初中物理北师大版(2024)九年级全册一 学生实验:探究——电流与电压、电阻的关系课时训练
展开课时1 学生实验:探究——电流与电压、电阻的关系
知识点一 电流与电压、电阻的关系
1.小明想要利用如图所示的电路探究“电流与电压的关系”,下列说法正确的是( )
A.实验过程中应该保持电阻R阻值不变
B.实验过程中滑动变阻器的作用只是保护电路
C.实验过程中应该调滑动变阻器使电流表示数不变
D.实验过程中应该调滑动变阻器保持电压表示数不变
2.下列关于电流跟电压、电阻关系的叙述中,正确的是( )
A.导体中电流越大,说明导体电阻越小
B.导体中电流越小,说明导体两端的电压越大
C.当导体两端电压一定时,导体电阻减小,通过导体的电流就会增大
D.对于同一导体而言,电压与电流成正比
3.在电阻一定的情况下,导体中的电流跟这段导体两端的电压成 ,在电压不变的情况下,导体中的电流跟这段导体两端的电阻成 .
4.小亮做“探究通过导体的电流跟电压的关系”的实验。他在实验桌上连接了如图所示的实验电路,同组的小英检查电路后,发现电路中有一根导线连接错误。请先在错接的那根导线上打上“×”,之后用笔画线代替导线,画出这根导线正确的连接方法。
5.小义和小邓两位同学在“探究电流与电压的关系”的实验中,滑动变阻器的规格是“20Ω 2A”,电源使用两节新干电池。
(1)如图甲所示是小邓进行实物连线的电路图;
(2)开关闭合前,小邓发现电流表的指针在零刻度线左端,如图乙所示,其原因是 (选填“A”或“B”);
A.电流表没调零
B.电流表正负接线柱接反了
(3)确认电路无误后,闭合开关进行实验,第4次实验时电流表示数为0.5A,电压表示数如图丙所示,记为 V;他们记录的数据如表所示,老师指出其中一组数据有拼凑的嫌疑,你认为是第 (填写实验序号)组;
(4)排除有拼凑嫌疑的数据后,分析数据可以得到的结论是:在 不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比;
(5)小义利用实验数据计算出定值R的阻值为 Ω(结果保留一位小数);
(6)以下实验与“探究电流与电压的关系”进行多次测量的目的不相同的是 。
A.测量定值电阻的阻值
B.探究杠杆的平衡条件
6.小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)用5Ω的电阻做完实验后,换用10Ω的电阻进行实验。更换完电阻后,闭合开关,接下来应当进行的实验操作是: ;
(2)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,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)为完成整个实验,应该选取最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器。
知识点二 欧姆定律
7.关于欧姆定律,下列说法正确的是( )
A.在导体两端电压一定的情况下,导体的电阻越小,通过导体的电流越大
B.通过导体的电流与导体的电阻成反比
C.通过导体的电流与导体两端的电压成正比
D.根据欧姆定律变形公式可知,导体的电阻随电压和电流的变化而变化
8.如图所示是定值电阻R和小灯泡L的I﹣U图像,根据图像可知( )
A.定值电阻R的阻值是7.5Ω
B.灯泡L的电阻小于R的电阻
C.若将R与L串联在2.5V的电源上,则通过电路中的电流为0.5A
D.若将R与L并联在2.0V的电源上,则通过干路中的电流为0.7A
9.如图所示,电源电压恒定。当开关S1、S2闭合,甲、乙两表均为电压表时,两表示数之比U乙∶U甲=2∶5;当开关S1闭合、S2断开,甲、乙两表均为电流表时,甲、乙两表的示数之比为( )
A.4∶5B.5∶4C.3∶5D.2∶3
10.如图所示,电源电压保持不变,R3=2R2,当闭合S1,断开S2时,R1两端的电压为10V;当断开S1,闭合S2时,R1两端的电压为8V,则为( )
A.B.C.D.
11.导体两端电压为2伏时,导体中的电流是0.5安培,则导体的电阻是 欧姆,把这个导体两端电压变为0伏时,导体的电阻是 欧姆。
12.如图所示电路中,断开开关,在甲、乙两处接上电流表时,示数之比为2︰5,若将甲、乙两处换成电压表,再将开关闭合,则甲、乙两电表示数之比为 。
13.在如图所示的电路中,R1的阻值是30Ω,闭合开关S,电流表A1的示数是0.2A,电流表A的示数是0.5A。
求:(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值。
实验序号
①
②
③
④
电压/V
0.5
1.2
1.8
电流/A
0.10
0.24
0.34
0.5
参考答案:
1.A
【详解】A.在探究“电流与电压的关系”时,控制电阻不变,改变电压,是用滑动变阻器调节电阻两端的,故A正确;
B.滑动变阻器在实验中的作用除了保护电路外,还起到改变电阻两端电压的作用,故B错误;
CD.实验过程中,调滑动变阻器,但R阻值不变,滑片向右滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,电路中的总电阻增大,电源两端电压不变,根据欧姆定律可知,电路的电流就会减小,而电流表的示数等于电路的电流,则电流表的示数会减小,由于R阻值不变,电流减小,则R两端的电压会减小,则电流表和电压表的示数都会变化,故CD错误。
故选A。
2.C
【详解】A.因为电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,故A错误;
B.在电阻一定时,导体中电流越小,说明导体两端的电压越小,故B错误;
C.由欧姆定律知,当导体两端电压一定时,导体电阻减小,通过导体的电流就会增大,故C正确;
D.根据欧姆定律可知:对于同一导体电阻一定,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比,导体两端的电压由电源提供,不能说电压与电流成正比,故D错误。
故选C。
3. 正比 反比
【详解】欧姆定律内容:一段导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比;故在电阻一定的情况下,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比,在电压不变的情况下,导体中的电流跟这段导体两端的电阻成反比.
4.
【详解】上图中,定值电阻与电压表串联后与导线并联了,即定值电阻和电压表短路了,探究通过导体的电流跟电压的关系,电流表与定值电阻串联,电压表与定值电阻并联,改正后如下所示
5. A 2.5 ① 电阻 正 5.1 A
【详解】(2)[1]开关闭合前,小亮发现电流表的指针在零刻度线左端,如图2所示,其原因是电流表没调零,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
(3)[2]根据图3可知,电压表量程为,分度值为0.1V,示数为2.5V。
[3]由表格中数据知,当电压为1.2V时,电流为0.24A,所以,电阻R的阻值是
滑动变阻器的最大阻值为20Ω,当其阻值最大时,定值电阻两端的电压最小,电路中的电流
由欧姆定律可知,定值电阻两端的电压
即电路中的最小电流为0.12A,定值电阻两端最小电压为0.6V,而第①组数据,其电压值和电流值都低于可能达到的最小电压和电流,所以,有拼凑的嫌疑。
(4)[4][5]根据表中数据可知:电压增大为原来的几倍,通过的电流也增大为原来的几倍,故得出的结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5)[6]由表可知,当
定值电阻的阻值为
当
定值电阻的阻值为
当
定值电阻的阻值为
则定值电阻阻值为
(6)[7]探究电流与电压的关系进行多次测量的目的是为得出普遍性的规律,“测量定值电阻的阻值”多次测量是为了取平均值减小误差,“探究杠杆的平衡条件”的实验多次测量的目的都是为得出普遍性的规律,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
6. 调节滑动变阻器的滑片,使得定值电阻两端的电压保持不变 当电压一定时,电流跟电阻成反比 35
【详解】(1)[1]在探究电流与电阻的关系时,根据控制变量法的思想,需要控制定值电阻两端的电压不变,所以,更换完5Ω电阻后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使得定值电阻两端的电压保持不变。
(2)[2]由图象可知,当电压一定时,电流跟电阻成反比。
(3)[3]由图丙知,电路的最小电流
I=0.1A
此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,因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
由欧姆定律可得,滑动变阻器接入电路的阻值
即滑动变阻器的阻值不能小于35Ω。
7.A
【详解】A.由可知,当电压一定时,导体的电阻越大,通过导体的电流越小,导体的电阻越小,通过导体的电流越大,故A正确;
B.当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,如果没有“当电压一定时”,只说“通过导体的电流与导体的电阻成反比”是错误的,故B错误;
C.当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,如果没有“当电阻一定时”,只说“通过导体的电流与导体两端的电压成正比”是错误的,故C错误;
D.电阻是导体本身阻碍电流的性质,其大小决定于导体的长度、材料和横截面积以及温度,与通过它的电流、它两端的电压无关,故D错误。
故选A。
8.D
【详解】AB.定值电阻的阻值不变,通过它的电流和它两端的电压成正比,由此可知图A是定值电阻R的I﹣U图像,则图B是灯泡L的I﹣U图像,由图像可知定值电阻两端的电压U=2.0V时,通过定值电阻的电流I=0.4A,由欧姆定律可得电阻R的阻值
灯泡的电阻是变化的,A、B相交时灯泡的电阻和定值电阻的阻值相等,交点左侧灯泡的电阻大于定值电阻的阻值,交点右侧灯泡的电阻小于定值电阻的阻值,故AB错误;
C.串联电路各处电流相等,由图像可知当通过电路的电流为0.2A时,灯泡两端的电压为1.5V,定值电阻两端的电压为1.0V,串联电路总电压等于各部分电压之和,则电源电压
U′=UL+UR=1.5V+1.0V=2.5V
故C错误;
D.并联电路中各个支路两端的电压均等于电源电压,由图像可知定值电阻R和小灯泡L并联接在2V的电源上,通过L的电流为IL=0.3A,由并联电路的电流特点可知干路的电流为
I=IL+I=0.3A+0.4A=0.7A
故D正确。
故选D。
9.C
【详解】当开关S1、S2闭合,甲、乙两表均为电压表时,电阻R1、R2串联,甲电压表测R1、R2两端的总电压,乙电压表测R2两端的电压,串联电路总电压等于各部分电压之和,已知U乙∶U甲=2∶5,则
解得
U1∶U2=3∶2
串联电路各处电流相等,根据欧姆定律可得通过电路的电流
即
当开关S1闭合、S2断开,甲、乙两表均为电流表时,电阻R1、R2并联,甲电流表测通过R2的电流,乙电流表测电路中的总电流,并联电路各支路两端电压相等,由欧姆定律知道
并联电路干路电流等于各支路电流之和,甲、乙两个电流表示数之比
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
10.C
【详解】当闭合开关S1断开S2时,R1与R2串联,电路中的电流为I1;当断开S1闭合S2时,R1与R3串联,电路中的电流为I2;由可得,两种情况下电路中的电流之比
因电源的电压一定时,电路中的电流与电阻成反比,且R3=2R2,所以
解得,故C正确,ABD错误。
故选C。
11. 4 4
【详解】[1] 导体两端电压为2伏时,导体中的电流是0.5安培,则导体的电阻是
[2]电阻是导体的本质属性,与导体的长度,材料,横截面积有关,不会随电压的变化而变化,导体的电阻还是4Ω。
12.5︰3
【详解】由图可知,当两表均为电流表时,断开开关S时,R1、R2并联,甲电流表测量通过R2的电流,乙电流表测量干路电流;已知甲、乙两电流表的示数之比为2︰5,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,两支路的电流之比
因并联电路两端电压相等,所以由欧姆定律可得
当甲、乙两电表均为电压表,闭合开关S,R1、R2串联,甲测量电源电压,乙测量R2两端的电压;因串联电路处处电流相等,所以由欧姆定律可得两电阻两端电压之比为
U1︰U2=IR1︰IR2=R1︰R2=2︰3
因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以
U甲︰U乙=(U1+U2)︰U2=(2+3)︰3=5︰3
13.(1)6V;(2)20Ω
【详解】解:由电路图知道,R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路的电流。
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由知道,电源的电压
U=I1R1=0.2A×30Ω=6V
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R2的电流
I2=I-I1=0.5A-0.2A=0.3A
则电阻R2的阻值
答:(1)电源电压为6V;
(2)电阻R2的阻值为20Ω。
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