人教版九年级全一册物理 17.1探究电流与电压与电阻的关系 同步测试（含解析）

17.1探究电流与电压与电阻的关系
同步测试
一．选择题
1．在做“探究电流与电阻的关系”实验中，电路如图所示。先在A、B间接入5Ω的电阻，移动滑片，使电压表示数为2V，读出电流表示数。接着用10Ω的电阻替换5Ω的电阻，闭合开关，此时电压表示数及应进行的操作是（　　）
A．大于2V，应将滑片P向左滑
B．大于2V，应将滑片P向右滑
C．小于2V，应将滑片P向左滑
D．小于2V，应将滑片P向右滑
2．如图所示是研究电流与电压、电阻的关系的电路图。实验分“保持电阻不变”和“保持电压不变”两步进行，在“保持电阻不变”这一步实验时应（　　）
A．保持R2滑片的位置不动
B．保持R2两端的电压不变
C．保持R1不变，调节R2的滑片到不同的适当位置
D．保持电路中电流不变
3．小刚用图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。实验过程中，当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后，为了完成探究，他应该采取的措施是（　　）
A．将变阻器滑片适当向右移动
B．保持变阻器滑片不动
C．将变阻器滑片适当向左移动
D．适当增加电池的节数
4．在电学的学习中，比较多实验都用到滑动变阻器，某同学利用如图所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”，有关对应实验中滑动变阻器的作用和操作说法错误的是（　　）
A．实验开始时，滑动变阻器的滑片处于最大值端，作用是使电路中的电流最小，可以保护用电器
B．在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时，可调节滑片，使电压表的示数产生变化
C．在探究通过导体的电流与导体的电阻关系时，滑动变阻器的作用是保持接入的定值电阻两端的电压不变
D．在探究通过导体的电流与导体的电阻关系时，要控制电阻不变
5．在探究“电流与电阻关系”的实验中，实验室提供了如下器材：电源（电源电压3V保持不变）、滑动变阻器R0（0～20Ω）、电阻箱（0～9999Ω）、电压表（0～3V）、电流表（0～0.6A）、开关各一个、导线若干。依据如图所示的电路，各小组同学保持电阻R两端的电压U＝2V不变，记录了六组数据，并绘制成图象。请你根据所学的知识和给定的器材，选择出比较合理的图象（　　）
A．
B．
C．
D．
6．用如图所示电路研究电流跟电压的关系。为了改变定值电阻R两端电压，设计了三种方案。
甲：多节干电池串联接入MN；
乙：电池与滑动变阻器串联接入MN；
丙：电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN。
可行的方案是（　　）
A．仅有甲
B．仅有乙
C．仅有甲、乙两种
D．甲、乙、丙都可行
7．在探究“通过导体中的电流与电阻之间关系”的实验中，实验器材：电源（4.5V）、电流表（量程0～0.6A）、电压表（量程0～3V）、三个定值电阻（R1＝5Ω，R2＝10Ω，R3＝20Ω），滑动变阻器R标有“30Ω
1A”字样。如图所示，当在a、b两点间接入定值电阻R1，闭合开关，移动滑片P，使电压表示数为2.5V，读出电流表的示数。断开开关，将R1换成R2后，接下来应该进行的操作是（　　）
A．闭合开关，直接读出电流表的示数
B．将滑片移动至阻值最大的位置后再闭合开关
C．闭合开关，将滑片P向右移动，保持电压表示数2.5V不变
D．闭合开关，将滑片P向左移动，保持电压表示数2.5V不变
8．小刚用如图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。在此实验过程中，当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后，为了探究上述问题，他应该采取的唯一操作是（　　）
A．保持变阻器滑片不动
B．将变阻器滑片适当向左移动
C．将变阻器滑片适当向右移动
D．适当增加电池的节数
9．如图在探究电流跟电阻关系的实验中，滑动变阻器的规格为“30Ω0.5A”，定值电阻为5Ω、10Ω、15Ω，实验数据见下表。下列与实验有关的几种说法中正确的是（　　）
实验次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.3
2
10
0.15
3
15
0.10
①上述3次实验中，都是调节滑动变阻器使电压表的示数为1.5V
②要顺利完成这3次实验，电源电压不能超过4.5V
③上述3次实验中，定值电阻消耗电功率最大的为0.45W
④如果只有6V电源，要顺利完成3次实验则定值电阻两端的电压不能低于2V
A．①
B．①②
C．①②③
D．①②③④
10．探究“通过电阻的电流与电阻的大小关系”时，我们一般需要先预设一个电压值，实验中保持电阻两端电压为预设值不变，现采用如图所示电路进行探究，器材：学生电源、滑动变阻（20Ω，1A）、电流表、电压表、开关、三个定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω）及导线若干，以下说法正确的是（　　）
A．若实验电压设置为2V，电源电压可设定的范围可以为2V﹣4V
B．若电源电压恒为6V，要获得3组实验数据，电压预设范围可以为1.5V﹣5V
C．若电源电压恒为6V，电压预设值为2V，要获得3组实验数据，要更换最大阻值为30Ω的滑动变阻器
D．电压预设值越大，在获得3组实验数据过程中，滑动变阻器阻值调节范围越大
二．填空题
11．某同学利用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”实验，开始时，把滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，实验过程中必须保持　
　不变，可以通过移动　
　来控制。
12．小刚同学用如图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。在实验过程中，当小刚把A、B两点间的电阻R1由5Ω更换为10Ω后，为了控制变量，他应该采取的操作是　
　。
13．小文在探究“电流跟电压的关系”时，连接了如图的电路，实验中需要控制　
　不变，改变电压。在此电路基础上，不增减器材，改变电压的操作是：闭合开关，　
　。
14．某同学利用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”实验，开始时，把滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，作用是　
　，为了达到实验目的，实验过程中必须保持　
　不变，可以通过改变　
　来控制。
15．图甲是小伟探究“导体中电流与电阻的关系”的实验电路图。图乙是他根据实验数据描绘出的I﹣R关系图象。由图象可知：他每次控制电阻的两端电压为　
　V不变。若电源电压为4.5V，实验中R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω，那么滑动变阻器的阻值至少为　
　Ω。
三．实验探究题
16．某同学利用如图甲所示的电路探究通过电阻R的电流I跟它两端电压U的关系，已知电源电压为6V且保持不变。
（1）请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整（导线不允许交叉）；
（2）实验中多次调节滑动变阻器的滑片，改变电阻R两端的电压，记下电压、电流的示数，得到如图丙所示的U﹣I关系图象；此过程中多次测量电压、电流的目的是：　
　；
（3）由图象可知，导体电阻一定时，流过导体的电流与导体两端的电压成　
　。
17．小阳为探究“通过小灯泡的电流与其两端的电压是否成正比”。连接了如图1所示的电路。
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应放置在　
　端。（选填“左”或“右”）
（2）小阳进行正确操作和记录后，利用所测数据，绘制出通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图象，如图2所示。
根据图象可知，当小灯泡两端电压U＝2.5V时，通过小灯泡的电流I＝　
　A，小灯泡的电阻值R＝　
　Ω。
由图象可看出通过小灯泡的电流与其两端的电压并不成正比，这是由于　
　。
（3）利用图1所示实验电路还可以进行的实验有：　
　。（写出一个即可）
参考答案
1．解：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2V．只有B正确。
故选：B。
2．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，所以ABD错误，C正确。
故选：C。
3．解：ABC、当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后，电路中的总电阻变大，
由I＝可知，电路中的电流变小，
由U＝IR可知，滑片不动时，变阻器两端电压变小，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，定值电阻两端的电压变大，
因探究“一段电路中电流跟电阻的关系”时，应控制电阻两端电压不变，
所以，应调节滑动变阻器的滑片增大接入电路中的电阻，减小电路中的电流，即将变阻器滑片适当向右移动，故A正确，BC错误；
D、在电池节数不变、A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω时，电压表的示数已经增大了，若适当的加电池的节数，滑片不动时，增加电池的节数，会使电阻两端的电压更大，故D错误。
故选：A。
4．解：
A、为保护电路，连接电路时，滑动变阻器的滑片处于最大值端，作用是使电路中的电流最小，故A正确；
B、在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时，通过调节滑片，使电压表的示数产生变化，多次测量，得出具有普遍性的结论，故B正确；
C、在探究通过导体的电流与导体的电阻关系时，根据控制变量法，要控制导体的电压不变，滑动变阻器的作用是通过移动滑片，保持接入的定值电阻两端的电压不变，故C正确；
D、在探究通过导体的电流与导体的电阻关系时，应控制电压不变，更换电阻，不是控制电阻不变，故D错误。
故选：D。
5．解：在电压不变时，电流与电阻成反比，电流与电阻之积为2V，电流随电阻变化关系为反比例函数，D错误；
根据串联电路电压的特点，变阻器分得的电压为：3V﹣2V＝1V，定值电阻的电压为变阻器分得的电压为＝2倍，根据分压原理，定值电阻的最大值为×20Ω＝40Ω，故BC错误、A正确。
故选：A。
6．解：研究电流跟电压的关系时，应控制电阻的阻值不变，改变电阻两端的电压，则
甲：多节干电池串联接入MN时，改变干电池串联的节数时电源的电压发生变化，R两端的电压发生变化，方法可行；
乙：电池与滑动变阻器串联接入MN时，移动滑动变阻器滑片P改变接入电路中的电阻，从而改变电路中的电流和R两端的电压，方法可行；
丙：电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN，定值电阻R′的阻值不同，分得的电压不同，定值电阻R两端的电压不同，方法可行；
综上可知，甲、乙、丙三种方案均可行。
故选：D。
7．解：当在a、b两点间接入定值电阻R1，闭合开关，移动滑片P，使电压表示数为2.5V，根据串联电路的规律和分压原理，变阻器连入电路中的电阻为：
×5Ω＝4Ω；将R1换成R2后，若滑片不移动，由分压原理，电压表示数为：
×4.5V＝3.2V＞3V，故应将滑片移动至阻值最大的位置后再闭合开关；B正确，
故选：B。
8．解：当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后，根据串分压的知识可知，电压表的示数变大，此时应该增大滑动变阻器的阻值，将滑片向右端适当滑动，使电压表的示数与原来相同。
故选：C。
9．解：①探究电流跟电阻关系的实验时，要控制电阻的电压不变，根据表中数据，由欧姆定律，3次实验电压表示数UV＝IR＝0.3A×5Ω＝﹣﹣﹣﹣＝0.1A×15Ω＝1.5V，故上述3次实验中，都是调节滑动变阻器使电压表的示数为1.5V，A正确；
②设电源电压为U，根据串联电路电压的规律和分压原理：
＝，即＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣Ⅰ，Ⅰ式左边为一定值，故右边也为一定值，当定值电阻为15Ω时，对应的电阻最大为30Ω，
即＝，故电源电压最大为4.5V，否则，即使变阻器连入电路中的电阻最大，电压表示数也高于1.5V，②正确；
③根据P＝，当取最小的定值电阻时，功率最大，故定值电阻消耗电功率最大为：P大＝＝＝0.45W，③正确；
④如果只有6V电源，设电阻两端的电压为U定，根据串联电路电压的规律和分压原理有：
＝，即＝，故U定＝2V，要顺利完成3次实验则定值电阻两端的电压不能低于2V，④正确。
①②③④都正确。
故选：D。
10．解：
（1）由图知，R与变阻器串联，电压表测R两端电压，电流表测电路中电流，
当定值电阻最大，R＝20Ω，对应的变阻器连入电路中的电阻最大，为20Ω，当电压预设值为2V时，根据分压原理，变阻器的电压为2V，根据串联电路电压规律，故最大的电源电压电为2V+2V＝4V，电源电压最小为2V，故电源电压可设定的范围可以为2V﹣4V，A正确；
（2）（3）当定值电阻最大R＝20Ω，当电压预设值最小为1.5V时，电路中电流最小：I最小′＝IR′＝＝＝0.075A，由串联电路特点和欧姆定律可得，此时变阻器接入电路中的电阻最大：
R滑最大′＝＝＝＝60Ω＞20Ω，所以此预设电压值不正确，更换最大阻值为60Ω的滑动变阻器，故B、C错误；
（4）电压预设值越大，电路中电流越大，变阻器两端电压越小，由欧姆定律可知，变阻器连入阻值越小，滑动变阻器阻值调节范围越小。故D错误；
故选：A。
11．解：探究“电流与电阻的关系“实验，开始时，把滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，根据控制变量法，实验过程中必须保持电压表示数不变，可以通过移动滑动变阻器的滑片来控制。
故答案为：电压表示数；滑动变阻器的滑片。
12．解“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，向右移动变阻器的滑片，使电压表示数不变。
故答案为：闭合开关，向右滑动滑片P，使电压表示数保持不变。
13．解：根据控制变量法知，在探究电流跟电压的关系时，需要保持电阻不变，通过移动滑动变阻器改变定值电阻两端的电压和通过电阻的电流，得出电流与电压的规律，故在此电路基础上，不增减器材，改变电压的操作是：闭合开关，调节滑片P到不同位置，同时观察电压表示数。
故答案为：电阻；
调节滑片P到不同位置，同时观察电压表示数。
14．解：（1）探究“电流与电阻的关系”实验，开始时，把滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，作用是保护电路；
（2）探究“电流与电阻的关系”实验，要控制电阻的电压不变，为了达到实验目的，实验过程中必须控制电压表示数不变，可以通过改变变阻器连入电路中的电阻来控制。
故答案为：保护电路；电压表示数；变阻器连入电路中的电阻。
15．解：（1）由乙图数据可知：当R＝5Ω、10Ω、﹣﹣﹣﹣25Ω时，对应的电流分别为0.5A、0.25A、﹣﹣﹣﹣0.1A，
此时U＝IR＝5Ω×0.5A＝0.25A×10Ω＝0.1A×25Ω＝﹣﹣﹣2.5V；即他每次控制电阻的两端电压为2.5V；
（2）每次控制电阻的两端电压为2.5V时，电源电压为
4.5V，根据串联电路电压特点，滑动变阻器需要承担电压为2V，变阻器分得的电压为电压表示数的倍，当实验中R的阻值最大为25Ω，利用分压原理，可得滑动变阻器的阻值至少为：
R滑＝×25Ω＝20Ω。
故答案为：2.5；20。
16．解：（1）根据甲图，变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联，如下所示：
（2）实验中多次调节滑动变阻器的滑片，改变电阻R两端的电压，记下电压、电流的示数，得到如图丙所示的U﹣I关系图象；此过程中多次测量电压、电流的目的是：得出普遍性的规律；
（3）由图象可知，电流随电压的变化关系为过原点的直线，故得出：导体电阻一定时，流过导体的电流与导体两端的电压成正比。
故答案为：（1）如上所示；（2）得出普遍性的规律；（3）正比。
17．解：（1）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器阻值应调至最大，即滑片移到最右端；
（2）由图可知，当小灯泡两端电压U＝2.5V时，通过小灯泡的电流I＝0.25A；
根据I＝可知，小灯泡的电阻值R＝＝＝10Ω；
从图象还可以发现通过小灯泡的电流与其两端电压不成正比，造成这种现象的原因是灯丝的电阻随温度升高而增大；
（3）根据功率计算公式P＝UI可知，利用电流表和电压表可以测量小灯泡的功率。
故答案为：（1）右；（2）0.25；10；灯丝电阻受温度的影响；（3）测量小灯泡的功率。