17.1电流与电阻和电压的关系
同步测试
一.选择题
1.研究电流与电压关系时,用图所示的电路,要求“保持电阻不变”,在进行“保持电阻不变”这一步骤时,实验要求是( )
A.保持R′的滑片位置不动
B.保持R的电压不变
C.保持R不变,调节R′的滑片到不同位置
D.保持电路中的电流不变
2.在探究“电流和电阻的关系”实验中,某小组连接的电路如图所示。先在AB间接入15Ω的定值电阻,移动滑片,使电压表的示数为2V,读出电流表的示数。断开开关,再将AB间的电阻换为20Ω
的定值电阻,除此未进行其他操作。闭合开关后,电压表的示数及应进行的操作是( )
A.大于2V,向左移动滑片
B.大于2V,向右移动滑片
C.小于2V,向左移动滑片
D.小于2V,向右移动滑片
3.如图所示,在探究“一段电路中的电流与电阻关系”的实验中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,应该采取的唯一操作是( )
A.保持变阻器滑片不动
B.增加电池个数
C.将变阻器滑片适当向左移动
D.将变阻器滑片适当向右移动
4.在“研究电流与电压的关系”和“电流与电阻的关系”实验中,滑动变阻器的主要作用是( )
A.使电阻R两端的电压成倍数变化
B.使电阻R两端的电压保持不变
C.前者使电阻R两端的电压保持不变,后者使电阻R两端的电压成倍数变化
D.前者使电阻R两端的电压成倍数变化,后者使电阻R两端的电压保持不变
5.某同学用如图所示的电路验证在电压不变时,导体中的电流跟导体的电阻成反比的关系。先后用5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入电路的a、b两点间,闭合开关S,读出电流表的示数填入表中。由实验数据可以看出电流跟电阻不成反比。其原因是( )
A.实验中没有控制a、b两点间电压不变
B.实验中没有保持a、b之间的电阻不变
C.实验中没有保持定值电阻的阻值不变
D.实验中没有保持定值电阻两端的电压不变
6.小红用如图所示的电路图,研究通过导体的电流与导体电阻的关系(电源电压恒定).改变电阻R的阻值,调节滑动变阻器滑片,保持R两端的电压不变,记下相应的电流和电阻值。实验过程中,移动变阻器滑片时(保证两表不超过量程),眼睛应注视( )
A.电压表示数
B.电流表示数
C.变阻器滑片
D.随便一个都可以
7.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象。下列结论与图象相符的是( )
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
8.某同学在探究通过导体的电流与其电压的关系时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,根据图象分析,下列说法错误的是( )
A.通过导体a的电流与其两端电压成正比
B.导体a的电阻大于b的电阻
C.当导体b两端电压是1V时,通过b导体中的电流为0.1A
D.将a、b两导体串连接在电压为3V的电源上时,通过导体的电流为0.2A
9.某同学在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时,发现通过电阻a、b的电流随电压变化情况如图所示,则下列结论与图象相符的是( )
A.两电阻阻值的关系是Ra<Rb
B.电阻一定时,电流随着电压的增大而减小
C.电压相同时,阻值大的电阻通过的电流大
D.电流相同时,阻值小的电阻两端的电压大
10.某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为3V,更换5个定值电阻Rx,得到如图乙所示的图象。以下有关叙述错误的是( )
A.该同学研究的是电流和电阻的关系
B.闭合开关,发现电流表示数过大,原因可能是滑动变阻器连入电路阻值过小
C.实验中电压表的示数保持2.5V不变
D.将Rx从5Ω换成10Ω后,应将滑片P向左移
二.填空题
11.在“探究电阻上的电流与电压的关系”实验中分两步进行:第一步,保持电阻不变,改变
,测出几次电阻两端的电压和通过的电流。第二步,保持
不变,改变
,对不同的电阻测出对应的电流。然后研究这三个量之间的关系。
12.在“研究电流跟电压的关系”实验中,被控制的物理量是
,实验结论是
;滑动变阻器主要作用是
。
13.某同学做“研究电流跟电压关系”的实验,在连接电路时,开关应处于
状态(选填“闭合”或“断开“).连好电路闭合开关之前应调节滑动变阻器的滑片,使其连入电路中的电阻
(选填“最小”或“最大”)。
14.如图所示,是研究电流与电阻关系的实验电路图。闭合开关前滑动变阻器的滑片应滑至
端;实验过程中,当电阻R1由5Ω变为10Ω时,为使R1两端的电压保持不变,滑片应向
端滑动。
15.下面的表格是“研究电流跟电压、电阻关系”的实验记录:
表1
电阻R=10Ω
电压U/V
1
2
3
电流I/A
0.1
0.2
0.3
表2
电压U=2V
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.4
0.2
0.1
分析表1数据,可得出结论:在电阻一定的情况下,导体中的电流跟
。
分析表2数据,可得出结论:在电压不变的情况下,导体中的电流跟
。
三.实验探究题
16.探究电流与电压的关系实验中,小伟设计了如图所示的电路
(1)请你帮助他们用笔画线代替导线将图乙实物图连接完整;
(2)小伟首先把5Ω的电阻接入电路,闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片缓缓向
(左或右)端移动,直到电压表示数恰为1V,电流表示数如图所示。此时电流的大小为
A;
(3)小伟不断调节滑动变阻器的滑片,多次改变电阻两端的电压并记录对应的电流值如表,由此可以归纳出结论是
。
次数
1
2
3
R=5Ω
U/V
1
2
3
I/A
0.4
0.6
(4)小伟接着测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,把5Ω的电阻换成了额定电压为2.5V的小灯泡,调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为
V,读出电流表的示数,根据公式
求出额定功率。但是在实际实验时闭合开关后,发现电压表指针向左偏转,这可能是
。
17.在探究“通过导体的电流与电阻的关系”实验中,有如下器材:电压表、电流表、滑动变阻器、开关、两节干电池、定值R(分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、导线若干。小明在实验时连接完成的电路,如图甲所示。
(1)甲图所示的电路是连接完成的电路,请找出错误之处:
,应该怎样改正?
。
(2)改正错误后,小明将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻依次连入电路中,根据测量数据描绘出电流随电阻变化的曲线,如乙图所示。实验中调节滑动变阻器的滑片,应保持电阻R两端的电压为
V不变。通过实验得出的结论是:
。
(3)若甲图的器材不变,改正错误后该电路还可完成的实验是:
。(回答一个即可)
参考答案
1.解:研究电流跟电压的关系时,保持电阻不变,通过移动滑动变阻器的滑片,改变定值电阻的电压和电流,讨论电流跟电压的关系。
故选:C。
2.解:
当AB间的电阻由15Ω更换为20Ω时,根据串联分压的规律可知,AB间的电压将增大,即此时电压表的示数大于2V;
探究电流和电阻的关系时,应控制AB间的电压不变,所以应使AB间的电压减小为2V;根据串联分压的规律可知,应增大滑动变阻器连入电路的电阻(变阻器分得电压变大),使AB间的电压减小为2V;根据实物电路可知,应向右移动滑片。
故选:B。
3.解:探究“一段电路中的电流与电阻关系”,则需保持这段导体两端的电压不变,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,电压表的示数变大,所以应该增大滑动变阻器的阻值,减小电压表的示数,将滑片向右移动,D正确,AC错误;
B选项增加电池个数,则电压表的示数会更大,所以B错误。
故选:D。
4.解:研究电流与电阻关系时,应控制电阻阻值不变,改变电阻两端电压,探究电流与电压的关系,滑动变阻器的作用是:使电阻R两端的电压成倍数变化;
探究电流与电阻关系实验时,需要控制电阻两端电压不变,滑动变阻器的作用是:使电阻R两端的电压保持不变,故ABC错误,D正确。
故选:D。
5.解:探究电流与电阻的关系实验,应控制电阻两端电压表不变而改变电阻阻值,
在电压一定时,电流与电阻阻值成反比,
如果用5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入电路的a、b两点间时没有控制电阻两端电压不变,则电流与电阻不成反比;
故选:A。
6.解:研究通过导体的电流与导体电阻的关系,应控制电阻两端电压不变,更换电阻后为保持电阻两端电压不变,应移动滑动变阻器滑片,移动变阻器滑片时,眼睛应注视电压表示数,故B正确;
故选:A。
7.解:(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阻的关系;
(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。
8.解:A、通过导体a、b的电流都与其电压成正比,这是正比例函数图象,该选项说法正确;
B、由图象可得,当电压同为2.0V时,Ia=0.4A,Ib=0.2A,
∴a导体电阻Ra===5Ω,b导体电阻Rb===10Ω
所以Ra<Rb,该选项说法错误;
C、对照图线,b导体两端电压是1V时,对应的电流是0.1A,因此该选项说法正确;
D、将a、b两导体串联接在电压为3V的电源时,根据串联电路电阻的特点和欧姆定律,
电流中的电流I===0.2A,该选项说法正确。
故选:B。
9.解:A、根据下图可知,加同样电压时,Ia>Ib,根据I=得R=,所以Ra<Rb,故A正确;
B、根据I=,电阻一定时,电流随着电压的增大而增大,故B错误;
C、当电压相同时,根据I=,阻值大的电阻通过的电流小,故C错误;
D、当电流相同时,根据U=IR,阻值小的电阻两端的电压小,故D错误;
故选:A。
10.解:
AC、由图乙知,电流与电阻之积为:
U=IR=0.5A×5Ω=﹣﹣﹣0.1A×25Ω=2.5V,即控制电阻的电压不变;
由题意,更换5个定值电阻Rx,改变电阻大小,故是研究电流与电阻关系,A正确,C正确;
B、闭合开关,发现电流表示数过大,原因可能是滑动变阻器连入电路阻值过小,B正确;
D、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2.5V,D错误。
故选:D。
11.解:
“探究电阻上的电流与电压的关系”实验分两步:第一步,保持电阻不变,改变两端电压,记录不同的电压值和对应的电流值,总结电压变化对电流的影响;
第二步,保持电阻两端电压不变,改变接入电路的定值电阻的阻值,记录不同的电阻值和对应的电流值,总结电阻变化对电流的影响。
故答案为:电阻两端电压;电压;定值电阻阻值。
12.解:由课本实验知,在“研究电流跟电压的关系”实验中,被控制的物理量是电阻,实验结论是电阻一定时,电流跟电压成正比;滑动变阻器的作用就是改变连入电路的电阻,改变电阻两端的电压。
故答案为:导体电阻;电阻一定时,电流跟电压成正比;改变电阻两端电压。
13.解:在连接电路时,开关应处于断开状态;
连好电路闭合开关之前应调节滑动变阻器的滑片,使其连入电路中的电阻最大,这样可以防止电路中的电流过大,保护电路。
故答案为:断开;最大。
14.解:电学实验闭合开关时,注意变阻器连入电阻最大,这样可以保护电路中各元件,该题滑片在最右端b时,电阻最大;
根据串联电路中电压跟电阻成正比关系,当R增大时,其电压变大,要保持其电压不变,即R电压要减小,变阻器电压要增加,因此增加变阻器的阻值,向b端滑动。
故答案为:b;b。
15.解:表1数据,导体的电阻不变,导体两端的电压由1V增加到3V,变为原来的3倍,相应的,导体中的电流也由0.1A,增加到0.3A,也变为原来的3倍,由此即可得出结论:在电阻一定的情况下,导体中的电流跟导体两端的电压成正比;
表2数据,导体的电压不变,导体两端的电阻由5Ω增加到20Ω,变为原来的4倍,相应的,导体中的电流也由0.4A,减小为0.1A,变为原来的,由此即可得出结论:在电压一定的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
故答案为:导体两端的电压成正比;导体的电阻。
16.解:
(1)电源电压为3V,故电压表选用小量程与电阻并联,如下所示:
(2)为保护电路,闭合开关前,变阻器连入电路的电阻最大,小伟首先把5Ω的电阻接入电路,闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片缓缓向左端移动,直到电压表示数恰为1V,电流表示数如图所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,此时电流的大小为0.2A;
(3)根据表中数据,电压增大为原来的几倍,电流也增大为原来的几倍,即电阻不变时,电流与电压成正比;
(4)灯在额定电压下正常发光,调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2.5V,读出电流表的示数,根据公式P=UI求出额定功率。但是在实际实验时闭合开关后,发现电压表指针向左偏转,这可能是电压表正负接线柱接反了。
故答案为:
(1)如上所示;(2)左;0.2;(3)电阻不变时,电流与电压成正比;(4)2.5;P=UI;电压表正负接线柱接反了。
17.解:(1)闭合开关前,变阻器连入电路的电阻最大,故滑动变阻器滑片位置错误(或变阻器下方接线柱接错,或滑动变阻器滑片在最小阻值处);
将滑动变阻器滑片移到右端或将接线由A处接到B处(其它合理解释也可);
(2)根据图中数据,U=IR=0.4A×5Ω=﹣﹣﹣﹣﹣﹣=0.1A×20Ω=2V;即实验中调节滑动变阻器的滑片,应保持电阻R两端的电压为2V不变。通过实验得出的结论是:保持电压不变时,电流与电阻成反比关系;
(3)根据欧姆定律,R=,可完成的实验是伏安法测电阻;
取其中一个定值电阻,通过移动变阻器的滑片可多次实验,故可研究电阻不变时,探究电流与电压的关系实验。
故答案为:(1)滑动变阻器滑片位置错误或变阻器下方接线柱接错或滑动变阻器滑片在最小阻值处;将滑动变阻器滑片移到右端或将接线由A处接到B处(合理即可);
(2)2;保持电压不变时,电流与电阻成反比关系;
(3)伏安法测电阻
(或电阻不变时,探究电流与电压的关系)。