2020-2021学年九年级全册人教版物理
第十七章第一节电流与电压和电阻的关系同步测试
一、单选题(共10题;共30分)
1.两定值电阻甲、乙中的电流与电压关系如图所示.现在将甲和乙串联后接在电压为3V的电源两端,下列分析正确的是( )
?
A.?甲的电阻值大于乙的电阻值????????????????????????????????B.?甲的电压大于乙的电压
C.?甲消耗的电功率大于乙消耗的电功率??????????????????D.?甲的电流等于乙的电流
2.在研究电流跟电压、电阻的关系实验中,当研究电流与电阻的关系时,应该
(???
)??????????????????????
A.?调节滑动变阻器,使电路中的电流保持不变
B.?调节滑动变阻器,使不同的定值电阻R两端的电压保持不变
C.?使电阻R两端电压成倍数变化
D.?每次测量时都要使电路中的电流成倍数变化
3.如图为探究灯泡两端电压与电流关系的电路图,下列说法错误的是( )
A.?把滑动片移到左端时才能闭合开关
B.?电压表、电流表量程可能选大了
C.?开关闭合后灯不亮,电压表有示数,灯肯定存在开路现象
D.?灯亮度变亮时,电压表示数变大,电流表示数变小
4.下图所示的电路图在许多科学实验中用到,下列问题不能用该电路来进行研究的是(??
)
A.?测量小灯泡发光时的电功率????????????????????????????????B.?测量小灯泡发光时的电阻
C.?研究小灯泡的亮度与其两端电压大小的关系????????D.?验证欧姆定律
5.对“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量电阻”这两个实验,说法不正确的是(???)
A.?它们都是采用控制变量的研究方法
B.?它们的实验电路图在教科书中是相同的
C.?前者多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系
D.?后者多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差
6.如图所示,电源电压不变,闭和开关S,当滑动变阻器滑片P向右移动时()
A.?电流表A1示数变小,电压表V示数变小???????????????B.?电流表A2示数变大,电压表V示数变大
C.?电压表V示数与电流表A1示数比值不变???????????????D.?电压表V示数与电流表A2示数比值不变
7.如图所示是同学们做电学实验使用的电路,同学们对此电路提出的以下说法中错误的是()
A.?采用此电路可以探究电流跟电压的关系,实验时要保持电阻R阻值不变
B.?采用此电路可以测量电阻R的阻值,滑动变阻器在电路中能起到保护电路的作用
C.?开关闭合后,当变阻器滑片由左向右滑动过程中,电流表示数增大,电压表示数增大
D.?开关闭合,进行电流表和电压表调换位置的操作,电路元件不能被烧毁
8.如图所示,是探究“电流与电阻的关系”实验电路图,电源电压保持3V不变,滑动变阻器的规格是“10Ω
1A”.实验中,先在a、b两点间接入5Ω的电阻,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2V,读出并记录下此时电流表的示数.接着需要更换a、b间的电阻再进行两次实验,为了保证实验的进行,应选择下列的哪两个电阻( )
A.?10Ω和40Ω???????????????????????B.?20Ω和30Ω???????????????????????C.?10Ω和20Ω???????????????????????D.?30Ω和40Ω
9.如图是探究“电流与电阻的关系”的实验电路图,电源电压保持6V不变,滑动变阻器的规格为“20Ω
1A”.实验中,先在a、b两点间接入10Ω的电阻,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为4V,记下此时电流表的示数,接着需要更换a、b间的电阻再进行两次实验,为了保证实验的进行,应选择下列的哪两个电阻()
A.?20Ω和50Ω???????????????????????B.?40Ω和60Ω???????????????????????C.?20Ω和40Ω???????????????????????D.?20Ω和60Ω
10.如图所示是探究电流与电阻关系的电路,电源电压恒为3
V.在AB间接入10Ω的定值电阻R,闭合开关移动滑片P,使电压表示数为2V,读出电流表示数.接着断开开关,取下10Ω的电阻,换上5Ω定值电阻后就闭合开关,此时电压表示数以及应进行的操作是(???
)
?小于2V;应将滑片P向左移,使电压表示数仍为2V??????????
?小于2V;应将滑片P向右移,使电压表示数仍为2V
C.?大于2V;应将滑片P向左移,使电压表示数仍为2V?????????
?
D.?大于2V;应将滑片P向右移,使电压表示数仍为2V
二、填空题(共7题;共17分)
11.同学在探究某电路中电流I与电压U的关系时,得到了以下数据
.
请写出电流I与电压U的关系式:________
.
12.小明利用图甲所示的电路探究通过导体的电流与电阻的关系,这个实验中要控制________一定,根据实验的数据绘出了I﹣1/R图象,如图乙所示.分析图象可知,当导体的电阻为________Ω时,通过它的电流为0.1A;实验过程中,小明控制导体两端的电压为________V.
13.某同学在探究电流与电压关系时,取一个定值电阻(其阻值不随温度变化)和一只小灯泡做为研究对象,并分别测量了多组通过它们的电流与其两端对应的电压,然后根据测得的数据在坐标纸上分别画出如图所示的甲、乙两条I-U图线。根据图线可知,________?(选填“甲”
或“乙”)是定值电阻的I-U图线;这个定值电阻阻值的测量值是________?Ω;小灯泡的电阻随其两端电压的升高而变________?(选填“大”
或“小”)。
14.小月在探究“电路中一个可变电阻两端电压U
与通过它的电流
I
的关系”时,记录的实验数据如下表所示.请根据表中数据归纳判断:当I=0.5A时,U
=
________V
.
15.在研究通过导体的电流与导体的电阻关系的实验中,为了达到研究目的,实验过程中应该保持定值电阻的
________这个物理量不变;当开关S闭合后,电压表的读数为4V,电流表的读数为0.4A,现将阻值为10Ω的电阻R换成阻值为20Ω的电阻接入电路进行研究,则下一步应进行的操作是________.
16.实验小组利用图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。实验过程中,电阻箱阻值由50调为90,电压表示数会________,要继续探究,应该将滑片P向________移。
17.在研究“电流与电阻的关系”的实验时:
次数
1
2
3
R/Ω
5
10
25
I/A
0.5
0.25
0.1
(1)请在图甲中把余下部分的电路用笔划线代替导线连接完整.(要求滑动变阻器的滑片向右滑动电阻变大)
(2)实验过程中必须控制________?不变;在某次测量中,电流表的示数如图乙所示,电流为________?A;
(3)实验中,滑动变阻器的主要作用是________?;
(4)当把电路中5Ω的电阻换成一个10Ω的电阻时,应该将滑动变阻器的滑片向________?移动(填“左”或“右”);
(5)实验记录的数据如上表所示,由此得出的结论是________
三、实验探究题(共4题;共35分)
18.图甲是某同学探究电流与电阻的关系的实验电路。已知电源电压恒为4.5V,滑动变阻器规格为“20Ω
1A”,可供选择的定值电阻的阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω和30Ω。
(1)该同学根据图甲连接的实物电路如图乙所示,其中一根导线连接是错误的,请在图乙中将这根线打上“×”,并补画出正确的连线。
(2)电路连接正确后,先用5Ω的定值电阻进行实验,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,此时电流表的示数如图丙所示,则电路中的电流为________A;再将5Ω的定值电阻换成10Ω定值电阻进行实验,移动滑片直至电压表示数为________V,并记录电流表的示数。
(3)该同学得到的实验结论是________
19.在探究电流与电压关系的实验中,同学们设计了如下三种电路:
(1)甲同学认为如图电路比如图电路好,理由是:________。乙同学认为如图电路比如图电路更好,主要理由是如图电路________。
(2)乙同学根据如图电路图连接实物电路,闭合开关后发现。电流表示数等于0A,电压表示数6V,电路故障是________;原因:________,________。
(3)故障排除后,乙同学利用如图电路完成了本实验,测得数据如下:
分析表格数据,其中电阻R=________Ω可得出的结论是________。
20.现有下列器材:蓄电池(6V),电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、定值电阻(若干)、开关、滑动变阻器和导线,要利用这些器材探究“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食物连接成完整电路(导线不允许交叉)
(2)正确连接电路后闭合开关,发现电流表无示数,移动滑动变阻器的滑片P,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)排除故障后进行实验.实验中多次换用不同阻值的定值电阻,并调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,读出对应于不同阻值的电流表示数,并记于表格中,由表中数据可以分析得出结论
________
.
(4)为完成整个实验,应选取哪种规格的滑动变阻器________
A
.50Ω、1.0A?????
B
.50Ω、0.5A?????
C
.20Ω、1.0A?????
D
.20Ω、0.5A
(5)小明想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系,你认为他的实验方案可行吗?请说出理由.答
________
.
21.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
四、综合题(共3题;共18分)
22.某小组同学在“探究导体中的电流与电压的关系”的实验中,用若干节新干电池做电源,分别把电阻R1、R2与电流表串联在电路中,记录电流表的示数,实验过程如图中A、B、C、D、E、F所示.
(1)比较图中A与D(或B与E,或C与F)及相关条件,可得出的初步结论是:________;
(2)比较图中A与B与C(或D与E与F)中的电流与电压的倍数关系,可得出的初步结论是:________.
23.小亮同学想探究“导体中电流跟电阻的关系”,设计了如图所示的电路图(电源电压恒定)
(1)小亮总共做了2次实验,他把第一次实验得到的数据填入表中:第二次实验,他将A,B两点间的定值电阻由24Ω换成12Ω,然后使滑动变阻器的滑片P向 C (选填“C”或“D”)移动,使电压表的示数不变,则此时表格中空白处的电流为 ________?A
实验序号
U/V
R/Ω
I/A
1
4.8
24
0.2
2
4.8
12
(2)小亮根据实验数据得到如下结论:导体中的电流与其电阻成反比,请你对以上的探究过程做出评价,并写出两点评价意见:________?、________
.
24.在“探究导体中的电流跟它两端电压的关系”的实验中:
(1)①如图甲所示,请您用笔画线代替导线把滑动变阻器正确接入电路中,要求:滑片P向右移动时电流表示数逐渐增大.
②此实验中,滑动变阻器的作用是________?和________?.
③…
(2)小英同学探究“导体中的电流与电阻的关系”时,进行创新实验,除了与原有实验所必须的器材相同外,没领电压表,而是多领了一只电流表,并设计出如图乙所示的电路图,进行实验.
①连接电路,调节滑动变阻器,读出电流表A1与A2的示数分别记为I1和I2;
②把定值电阻R2换成R3
,
调节滑动变阻器使电流表A1的示数为________?,使R3两端的________?不变.记录此时电流表A2的示数为I3;
③把定值电阻R3换成R4
,
重复上一步骤进行实验;
④分析数据得出电流与电阻的关系.
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】
D
【解析】【解答】方法一:由图知:
=
=
∵两电阻串联
∴=
,
I甲=I乙;
方法二:由图知当电压等于2V时,I乙<I甲,
所以,R乙>R甲,
当两电阻串联时,I甲=I乙;根据公式U=IR和P=I2R可知U甲<U乙,
P甲<P乙,
故选D.?
2.【答案】
B
【解析】【分析】研究电流跟电压、电阻之间的关系时应采用控制变量法;研究电流跟电压关系时,控制电阻不变,研究电流跟电阻关系时要保持电压不变.
【解答】(1)根据控制变量法可知:研究电流跟电阻关系时要保持电压不变,改变电阻,测出相应的电流.
分析分析表中数据可知:电压U=4V不变,当电阻增大时,通过电阻的电流减小,并且成倍数的减小,即在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(2)分析分析表中数据可知:电阻R=10Ω不变,随着电阻两端的电压增大,通过电阻的电流也增大,并且成倍数的增大,即在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比.
故答案为:B
3.【答案】
D
【解析】【解答】解:A、闭合开关前,滑动变阻器滑片应位于最大阻值处,所以把滑动片移到左端,故A正确;
B、两节干电池作为电源,电压表应选择0~3V量程,电流表应选择0~0.6A量程,故B正确;
C、灯不亮,电路发生短路或断路,电压表有示数说明与电压表并联的电路开路,电压表示数接近电源电压,故C正确;
D、灯泡亮度变亮,实际功率变大,由P=可知,灯泡两端电压增大,由P=I2R可知通过小灯泡的电流变大,故D错误。
故选D。
【分析】(1)连接电路时,闭合开关前为保护电路,滑动变阻器划片P应位于最大阻值处;
(2)电压表和电流表应选择合适的量程,为了测量结果准确,选择较小量程;
(3)灯不亮,电路发生短路或断路,电压表有示数说明与电压表并联的电路开路;
(4)灯泡亮度变亮,实际功率变大,根据P=和P=I2R判断小灯泡的电压和电流的变化情况。
4.【答案】
D
【解析】【解答】解:A、测量小灯泡发光时的电功率,故A不符合题意;
B、测量小灯泡发光时的电阻,故B不符合题意;
C、研究小灯泡的亮度与其两端电压大小的关系,故C不符合题意;
D、验证电流与电压的关系用保证电阻不变,故D符合题意。
?故选D。
【分析】(1)测量小灯泡发光时的电功率、测量小灯泡发光时的电阻的电路图及物理量是相同的,知识原理不同;测量小灯泡发光时的电功率的原理:P=UI,测量小灯泡发光时的电阻的原理:I=;
(2)研究小灯泡的亮度与其两端电压大小的关系:当灯泡的两端电压增大时其亮度增大。
(3)验证欧姆定律采用控制变量法:①验证电流与电压的关系用保证电阻不变,②验证电流与电阻的关系用保证电压不变。
5.【答案】
A
【解析】【分析】这两个实验都需要测量出通过电阻的电流和其两端的电压,实验电路图都是相同的,并且在做“探究电流跟电阻的关系”时,要控制电阻两端的电压不变;
实验过程都需要采用多次测量取平均值的办法来减小误差.
【解答】A、在“探究电流跟电阻的关系”时需要采用控制变量法,而“伏安法测量电阻”时不需要利用控制变量法,不正确,符合题意;
B、这两个实验的实验电路图都相同,说法正确,不符合题意;
实验过程为了减小误差,常采用多次测量取平均值的办法进行分析解答,故CD都正确,不符合题意;
故选A.
【点评】此题结合两个电学实验进行分析考查对物理学方法的理解与应用情况.
6.【答案】
C
【解析】【解答】由图可知,滑动变阻器R2与电阻R1并联,电流表A1测量电阻R1的电流,电流表A2测量干路电流,电压表测电源的电压;
A、在并联电路中,各支路两端的电压相等且等于电源电压,当滑动变阻器滑片P向右移动时,其电阻变大,但电压表的示数不变;由于定值电阻的阻值和两端电压不变,所以A1的示数不变,A错误;
B、滑片向右滑动,变阻器的阻值变大,这条支路的电流变小,通过定值电阻的电流不变,则通过干路中的电流变小,B错误;
C、电压表与电流表A1的比值是定值电阻的阻值,其阻值不变,所以电压表与A1的示数比值不变,C正确;
D、电压表的示数不变,由B分析知,A2的示数变小,所以电压表与A2的比值变大,D错误.
故选C.
【分析】本题考查欧姆定律的应用和并联电路电流和电压的特点,关键能够正确分析电阻的连接情况,搞清电表所测的电路,并知道滑动变阻器滑片移动过程中电路电阻的变化情况.
7.【答案】C
【解析】【解答】A、要探究电流与电压的关系,在改变电压的时候要保持电阻不变;故A正确;
B、在探究电流与电压的关系的电路中,滑动变阻器既可以保护电路,又可以改变电路中的电流,得出多次实验数据,排除实验结论的偶然性,故B说法正确;
C、开关闭合后,当变阻器滑片从左向右滑动过程中,电路中的总电阻增大,则电路中的电流变小,即电流表示数变小;由U=IR可知,定值电阻两端电压变小,即电压表示数变小.故C说法错误;
D、开关闭合,如果将电流表和电压表调换位置,电压表串联在电路中,电路相当于开路,因此电路元件都不可能被烧毁,故D正确.
故选C.
【分析】本题主要考查的是学生对控制变量法、电流表、电压表、滑动变阻器的正确使用方法和作用的理解和掌握.
8.【答案】C
【解析】【解答】探究“电流与电阻的关系”实验中应控制电阻两端的电压即电压表的示数不变,因为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:U滑
=U-UR
=3V-2V=1V,因为串联电路中各处的电流相等,所以根据欧姆定律可得:R滑/R=U滑/I/UR/I=U滑/UR=1V/2V=1/2,当滑动变阻器接入电路中的电阻为10Ω时,定值电阻的最大阻值:Rmax
=2R滑max
=2×10Ω=20Ω,即定值电阻的最大阻值不能超过20Ω,则a,b间换接的电阻阻值应为10Ω、20Ω,
故答案为;C。
【分析】探究“电流与电阻的关系”实验中应控制电压表的示数不变,且滑动变阻器接入电路中的阻值最大时定值电阻的阻值也最大,根据比值关系求出定值电阻的最大阻值得出定值电阻的范围.
9.【答案】C
【解析】【解答】在探究“电流与电阻的关系”实验中,应控制电阻两端的电压即电压表的示数不变,
根据串联电路中总电压等于各分电压之和,可得滑动变阻器两端的电压为:
U滑=U-UR=6V-4V=2V,
由于定值电阻两端是滑动变阻器两端电压的两倍,由串联电路特点可知,定值电阻阻值是滑动变阻器接入电路阻值的两倍,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,则定值电阻的最大阻值为40Ω,故C正确;
故选C.
【分析】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是知道探究“电流与电阻的关系”实验中应控制电压表的示数不变.
10.【答案】A
【解析】【解答】在“探究电流与电阻的关系”时,应保持电阻两端电压一定。由题,在AB间接入10Ω的定值电阻R,闭合开关移动滑片P,使电压表示数为2V,若用5Ω定值电阻替换10Ω的电阻,根据串联分压原理,电压表示数变小,小于2V;为了保持定值电阻两端电压一定,应减小滑动变阻器两端所分得的电压,应将滑片P向左移,使电压表示数仍为2V。
故答案为:A。
【分析】探究“电压一定时,电流与电阻关系”的实验中,要控制电压表示数不变,根据分压原理可知电压表示数的变化,再由串联电路电压的规律确定滑片移动的方向.
二、填空题
11.【答案】I=(0.2A/V·U)+0.4A
【解析】【解答】设电流I与电压U的关系式为:I=kU
b,选择两组表格中数据:(U1=4V,I1=1.2A),(U2=6V,I2=1.6A)代入得:1.2A=4Vk
b??????①;1.6A=6Vk
b??????②解得:k=0.2A/V;b=0.4A,故电流I与电压U的关系式为:I=0.2A/V?U
0.4A
.
故答案为:I=(0.2A/V·U)+0.4A
.
【分析】已知电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,设电流I与电压U的关系式为:I=kU
+
b,选择两组表格中数据:代入关系式中,组成议程组解出K和b的值即可
.
12.【答案】电阻R两端的电压;20;2
【解析】【解答】探究通过导体的电流与电阻的关系,这个实验中要控制电阻R两端的电压一定;
由图象可知,当电流为0.1A时,
,此时导体的电阻R=20Ω;
I与
成正比,则导体两端的电压不变,由
可得,小明控制导体两端的电压:
.
故答案为:电阻R两端的电压;20;2.
【分析】由图象可知,通过导体的电流为0.1A时的导体电阻的倒数,由此计算导体的电阻;
探究通过导体的电流与电阻的关系时,应控制电阻两端的电压不变,根据欧姆定律计算导体两端的电压即可.
13.【答案】
乙;15;大
【解析】【解答】乙图像是一条过原点的直线,说明电阻电流与电压成正比,即电阻是定值,所以乙图像是定值电阻的I-U图线;任取直线上一点的坐标,如(3V?
0.2A)可求得其阻值为;灯泡两端电压增大时,灯丝产生的热量增多,温度升高,电阻增大。
【分析】电流和电压的关系。
14.【答案】9.5
【解析】【解答】由表格数据可知:电压增加1V,通过它的电流减小0.2A,根据规律可得,当通过它的电流减小0.1A时,电压增大了0.5V,所以,当I=0.5A时,U
=
9.5V
.
故答案为:9.5V
.
【分析】根据表中的数据可发现规律:电压增大1V时,电流减小0.2A
.
据此可得出电流减小0.1A时,电压增大0.5V
.
15.【答案】电压;应调节滑动变阻器滑片位置,使定值电阻两端电压为4V
【解析】【解答】在探究电流和电阻的关系时,应保持电阻两端的电压不变;将阻值为5欧的电阻R换成阻值为10欧的电阻接入电路进行实验时,电阻两端电压变大,滑动变阻器两端电压变小,为使电阻两端电压不变,应调节滑动变阻器的滑片位置,使定值电阻两端电压等于原来的值,即4V.
【分析】本题考查了“探究电流与电阻关系”实验的注意事项、滑动变阻器的调节;更换电阻后,应进行怎样的操作,向什么方向移动滑片是一个难点.
16.【答案】
变大;右
【解析】【解答】从图中可以看到,这是一个串联电路,电阻箱阻值由50调为90,电阻值在变大,根据串联电路的分压原理可知,电阻箱两端的电压在变大,即电压表示数会变大。探究“电流与电阻的关系”需要保持电阻两端的电压不变,要继续探究,那么滑动变阻器接入电路的电阻应该变大,从图中可看到,应该将滑片P向右移动。
【分析】在探究电流和电阻关系时,电阻变大,分压变大,需要将滑动变阻器的电阻变大,使电压表示数不变。
17.【答案】
定值电阻两端的电压;0.3;保持定值电阻两端的电压不变;右;电压一定时,导体中的电流与这段导体的电阻成反比
【解析】【解答】解:(1)滑动变阻器的左下方接线柱接入电路中时,滑片向右滑动电阻变大,如下图所示:
(2)探究电流与电阻的关系时,必须控制电阻两端的电压不变;
由乙图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A;
(3)研究“电流与电阻的关系”的实验中滑动变阻器的主要作用是:保持定值电阻两端的电压不变;
(4)当把电路中5Ω的电阻换成一个10Ω的电阻时,电路中的总电阻变大,
由I=可得,电路中电流变小,滑动变阻器两端的电压变小,
由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知,滑动变阻器两端的电压变大,
要使电压表的示数不变,应减小电路中的电流,增大滑动变阻器接入电路中的电阻,即滑片向右移;
(5)分析表格中的数据可知,电流变化的倍数和电阻变化倍数的倒数相等,
故可得结论:电压一定时,导体中的电流与这段导体的电阻成反比.
故答案为:
(1)如上图所示;
(2)定值电阻两端的电压;0.3A;
(3)保持定值电阻两端的电压不变;
(4)右;
(5)电压一定时,导体中的电流与这段导体的电阻成反比.
【分析】(1)滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路,滑片向右滑动电阻变大说明左下方接线柱必须接入电路中;
(2)探究电流与电阻的关系时应控制电阻两端的电压不变;根据乙图电流表的量程和分度值读出示数;
(3)滑动变阻器的作用一般有:保护电路和改变电路中电流的作用;
(4)当把电路中5Ω的电阻换成一个10Ω的电阻时,电路中的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中电流和滑动变阻器两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知定值电阻两端的电压变化,根据电压表的示数不变判断滑片移动的方向;
(5)分析表格中电阻的变化倍数和电流的变化倍数,利用控制变量法得出结论.
三、实验探究题
18.【答案】
(1)解:如图所示:
(2)0.4;2
(3)电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【解析】【解答】(1)该同学根据图甲连接的实物电路如图乙所示,分析乙图可知,滑动变阻器与电阻并联了,且电压表串联在电路中,是错误的,将定值电阻右端的连线改接到电压表的负接线柱,则为正确的电路,如图:
;(2)电路连接正确后,先用5Ω的定值电阻进行实验,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,此时电流表的示数如图丙所示,电流表使用小量程,分度值为0.02A,读数即电路中的电流为0.4A,可知定值电阻两端的电压为:
;
再将5Ω的定值电阻换成10Ω定值电阻进行实验,根据控制变量法的思想,应保证定值电阻两端的电压不变,所以移动滑片直至电压表示数仍为2V,并记录电流表的示数。(3)根据实验可得到的实验结论是:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【分析】探究电流和电阻的关系时,要保持电压不变,更换电阻,当电压一定时,电流和电阻成反比.
19.【答案】
(1)灯丝的电阻随温度的变化而变化,定值电阻能更好地保持电阻不变;便于多次实验,使收集数据的数据不具有特殊性
(2)定值电阻R断路;电压表有示数;说明电压表到电源间是通路
(3)5;在电阻不变时,通过导体的电流与电压成正比
【解析】【解答】(1)研究电流与电压的关系时,要控制电阻的大小不变,因灯丝的电阻随温度的变化而变化,定值电阻能更好地保持电阻不变,故图2电路比图1电路好;乙同学认为图3电路比图2电路更好,主要理由是图3电路便于多次实验,使收集数据的数据不具有特殊性;(2)电流表无示数,电路可能出现了断路,电压表有示数,说明电压表到电源间是通路,所以故障可能是定值电阻R断路,原因电压表有示数;说明电压表到电源间是通路;(3)由表格可知,
纵向比较表中数据知,电压为原来的几倍,通过的电流为原来的几倍,故可以得出:在电阻不变时,通过导体的电流与电压成正比;
故答案为:(1)灯丝的电阻随温度的变化而变化,定值电阻能更好地保持电阻不变;便于多次实验,使收集数据的数据不具有特殊性;(2)定值电阻R断路;电压表有示数;说明电压表到电源间是通路;(3)5;在电阻不变时,通过导体的电流与电压成正比.?
【分析】在探究电流和电压的规律时,要保持电阻一定,通过移动滑片改变电压,探究电流和电压成正比.
20.【答案】
(1)
(2)电阻R断路
(3)在电压不变,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(4)A
(5)不可行,灯的电阻随温度的变化不是一个定值
【解析】【解答】
(1)电压表与R并联,电流表串联在电路中,滑动变阻器采用一上一下的接法,如图所示:
;(2)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,即表明此时电压表测量的是电源电压,故造成这一现象的原因可能是:电阻R断路。(3)由表中数据可知,电阻为原来的几倍,通过的电流为原来几分之一,由表中数据可以分析得出结论:在电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;(4)由于该实验中定值电阻两端的电压是不变的,所以由表中数据,结合欧姆定律知:电压表示数为
?根据分压原理,变阻器连入电路的电阻大小等于定值电阻的大小。测第一组实验数据时定值电阻最大,故滑动变阻器接电
路的最大阻值至少为30
,因实验过程电路最大电流为0.6A,因此滑动变阻器应选“50Ω?
1.0A“规格的变阻器,
故答案为:A.
(6)由于灯丝的电阻受温度的影响,探究电流与电压的关系,需保持电阻不变,所以不能用小灯泡做此实验。
【分析】研究电流与电压、电阻的变化关系,涉及到电路的连接(连接电路前,开关必须断开;变阻器按一下一上接入电路中,电压表与电阻并联)、对反常现象的处理、实验中注意事项、控制变量法(电流与电压的变化关系时,应控制电阻大小不变;研究电流与电阻的变化关系时,应控制电压大小不变)的运用及滑动变阻在不同实验中的不同作用(a。保护电路;b.控制定值电阻两端的电压或电流大小)和分析数据归纳结论的能力.
21.【答案】
(1)解:
(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
【解析】【解答】解:(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.
【分析】(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.
四、综合题
22.【答案】
(1)当导体两端的电压相同时,通过不同导体的电流不同
(2)同一导体,通过导体的电流与它两端的电压成正比
【解析】【解答】解:(1)由图中A与D(或B与E,或C与F)所示实验可知,导体两端电压相同而导体不同,通过导体的电流不同,由此可知:当导体两端的电压相同时,通过不同导体的电流不同.(2)由图A、B、C(或D、E、F)所示实验可知,导体相同而导体两端电压不同,电压越大电流越大,且通过导体的电流与电压成正比,由此可知:同一导体,通过导体的电流与它两端的电压成正比.
故答案为:(1)当导体两端的电压相同时,通过不同导体的电流不同;(2)同一导体,通过导体的电流与它两端的电压成正比.
【分析】此实验是研究电流、电压和电阻之间的关系的.研究三者之间的关系时必须采用控制变量法,研究电流跟电压的关系时,必须保证电阻是一定的.在研究电流跟电阻的关系时,必须保证电压是一定的.
23.【答案】
(1)0.4
(2)实验次数少于3次 ;结论缺少“电压一定”的前提
【解析】【解答】解:(1)实验中应控制电阻两端的电压不变,电阻R由24Ω更换为12Ω,电阻两端的电压会变小,因此应当增大电路中电流,滑片应向C端移动,直到电压表示数为4.8V;所以电流表的示数I===0.4A;
(2)因为实验次数太少,存在很大的偶然性,应该多次测量才能得出普遍规律;在得出实验结论时,需要加上“电压一定”的条件.
故答案为:(1)C;0.4.
(2)实验次数太少;结论缺少“电压一定”的前提.
【分析】(1)探究电流一段电路中的电流跟电阻的关系时,应控制电阻两端的电压不变,根据串联分压特点可知电阻两端的电压变化,进一步可知滑片的调节;电流表示数可以根据I=计算.
(2)应该进行多次实验,测出多组数据;由于采用的控制变量法,所以在得出结论时需要加上一定的条件.
24.【答案】
(1)保护电路;改变定值电阻两端的电压(2)I1;电压
【解析】【解答】(1)由于滑动变阻器的滑片P向右移动时电流表示数逐渐增大,则滑动变阻器的阻值变小,所以滑动变阻器下面应接右边的接线柱,上面可接任意一个接线柱,如图所示:
②滑动变阻器的基本作用是保护电路,此外还可以改变定值电阻两端的电压;
(2)②把定值电阻R2换成R3
,
需保持电阻两端的电压不变,所以应调节滑动变阻器使电流表A1的示数仍为I1;
故答案为:(1)①如上图所示;②保护电路;改变定值电阻两端的电压;(2)I1;电压.
【分析】本题是探究电流和电压、电阻的关系,注意控制变量法的应用;本题还考查了滑动变阻器的连接、作用,同时考查了在没有电压表时控制电压不变的方法.