4 不变
6.答案 保护电路 电阻 保持定值电阻两端的电压不变
7.解析 在探究电阻上的电流跟两端电压的关系实验中,电流表测量通过电阻R的电流,电压表测量电阻R两端的电压,图中电压表没有跟电阻并联,改正方法如答图所示。由题图乙可知,在电阻一定时,通过电阻的电流与两端的电压成正比。一次实验存在偶然性,为使实验结论更具普遍性,可使用不同阻值的电阻多做几次实验。
答案 (1)如图所示
或
(2)电阻一定时,通过电阻的电流与两端的电压成正比 更换阻值不同的电阻重复实验
8.解析 (1)为防止电路中电流过大,在连接电路时,开关应断开。(2)若电流表断路,则电流表和电压表都不会有示数,选项A不正确;若R断路,则电流表示数为零,电压表示数几乎等于电源电压,选项B正确;若R短路,则电流表示数不为零,电压表示数为零,选项C不正确。(3)由题图乙知,电流表的量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,则示数为 0.3 A。(4)由表中数据知,电阻两端的电压不变,电阻增大为原来的几倍,电流就减小为原来的几分之一,所以可得电压不变,电流与电阻成反比。
答案 (1)断开 (2)B (3)0.3 (4)反
培优促能
1.A 由图象可知,当电压一定时,I1R2。
2.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电压的改变而改变,只与导体本身的材料、长度、横截面积以及温度有关,故选项A、B错误;由题图中可以看出,导体两端电压为0时,电流为0,导体两端电压为2 V时,电流为0.4 A,故选项C正确,选项D错误。
3.A 从题中电路图可以看出,滑动变阻器与电阻R串联,当滑片P在最左端时,电阻两端的电压最大,等于电源电压(3 V),电阻两端的电压由滑动变阻器分得的电压决定,滑动变阻器接入电路的电阻越大,电阻R两端的电压越小。因此,电阻R两端的最小电压由滑动变阻器接入电路的最大阻值决定,通过分析题意可知,电压表示数始终大于1.5 V,是由于滑动变阻器接入电路的阻值过小。
4.解析 当加在电阻两端的电压一定时,流经电阻的电流与电阻成反比,即25Ω10Ω=1.4AI,则I=0.56 A。
答案 0.56
5.解析 (1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到电阻最大的位置,避免因电路连接错误而损坏用电器。(2)电压表应与电阻并联,电流表应与电阻串联。(3)使用电流表时,不能超过电流表的使用范围,否则会烧坏电流表,如果电流表的接线柱接反了,表针会反向偏转。(4)电路中电阻由5 Ω换为10 Ω,电路中总电阻变大,电阻上分得的电压也变大,要使电阻电压仍为3 V,应向右调节滑片,使滑动变阻器上分得的电压变大,电阻两端的电压才能降回3 V。
答案 (1)电阻最大处 保护电路 (2)电压表 电流表 (3)“+”“-”接线柱接反了 大 (4)右 变小
6.解析 (1)电源电压由2节干电池组成,电压为3 V,电压表选择0~3 V的量程,电压表并联在定值电阻两端,如图所示。
(2)闭合开关前,为保护电路,小迪应将滑动变阻器的滑片P滑到A端。
(3)在检查电路连接无误后,应将开关闭合,调节滑动变阻器,观察电压表和电流表的示数,测量并记录数据。
(4)探究电流与电压的关系实验,应记录的是电压值和电流值,表格如下:
次数
1
2
3
电压/V
电流/A
答案 (1)见解析 (2)A (3)闭合 电流表 (4)见解析