浙教版科学八级年上册“胜人一筹”暑期培优讲义（十二）：电流与电压、电阻的关系【含答案】

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2020浙教版科学八年级上册暑期培优“胜人一筹”讲义（十二）：
)
(
电流与电压、电阻的关系
)
1、实验探究：电流、电压和电阻的关系：
电流：电荷的
定向移动
形成电流；电压：是推动
电荷
定向移动形成电流的原因；
电阻：导体对电流的
阻碍
作用。
实验设计：（1）控制
电阻
相等，比较电流和电压的关系；
（2）控制
电压
相等，比较电流和电阻的关系。
电路图与实物图：
实验结论：当
电阻
一定时，
电流
和
电压
成正比；
当
电压
一定时，
电阻
和
电流
成反比；
2、欧姆定律：导体中的电流，跟这段导体的电压成
正比
，跟这段导体的电阻成
反比
。
公式：I=。
3、用伏安法测用电器的电阻（未控制变量）：
（1）实验原理：R=；
（2）实验电路图：
（3）实验步骤：
①按电路图连接电路，接线时，开关应该
断开，滑动变阻器的阻值应该达到阻值最大处。
②闭合开关S，测出被测用电器两端的电压和通过用电器的电阻
③改变滑动变阻器的阻值，再测2次
④求出三组的电阻，然后求平均值，以减小
实验误差
。
4、串、并联电路的电流、电压、电阻的特点：
物理量
串联电路
并联电路
电流
I总=I1=I2
I总=I1+I2
电压
U总=U1+U2
U总=U1=U2
电阻
R总=R1+R2
1/R总=1
/R1+1/
R2
分压或分流
分压U1/U2=R1/R2
分流I1/I2=R2/R1
例1、小明探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时，使用的器材如图甲所示，电源电压不变，R为定值电阻．
（1）请用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整．（要求导线不交叉）
（2）由于导线中的电流可能与两端的电压和导体的电阻都有关系，所以，在本次实验中应该保持
　
　不变．变阻器的作用除了保护电路外，还起到　
　的作用；
（3）连接电路时，开关应该　
　，合上开关前，变阻器滑片P应该处于图中　
　端（选填“C”或“D”）；
（4）某次实验电压表示数如图乙所示，电压为　
　V；
（5）通过实验，他得到如图丙所示的I﹣U图象，根据此图象，他初步得到实验结论：导体的电阻一定时，导体中的电流与该导体两端的电压成　
　．
例2、现有下列器材：学生电源（6V），电流表（0﹣0.6A，0﹣3A）、电压表（0﹣3V，0﹣15V）、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关、滑动变阻器和导线若干，利用这些器材探究“电压不变时，电流与电阻的关系”
（1）请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路．（要求连线不得交叉）
（2）实验中依次接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记下电流表的示数，利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象．由图象可以得出结论：　
　．
（3）上述实验中，小强用5Ω的电阻做完实验后，保持滑动变阻器滑片的位置不变，接着把R换为10Ω的电阻接入电路，闭合开关，向　
　（选填“A”或“B”）端移动滑片，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
1.0A
B.30Ω
1.0A
C.20Ω
1.0A．
例3、在测量定值电阻RX阻值的实验中．
（1）实验时，若只有Rx断路，开关闭合后，电路中可能出现的一种现象是　
　．
（2）在实验过程中，发现电压表不能使用，小明将滑动变阻器调到最大值作为定值电阻R0使用（R0
阻值已知），设计了如图乙所示的电路测量Rx阻值．测量时，只闭合S1，电流表示数为Il；只闭合S2电流表示数为I2．则S1闭合时，电阻Rx两端的电压UX=　
　，电阻
Rx=　
　．（均选用Il、I2和R0表示）
（3）因图乙不能测量多组数据，于是小明向老师借了一只定值电阻R1（R1值已知），设计了如图丙所示的实验电路，重复（3）中的测量步骤和计算方法，并多次测量求出了电阻Rx的阻值．小明得出的Rx阻值是　
　（正确/错误）的，理由是　
　．
例4、在“测定小灯泡的电阻”实验中（小灯泡标有“2.5V”字样）：
（1）如图所示，小丽所接的实验电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确．请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法．
（2）甲组同学连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭．检查后，发现连线正确，请你找出实验中两个操作不当之处：
①　
　；②　
　．
（3）丙组同学闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表有示数．接下来他们应　
　
A．更换小灯泡
B．检查电路是否断路
C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（4）小芳连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的过程中发现，电流表示数变大时，电压表示数反而减小，经检查所有器材均完好．你认为出现上述现象的原因是　
　．
　
1、如图所示是童童设计的压力传感器的原理图，其中弹簧上端和滑动变阻器的滑片Ｐ固定在一起，ＡＢ间有可收缩的导线，Ｒ１为定值电阻。当闭合开关Ｓ，压力Ｆ增大时，电流表与电压表示数变化情况是(　　
)
A、电流表示数变大，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、电压表示数都变大
D、电流表、电压表示数都变小
2、如右图所示，S闭合后，两个灯泡均不发光，但电压表的指针确有明显的偏转，该电路的故障可能是（
）
A、灯L1处断路B、灯L2处断路C、灯L1处短路D、灯L2处短路
3、两个定值电阻，甲标有“10欧1.5安”，乙标有“20欧0.5安”现把它们串联起来，则该串联电路两端允许加的最高电压是（
）
A.15伏
B.25伏
C.10伏
D.5伏
4、将欧姆定律的公式Ｉ＝Ｕ／Ｒ变形得到Ｒ＝Ｕ／Ｉ，关于此式的物理意义，下面说法正确的是（　
）
A、导体中通过的电流越大，则电阻越小
B、加在导体两端的电压大，则电阻越小
C、导体的电阻与它两端的电压正比，与通过它的电流成反比
D、导体的电阻等于导体两端的电压和通过它的电流之比
5、当某导体两端的电压是6V时，通过该导体的电流是0.6A，如果使该导体两端的电压再增加3V，那么这时该导体的电阻和通过和电流分别是（　　）
A．10Ω，0.9A　B．10Ω，0.3A
C．15Ω，0.4A　D．5Ω，0.6A
6、在研究“一定电压下，电流与电阻的关系”时，电路如图所示，电源电压恒为３Ｖ，滑动变阻器上标有“15Ω　1Ａ”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1.5Ｖ，读出电流表的示数。当20Ω的电阻接入ａ、ｂ间时，电压表示数始终无法达到1.5Ｖ，其原因可能是
(　
)
A、滑动变阻器阻值太小
B、电源电压３Ｖ太低
C、20Ω的阻值太小
D、控制的电压1.5Ｖ太高
7、在如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片Ｐ向右移动，则(　　
)
A、灯泡亮度变暗，电流表示数变小
B、灯泡亮度变亮，电流表示数不变
C、灯泡亮度不变，电流表示数变小
D、灯泡亮度不变，电流表示数变大
8、如右图所示的电路中，电源电压保持不变，当闭合开关后，电压表示数为6伏，电流表示数为1.5安，则右边方框内的电阻连接情况可能是（　　）
A．4欧和3欧的电阻串联
B．6欧和8欧的电阻并联
C．10欧和5欧的电阻串联
D．12欧和6欧的电阻并联
9、甲、乙两个导体串联后接上电源，它们两端的电压之比为3：1，若把甲、乙并联起来接入电源，岀它们两端的电压之比和通过的电流之比分别是（
）
A．1：3　1：1　　B．1：1　3：1　　C．1：1　1：3　　D．3：1　　1：1
10、在图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表和电压表的示数的变化情况分别为（
）
　　A．电流表的示数变小，电压表的示数变大　　
B．电流表的示数变大，电压表的示数变小
C．电流表的示数变小，电压表的示数不变　　
D．电流表的示数变小，电压表的示数变小
11、下图所示的电路中，电源电压恒定．闭合开关S后，电路正常工作．过了一会儿，两电表的示数突然都变为零，则该电路中出现的故障可能是（
）
A.
电阻R断路
B．电阻R短路
C．灯L断路
D．灯L短路
12、如右图所示电路，电源电压不变，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，各电表示数的变化情况是（
）
A．A变小、V1变大，V2变小
B．A变大、V1变大，V2变小
　　C．A变小、V1变小，V2变大
D．A变大、V1变小，V2变大
13、如图所示的电路图中，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，下列判断哪个是完全正确的（
）
A．电流表的示数变大，电压表的示数变小，电灯L变亮
B．电流表的示数变小，电压表的示数变小，电灯L变暗
C．电流表的示数变小，电压表的示数变大，电灯L变暗
D．电流表的示数变大，电压表的示数变小，电灯L变亮
14、有两个阻值不同的定值电阻R1、R2，它们的电流随电压变化的I-U图线如图所示．如果R1、R2串联后的总电阻为R串，并联后的总电阻为R并，则关于R串、R并的I-U图线所在的区域，下列说法中正确的是（　　）
A．R串在Ⅱ区域，R并在Ⅲ区域
B．R串在Ⅲ区域，R并在Ⅰ区域
C．R串在Ⅰ区域，R并在Ⅱ区域
D．R串在Ⅰ区域，R并在Ⅲ区域
15、如图所示，一个白炽灯泡，当其两端电压增加时，以下是它的电流随电压变化的图象，正确的是（　　）
A
B
C
D
16、已知Rl：R2=1：2，电源电压为6V，当它们串联时，电压之比为
，其中U1=
；当它们并联时，电流之比为
。
17、已知小灯泡正常发光时的电阻是20Ω，通过的电流为1安，则小灯泡发光时两端的电压为
。如果电源的电压为32伏，为使小灯泡正常发光，需要串联一个
Ω的电阻。
18、阻值为3欧与6欧的电阻，将它们串联，其总电阻为R1；将它们并联，其总电阻为R2，则R1∶R2=
。
19、小红做“测量未知电阻Rx的阻值”实验时，所用器材有：电源、未知电阻Rx、电流表、电压表、开关、滑动变阻器各一个，导线若干．
实验次数
U/V
I/A
R/Ω
1
3
0.26
11.5
2
2.4
0.2
12
3
2
★
★
（1）如图甲所示，是小红未连接完的实物图，请你用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整．要求：滑动变阻器的滑片向右移动时，它接入电路的阻值变小．
（2）电路连接好后，小红进行实验，记录的数据如下表，其中第3次实验电流表的示数如图乙所示，读数为A，第3次实验所测的电阻值为
Ω．
（3）由实验数据可知，Rx的阻值为
Ω．
20、如图所示是伏安法测电阻的实验电路图：
（1）该实验的原理是　　　　。按图所示的电路图连接实物，请你用笔画线作导线帮助他将实物电路连接好。
（2）连接电路时，开关Ｓ应，变阻器的滑片应放在　　　　。
（3）若待测电阻Ｒｘ的值大约为5~10Ω，电流表有0~0.6Ａ、0~3Ａ两个量程；电压表有0~3Ｖ、0~15Ｖ两个量程，滑动变阻器的阻值在0~20Ω之间，电源电压为３Ｖ，则电流表应选　　　量程，电压表应选　　　量程。
（4）若某次测量中电流表、电压表的示数如下图所示，则该次测量电阻的阻值为Ω。
　
（5）若某次实验记录数据如下表:
电压/
Ｖ
2.0
4.0
6.0
电流/
Ａ
0.1
0.2
0.3
分析数据?可以归纳出的结论是
.
细心的小明同学看了上述表格,提出了一个新问题,请你帮助他写出来
.
21、小宇自制了一个测定水箱水面高度的装置，如图甲所示。R是滑动变阻器，当水面在A处时，水面高60cm，滑动变阻器的滑片P恰好在最下端；当水面在B处时，水面高10cm，滑片P在最上端，从水位表（由电流表改装而成）指针所指刻度，可知水箱内水面高度。电流I和水面高h关系的图象如图乙所示，已知浮标体积为6×10－4m3，电源电压6V不变。求：
（1）当浮标体积的1/3浸入水中时，浮标所受的浮力是多少？
（2）R1的阻值是多少？
（3）当滑动变阻器连入电路的阻值为20Ω时，水面高度是多少？
22．图甲是一个电子拉力计原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(P与R1间的摩擦不计)。电压表量程为0～3V，a、b是一根长为6cm的均匀电阻丝，阻值R1=30Ω，电源电压U=6V。
（1）要保证电压表能正常工作，电路中RO至少应为。
（2）当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，闭合开关后电压表的读数为_V。
（3）已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F间的关系如图乙所示，若R0=45Ω，通过计算说明,
开关S闭合后，当电压表指针指在0.8V处，作用在拉环上水平向右的拉力为多大?此拉力器的量程为多少？
1．如图甲是小明用“伏安法”测量未知电阻Rx的电路，已知电源电压为3V．
实验次数
1
2
3
电压/V
1
1.5
2.0
电流/A
0.20
0.28
0.36
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整．
（2）闭合开关，发现电压表有示数，电流表无示数，故障原因可能是　
　．
（3）检查电路无误后进行实验，如表是实验时记录的数据．由此可知，该未知电阻的阻值约是　
　Ω（计算结果保留一位小数），本实验多次测量的目的是　
　．
（4）同桌小红利用一个已知阻值的定值电阻R0、一个电压不变且电压值未知的电源、一个电流表、两个开关、若干导线，设计了如图乙所示的电路图，也测出了未知电阻Rx的阻值．请帮她把缺少的步骤补全，并写出Rx的表达式．
①闭合开关S1，断开开关S2，读出此时电流表的示数I1．
②　
　．
则未知电阻阻值的表达式：Rx=　
　（用已知和测量的物理量表示）．
2．在探究“通过导体的电流跟电阻的关系”实验中，根据实验目的设计出实验电路图如图甲，并按电路图连接实验器材．
（1）在如图甲所示的实物电路中，连接错误的是　
　．
（2）将错误改正后开始实验，在闭合开关S前，应使滑动变阻器的滑片P置于　
　（填“A”或“B”）端．
（3）为了达到实验目的，每次实验时，应当　
　，并移动滑动变阻器的滑片P，目的是使　
　．
（4）在实验过程中，当滑动变阻器的滑片P
移到某点时，发现两电表的示数如图乙、丙所示，则此时小亮所使用的电阻为　
　Ω（结果保留1
位小数）．
（5）小丽重新设置了小亮实验中不变量的数值，又进行了多组实验，并根据自己的实验数据绘制出通过导体的电流随导体电阻变化规律的图象，如图丁所示．请你根据图象判断，当导体电阻为5Ω时，通过该导体的电流为　
　A．
3．如图所示：电源电压为6V，甲图为伏安法测电阻的电路图；乙图为连接不完整的实物图．
（1）在拆接电路时，开关必须　
　；（填“断开”或“闭合”）
（2）如果用这一个电路图测量定值电阻的阻值时，此实验要多次测量电阻值，最后求电阻值的平均值，其目的是　
　（填写A或B）．A：“寻找规律”B：“减小误差”
（3）实验过程中，某次电流表和电压表的示数如图丙所示，此时测得的Rx=　
　Ω．
（4）如图所示，几个同学在只有电流表或电压表时，利用一个已知阻值的电阻R0设计了四个测未知电阻Rx的电路，其中不可行的是　
　
4．随着社会的发展和科技的进步，电路元件在各行得到广泛的应用，其中热敏电阻就是其中之一，热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变．如图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路，电路中电流表的量程为0～0.02A，滑动变阻器R的铭牌上标有“150Ω　
0.3A”字样．Rt为热敏电阻，其阻值随环境温度变化关系如图乙所示，电源电压保持不变．请完成下列小题：
（1）将此电路放入温度为20℃的环境中，闭合开关S，调节滑片P，使滑动变阻器接入电路的电阻R=100Ω，此时电流表的读数为0.01A，求电源电压；
（2）若环境温度为40℃时，要保证整个电路元件的安全，求滑动变阻器接入电路中的最小阻值；
（3）此电路能测量的最高环境温度为多少？
5．如图所示，已知电源电压为U=6V，三个电阻的阻值分别为R1=10Ω，R2=5Ω和R3=15Ω．求：
（1）当S1、S2均断开时，电流表和电压表的示数．
（2）当S1、S2均闭合时，电压表和电流表的示数．
参考答案
例1、电阻；改变电路中的电流和电压；断开；D；2.6；正比；
例2、电压一定时，导体中的电流与电阻成反比；A；2；A；
例3、电流表示数为0；I2R0；；错误；RX与R0在两种不同的状态下电压不一定相同；
例4、连接电路时，开关没断开；变阻器接入电路中的电阻不是最大；C；电压表接在了滑动变阻器两端；
　
1、B2、A
3、A
4、D
5、A
6、A
7、C
8、D
9、C
10、C
11、C
12、A
13、C
14、D
15、D　
16、1：2
2V
2：117、20
1218、
9：2
19、
（1）如图
（2）0.16
12.5
（3）12
20、（1）Ｒ＝U/I
图中虚线部分
（2）断开
阻值最大处
（3）０~０.６Ａ
０~３Ｖ
（4）５Ω
（5）当电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比
（6）导体的电阻与电流、电压有关吗?（符合题意均可）
21、（1）
（2）
　　
（3）
22．（1）30Ω（2）0V
（3）(3分)I=U/(R0+R1)=6V/(45Ω+30Ω)=0.08A
Rap=Uap/I
=0.8V/0.08A=10Ω
Lap/6cm=10Ω/30Ω
Lap=2cm
根据图像得：F=200N
(2分)由于滑动变阻器的电压最大为2.4V，拉力器的量程为０—600N。
1．Rx处断路；5.3；减小误差；闭合开关S2，断开开关S1，读出此时电流表的示数I2；；
2．电流表；B；改变定值电阻的大小；控制电压表示数不变；10.8；1.2；
3．断开；B；5；C；
4．（1）电源电压为5V；
（2）滑动变阻器接入电路中的最小阻值是50Ω；
（3）此电路能测量的最高环境温度为50℃．
5．（1）当S1、S2均断开，电流表的示数为0.3A，电压表的示数为1.5V；
（2）当S1、S2均闭合时，电压表的示数为6V，电流表的示数为1.8A．
(
1
)