【期末专题复习】2022-2023学年 物理九年级上学期-专题演练06：探究电流与电阻的关系实验

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2022—2023年度上学期9年级物理期末必考实验探究专题演练专题06探究电流与电阻的关系实验1. （2022江苏徐州）在“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验中：实验序号R/ΩI/A①50.40②100.20③200.10（1）小明连接的电路如图甲所示，请用笔画线代替导线把电路连接完整　   　；（2）小华连接的电路，电流表在电池和开关之间，其他和小明的电路一致。对于电流表的这两种接入位置　   　；A.小明的可以，小华的不可以B.小华的可以，小明的不可以C.两种都可以D.两种都不可以（3）实验时保持电阻两端的电压不变，如图乙所示，电压表的示数为　   　V；（4）根据表格中记录的三组数据，发现电阻越大则电流越小，要判断电流与电阻是否成反比，在不画坐标图像的前提下，应该如何对数据进行处理：　   　。【答案】 （1）（2）C （3）2  （4）计算出每次实验电流与电阻的乘积【解析】（1）如图甲，滑动变阻器电阻丝的右端已接入电路，再把金属杆的左端或右端与开关的右侧接线柱连接即可，如图所示：（2）在串联电路中，各处电流都相等，所以只要电流表和电阻串联，接在图中位置或者开关和电池之间都可以，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。（3）如图乙，电压表选用的量程是0~3V，分度值为0.1V，示数为2V；（4）计算出每次实验中电流和电阻的乘积，如果三次乘积相同，说明电流与电阻成反比。2. （2022湖北荆州）某学习小组计划探究电流与电阻的关系。可供使用的实验器材有：电源（电压恒为6V）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个，阻值分别为5Ω、15Ω、25Ω的定值电阻各一个、导线若干。（1）连接电路时开关应该　   　（选填“断开”或“闭合”）。（2）如图甲所示的实物电路中存在错误，小兰发现只需要改接一根导线就可以了，请在那一根错误的导线上画“×”，再画线把它改到正确的位置上　   　。（导线不允许交叉）（3）图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R的变化图像，由图像可知电阻R两端的电压为　   　V，为保证分别使用三个定值电阻均能顺利完成实验，滑动变阻器的最大阻值至少是　   　Ω。【答案】（1）断开   （2）    （3） 2.5    35【解析】（1）连接电路时为保护电路，防止电路中的电流过大，开关应该断开。（2）原来的电路中，定值电阻与电流表并联，电压表串联在电路中是错误的，电流表应与定值电阻串联，电压表与定值电阻并联，如图所示：（3）由图乙可知，电阻两端的电压始终不变，为U=IR=0.1A×25Ω=2.5V根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为U滑=6V-2.5V=3.5V变阻器分得的电压为电压表示数的倍，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，变阻器接入电路中的电阻为所以为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少35Ω的滑动变阻器。3. （2022苏州）用如图所示电路探究电流与电阻的关系，电源电压不变，电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。连接电路闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压为了找出故障，把导线M的一端从接线柱a移开，分别连到接线柱b和c上，发现两表指针位置均和之前一样，进一步检查发现电流表完好，则电路的故障是　   　排除故障后，将不同阻值的电阻分别接入电路，移动滑片记录的数据如下表：实验次数1234电阻/Ω5101520电流/A0.400.200.130.10分析表中数据，实验中电阻两端的电压为　   　V，实验得出的结论是　   　。【答案】   cd间导线断路   2   电压一定时，导体中的电流与电阻成反比【解析】连接电路闭合开关，发现电流表无示数，可能电路中出现断路，电压表示数接近电源电压，可能电压表并联的部分断路，把导线M的一端从接线柱a移开，分别连到接线柱b和c上，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，说明ac之间无断路，可能cd间导线断路。探究电流与电阻关系，保持电压不变，由表中数据可知，电阻两端的电压U=IR=0.40A×5Ω=0.20A×10Ω=2V所以实验中电阻两端的电压为2V。由表中数据可知，通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变，即电阻两端的电压不变，可以得到电压一定时，导体中的电流与其电阻值成反比。4. （2022湖南株洲）用图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”，电源为两节干电池，实验室提供了阻值分别为30Ω、15Ω、10Ω、7.5Ω的电阻各一个。实验次数1234电阻R/Ω3015107.5电流I/A0.080.160.24 （1）用笔划线代替导线，在图甲中请将实验电路连接完整。（要求滑片向右移，电流表示数变大）　   　（2）实验时，从大到小依次更换不同的定值电阻，调节滑动变阻器，保证电阻两端电压不变，分别记录每次电阻R和电流表示数I，数据如上表，其中第4次实验的电流表示数如图乙所示，读数为　   　A；电压表示数应为　   　V。（3）在现有实验器材不变的条件下，某同学通过实验还获得一组“5Ω，0.48A”的数据，请写出他所使用的方法　   　。【答案】 （1）    （2）0.32   2.4 （3）滑片向右端移动，使电压表的示数为2.4V【解析】(1)电源为两节干电池，电压为3V，故电压表应选用小量程并联在电阻两端；变阻器滑片向右移，电流表示数变大，说明电路中电阻阻值变小，变阻器应选用右下接线柱与开关串联接入电路中，如下图所示 （2）其中第4次实验的电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.32A。由表中数据可知，第4次实验时，电阻阻值为，则电压表示数为（3）根据串联分压原理可知，将定值电阻由改接成的电阻，电阻减小，其分得的电压减小。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减小滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应减小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2.4V。5. （2022湖北天门）小明和小华通过实验复习“探究电流与电压、电阻的关系”。（1）小明采用了如下电路进行实验，其中电源电压4.5V、定值电阻阻值5Ω、最大阻值为10Ω和30Ω的滑动变阻器各一只；①当他准备闭合开关时，小华拦住了他，说接线有一处错误。请在图中将连接错误导线打“×”，并用笔画一根正确连接的导线；（     ）②正确连接电路后进行“探究电流与电压关系”的实验，实验中滑动变阻器的主要作用：一是保护电路；二是　   　；③实验数据记录如表一： 表—U/V3.02.0l.0I/A0.600.40 实验时发现无论如何调节滑动变阻器，电压表都不能达到1.0V，说明他选用的滑动变阻器的最大阻值是　   　（选填“10Ω”或“30Ω”）。换用另一只滑动变阻器后完成了实验，表一中没有记录的数据是　   　；（2）小华利用小明的实验电路继续实验，在“探究电流与电阻的关系”时，分别将5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入电路，记录数据如表二:表二R/Ω51020I/A0.400.200.10①当他用5Ω的电阻进行实验后，再换10Ω的电阻接入电路，应向　   　方向移动滑片（选填“A”或“B”），直到电压表示数达到　   　_V；②分析表二中数据，得出该实验的结论是：　   　。【答案】  （1）   改变电路中的电流和定值电阻两端的电压    10Ω    0.20  （2）A   2   电压一定时，导体中电流与电阻成反比【解析】【详解】（1）①由图可知，此时电路中电流表并联在定值电阻两端，电压表串联在电路中，电流表和电压表接错，应该将电压表并联在电路中，电流表串联在电路中，如图所示： ②探究电流与电压的关系时，需要控制定值电阻的阻值不变，多次实验，得出普遍规律，所以滑动变阻器在电路中的作用是保护电路，改变电路中的电流和定值电阻两端的电压，得到多组数据。③由表中数据可知，定值电阻的阻值为电源电压为4.5V，当定值电阻两端的电压为1.0V时，电路中的电流为此时滑动变阻器两端的电压为U滑=U总-U'=4.5V-1.0V=3.5V则此时滑动变阻器接入电路的阻值所以滑动变阻器的最大阻值为10Ω。当定值电阻两端的电压为1.0V时，电路中的电流为0.20A。（2）①用10Ω的电阻更换5Ω的电阻后，定值电阻两端的电压增大，探究电流与电阻的关系，需要控制定值电阻两端的电压不变，所以此时应减小定值电阻两端的电压，根据串联电路分压原理和欧姆定律可知，需要增大滑动变阻器的阻值，即将滑动变阻器的滑片向A端移动。由表中数据可知，当电阻为5Ω时，电路中的电流为0.40A，此时定值电阻两端的电压为U=IR=0.40A×5Ω=2V所以更换电阻后，要控制定值电阻两端的电压为2V。②由表中数据可知，电阻和电流的乘积IR=0.40A×5Ω=0.20A×10Ω=0.10A×20Ω=2所以可以得到的结论是电压一定时，导体中电流与电阻成反比。6. （2022湖北孝感）在探究电流与电压关系的实验中，实验器材有：电源、电流表、电压表、定值电阻，滑动变阻器、开关、导线若干。（1）如图甲所示，请用笔画线代替导线，将电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向左移动时，接入电路的电阻变大；　   　 （2）连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现电流表无示数，电压表有示数。则电路故障可能是定值电阻　   　（选填“短路”或“断路”）；（3）排除故障后，完成实验根据实验数据绘制的I-U图像如图乙所示，分析图像初步得到；电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成　   　；（4）若用小灯泡（灯丝电阻受温度影响）代替定值电阻进行上述实验，　   　_ （选填“能”或“不能”）达到实验目的。【答案】 （1）   （2）断路 （3）正比 （4）不能【解析】（1）如图所示，在探究电流与电压关系的实验中，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端电压，电流表测电流，要求滑动变阻器的滑片向左移动时，接入电路的电阻变大，滑动变阻器应接右下接线柱，如图所示。（2）连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现电流表无示数，电压表有示数，原因是电压表串联在电路中，故障可能是定值电阻断路。（3）根据如图乙所示的图像，为过原点的直线，初步可得：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。（4）探究电流与电压的关系实验中，要求导体电阻一定，小灯泡的电阻受温度影响，为变化的，因此不能达到实验目的。7．某物理学习小组为了探究“电流与电阻的关系”，设计了如图甲所示的实验电路。他们在学校实验室找来了如下一些实验器材：电压恒为3V的电源，电流表、电压表各一只，一个开关，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个，滑动变阻器“20Ω 1A”一个，导线若干。实验时连接的电路如图乙所示。（1）连接电路前，开关应　   　（选填“断开”或“闭合”）；（2）实验中，改变滑动变阻器阻值的目的是使定值电阻两端的电压　   　；（3）将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻分别接入电路中，每一次都控制定值电阻两端的电压为2.5V；当拆下5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻接入电路时，如果保持滑动变阻器滑片的位置不变，会发现电压表的示数　   　（选填“大”或“小”）于2.5V，接下来应该移动滑片，使电压表示数回到2.5V，读出电流表的示数并记录数据……通过多次实验测得多组数据，并利用这些数据得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象，由数据和图象可以得到的结论是　   　；（4）以上几次实验中记录电表示数时，当定值电阻消耗的电功率最小时，滑动变阻器接入电路的阻值为　   　Ω。【答案】（1）断开；（2）保持不变；（3）大；（4）当导体两端电压一定时，流过导体电流与导体电阻成反比；（5）4【解析】（1）为保护电路，连接电路前，开关应断开；（2）探究“电流与电阻的关系”实验中，要控制电阻的电压不变，故改变滑动变阻器阻值的目的是使定值电阻两端的电压不变；（3）将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻分别接入电路中，每一次都控制定值电阻两端的电压为2.5V；当拆下5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻接入电路时，如果保持滑动变阻器滑片的位置不变，由分压原理，会发现电压表的示数大于2.5V，接下来应该移动滑片，使电压表示数回到2.5V，读出电流表的示数并记录数据……通过多次实验测得多组数据，并利用这些数据得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象，由数据和图象知，电阻两端的电压始终保持：UV＝IR＝0.1A×25Ω＝﹣﹣﹣﹣﹣＝0.15A×5Ω＝2.5V，电流与电阻之积为一定值，故可以得到的结论是：当导体两端电压一定时，流过导体电流与导体电阻成反比；（4）因定值电阻的电压不变，当定值电阻消耗的电功率最小时，根据P＝，即定值电阻取最大值20Ω，由欧姆定律，电路的电流为：I小＝＝＝0.125A，由串联电路的规律及欧姆定律，滑动变阻器接入电路的阻值为：R滑＝＝＝4Ω。8．用如下图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”，电源电压恒为6V，定值电阻R备有（5Ω、10Ω、20Ω、40Ω）各一个。（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到最　   　（选填“左”或“右”）端。（2）将5Ω的定值电阻接入电路闭合开关，移动滑片P发现电流表示数始终为零，电压表示数不为零，其原因可能是　   　（填选项）。A．定值电阻R短路   B．定值电阻R断路     C．滑动变阻器短路（3）不改变滑动变阻器滑片的位置，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，闭合开关后，为保证电压表示数与更换前相同，滑片P应向　   　（选填“左”或“右”）端滑动。（4）实验中依次接入定值电阻，调节滑片使定值电阻两端电压相同，记下电流表读数，绘出电流I与电阻倒数变化的图象乙，由图乙可知：电压一定时电流与电阻成　   　比。（5）为完成整个实验，应该选择　   　（填选项）种规格的滑动变阻器。A.50Ω 1.0AB.100Ω 1.2AC.200Ω 0.6A【答案】（1）左；（2）B；（3）左；（4）反；（5）B【解析】（1）为了保护电路，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应滑到阻值最大处，即最左端；（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片P时，发现电流表示数始终为零，说明电路可能断路，而电压表有示数，说明与电压表并联部分断路，则此时电路可能的故障是定值电阻R断路，故选B。（3）将5Ω的电阻换成10Ω的电阻接入电路，根据串联分压原理可知，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，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数与原来相同；（4）由图乙知，在电压一定时，电流I与电阻倒数成正比，所以电压一定时电流与电阻成反比；（5）当定值电阻为5Ω时，电阻的倒数为＝0.2Ω﹣1，由图乙知，此时的电流为0.4A，电阻两端的电压为：U＝IR＝0.4A×5Ω＝2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U总﹣U＝6V﹣2V＝4V，变阻器分得的电压为电阻两端的电压的 ＝2倍，根据分压原理，当接入最大的40Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝2×40Ω＝80Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少80Ω的滑动变阻器，但又不能太大，故选B。9．小明和小华一起探究电流与电阻的关系。器材有新干电池两节，5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一只，“20Ω1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一只，导线若干。（1）用笔画线代替导线将甲图中电路补充完整，使滑动变阻器滑片向左移动时电阻减小；（2）将滑动变阻器滑片移动到最　   　端。闭合开关，小明发现电压表示数接近电源电压，可能是定值电阻R出现了　   　故障；（3）排除故障后，移动滑动变阻器滑片，直至电压表示数为1V，此时电流表示数如图乙所示，大小为　   　A；（4）小明逐一将10Ω和20Ω的电阻接入电路，继续进行实验。当　   Ω的电阻接入电路后，无法将电压表示数调节到1V．于是，他改变定值电阻两端电压，重新依次进行实验。调节后的电压值应该不低于  　V；（5）实验结束后，小华觉得可以通过调整顺序来避免实验中存在的问题。合理的顺序是　   　。【答案】（1）如解析所示；（2）右；断路；（3）0.24；（4）20；1.5；（5）先后将20Ω和10Ω和5Ω的定值电阻接入电路，变阻器的滑片从阻值最大处向阻值较小处滑动，控制定值电阻两端的电压不变，进行实验，可以避免实验中存在的问题。【解析】（1）滑动变阻器滑片向左移动时电阻减小，故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联，电源电压为3V，故电压表选用小量程与电阻并联，如下图所示：（2）为了保护电路，变阻器的滑片移动到阻值最大处，将滑动变阻器滑片移动到最右端；闭合开关，电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电阻之外的电路是连通的，与电压表并联的电阻断路了；（3）由图乙可知，电流表选用小量程，分度值是0.02A，电流表的示数是0.24A；（4）若电压表示数为1V，根据串联电路电压的特点，变阻器分得的电压为：U滑1＝3V﹣1V＝2V变阻器分得的电压是电阻电压的2倍，将20Ω的电阻接入电路后，为保持电压不变，根据分压原理，变阻器连入电路中的阻值为2×20Ω＝40Ω，而题中变阻器的最大阻值为20Ω，所以，滑动变阻器连入电路中的电阻最大，也不能使电压表示数为1V。由串联电路电压的规律及分压原理有：＝，方程左边为一定值，故右边也为一定值，当变阻器连入电路的电阻最大时，对应的定值电阻应最大，此时，电阻的电压最小，即：＝，UV＝1.5V，所以调节后的电压值应该不低于1.5V；（5）研究电流与电阻的关系时，要控制电阻的电压不变，由（4）知，当定值电阻连入电路的电阻越大时，变阻器连入电路的电阻越大，故为避免实验中存在的问题（因定值电阻的电压过小，导致用较大的定值电阻时，因变阻器的最大电阻过小而无法完成实验）：合理的顺序是：先后将20Ω和10Ω和5Ω的定值电阻接入电路，变阻器的滑片从阻值最大处向阻值较小处滑动，控制定值电阻两端的电压不变，进行实验，可以避免实验中存在的问题。10．在探究“电流与电阻关系”的实验中，所用的器材有：电压恒定为6V的电源、开关、电流表、电压表、三个定值电阻（5Ω，10Ω，20Ω）、几个规格不同的滑动变阻器、导线若干。（1）如图所示是某同学连接的电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”，并补画出正确的连线。（2）电路连接正确后，闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于　   　（选填“A端”或“B端”）。（3）分别把5Ω和10Ω的定值电阻接入电路中，移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2V，记录下电流表的示数。可是当把20Ω的定值电阻接入电路中时，该同学无论怎样移动滑片都无法使电压表示数调到控制值，说明选择的滑动变阻器　   　。（4）更换器材后，重新实验，将数据记录在表格中，分析实验数据可得结论：　   　。电压U/V2电阻R/Ω51020电流I/A0.40.20.1【答案】（1）如解析图；（2）A端；（3）最大电阻过小；（4）电压一定时，电流与电阻成反比。【解析】（1）原电路中，电阻和电压表短路了，电阻应和电流表串联，电压表与电阻并联，如下所示：（2）电路连接正确后，闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处的A端；（3）电阻两端的电压始终保持UV＝2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝6V﹣2V＝4V，变阻器分得的电压为电压表示数的2倍，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为R滑＝2×20Ω＝40Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少40Ω的滑动变阻器，当把20Ω的定值电阻接入电路中时，该同学无论怎样移动滑片都无法使电压表示数调到控制值，说明选择的滑动变阻器最大电阻过小；（4）横向分析表中数据，电阻增大为原来的几倍，通过的电流减小为原来的几分之一，即得出的结论是：电压一定时，电流与电阻成反比。