初中人教版(2024)第1节 电流与电压和电阻的关系优秀课时训练
展开一、单选题
1.小明和同学们在做电学实验过程中,他们经过讨论,依次完成了“探究电流跟电压的关系”三次实验电路的设计,如图甲、乙、丙所示。下列说法正确的是( )
A.图甲改进为图乙:为保证实验过程中电压这一因素不变
B.图丙:移动滑动变阻器目的是保持电阻R两端电压不变
C.图丙:进行实验,眼睛一定要先看电流表,再看电压表
D.图丙:多次实验是为了得到电流跟电压之间的定量关系
2.关于电流、电压和电阻下列说法中正确的是( )
A.电路中有电流时,电路两端一定有电压
B.导体两端的电压为0时,导体的电阻也为0
C.电阻一定时,电阻两端电压与通过它的电流成正比
D.导体电阻的大小由它两端电压和通过它的电流的比值决定
3.如图所示的电路中,电源电压不变,滑动变阻器上标有“20 Ω 2 A”字样,开关闭合后,以下四个图像中,能正确表示R0两端的电压U与滑动变阻器连入电路中的电阻R之间关系的是
A.B.C.D.
4.一位同学用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”.电源电压不变,下表是实验数据,若第四次实验时将定值电阻的阻值由30Ω调为40Ω后就直接读出电流表的示数,这个示数应该是
A.0.2 B.0.17 C.0.15 D.0.13
5.张华同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”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,下列说法错误的是
A.当在导体乙的两端加上1 V的电压时,通过导体乙的电流为0.1 A
B.将甲、乙两导体并联后接到电压为3 V的电源上时,干路中的电流为0.9 A
C.通过导体甲的电流与其两端的电压成正比
D.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
6.在探究“电流与电阻关系”实验中,某同学根据实验数据作出如图所示的图象,下列说法正确的是( )
A.导体中的电流与导体的电阻成正比
B.电源至少选用两节新干电池
C.换用2Ω电阻做实验时,需要更换电压表量程
D.多次实验是为了求平均值,以减小实验误差
7.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
8.如图,在探究“通过导体中的电流与电阻之间关系”的实验中,当我们将电阻由5Ω换成10Ω后,接下来的操作正确的是( )
A.将变阻器滑片P向左移动,保持电压表示数不变
B.将变阻器滑片P向左移动,保持电流表示数不变
C.将变阻器滑片P向右移动,保持电压表示数不变
D.将变阻器滑片P向右移动,保持电流表示数不变
9.张华同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”的实验中,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像.分析图像得出的下列说法中错误的是( )
A.通过导体A的电流与其两端的电压成正比
B.导体A和B的电阻之比为1∶2
C.当在导体B的两端加上1 V的电压时,通过导体B的电流为0.1 A
D.将导体A和B串联时通过A的电流为0.4 A,则导体B两端的电压为2 V
10.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3 V不变,滑动变阻器的规格是“10 Ω 1 A”。实验中,先在a、b两点间接入5 Ω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2 V,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.10 Ω和40 ΩB.20 Ω和30 ΩC.10 Ω和20 ΩD.30 Ω和40 Ω
11.小明在研究通过导体的电流时,根据测量数据绘制出如图所示的I-U图象.对此作出的判断中,错误的是
A.通过R1的电流与它两端所加电压成正比
B.通过R2的电流与它两端所加电压不成正比
C.将它们串联接入到同一电路中时,通过R1的电流较小
D.将它们并联连接到两端电压为1.5V的电路中时,通过干路的电流大约是0.46A
二、填空题
12.图是小华探究电流与电阻关系的实验电路,AB间可以换接多个不同阻值的电阻。在每次换接电阻后,他应调节滑动变阻器滑片控制AB间 不变。换接电阻多次实验,是为了 。
13.小科利用器材探究通过M、N之间导体的电流与电压的关系,部分电路如图所示。
(1)图中M、N之间应连入 (填“定值电阻”或“小灯泡”);
(2)图中M、N之间若接入定值电阻,闭合开关,当滑动变阻器滑片向左移动时,滑动变阻器两端的电压 (填变化情况)。
14.如图,电源电压4.5V,为了验证“电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比”,先将5Ω的电阻连入A、B间,调节滑动变阻器使电压表示数为1.5V。再分别将10Ω和15Ω的电阻连入A、B间,测得数据如下表,则滑动变阻器应选 (填序号)。
A.“10Ω 1A” B.“50Ω 1A” C. “100Ω 0.1A”
三、实验题
15.在“探究电流与电阻的关系”实验中,把电流表连入电路时,必须使电流从 接线柱流入.每次更换电阻后,在调节滑动变阻器的同时,应观察 表,使其示数保持不变.
16.某同学利用如图电路,探究“电压一定时,通过导体的电流跟电阻的关系”,已知电源电压为6V,实验用到的电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。实验中电阻R由小到大进行更换,并且保持电压表示数为2.5V不变,则需要调节变阻器的滑片P应该 (选填“向左端移动”、“向右端移动”或不动”)。为了能够完成整个实验,滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。
17.小红利用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系。已知电源电压为6 V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω。
(1)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,得到图乙所示的电流I随电阻R变化的图象,由图象可得出结论: 。
(2)在上述实验中,某同学在读取完电流表示数后,直接拆下阻值为5 Ω的电阻,改换成阻值为10 Ω的电阻,请你指出他在操作中的错误: ;在读取电流表示数之前,他应进行的操作是:向 移动滑片,使电压表示数为 V。
(3)若在实验过程中出现电流表示数为0,电压表的示数为6 V,则电路出现的故障可能是 。
(4)小红想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系,你认为她的实验方案可行吗? (选填“可行”或“不可行”),你的理由是 。
18.小明同学想探究“通过灯泡的电流与灯泡两端电压的关系”,设计了如图甲所示的电路图。
(1)请用笔画线代替导线,按照图甲所示的电路图,在图乙中将实物电路连接完整(要求连线不得交叉;滑动变阻器的滑片向左移动,小灯泡变亮);
(2)小明同学正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,但电压表示数较大。接下来正确的操作是 ;
A.检查电路是否短路
B.更换电流表
C.检查小灯泡是否接触良好或损坏
D.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(3)排除电路故障后,下表是按正确的操作测得的数据,其中第一次测得的电流如图丙所示,则电流表示数为 A。从表中数据可看出,通过灯泡的电流与灯泡两端的电压不成正比,其原因是 。
19.同学们“探究电流与电阻的关系”时,实验室提供的器材有:电压恒为6V的电源一个,定值电阻5个(阻值分别为、、、、),规格为“ 1A”的滑动变阻器一个,电流表、电压表、开关各一个,导线若干。
(1)同学们设计并连接了如图甲所示的实验电路,想用电压表的3V量程测量定值电阻R两端的电压,请你用笔画线代替导线,帮助他们把电压表正确连接在电路中(导线不能交叉);( )
(2)他们先将的电阻接在图甲中a、b间,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为;保持滑片不动,用的电阻替换a、b间的电阻后,需将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,才能保持a、b间的电压不变;再依次更换a、b间电阻为、继续实验。他们根据测量数据作出了电流表示数I与a、b间电阻R阻值的关系图像,如图乙所示。由乙图可知:a、b间电压的值为 V;a、b间电压一定时。通过a、b间导体的电流与导体的电阻成 比;
(3)当他们用的电阻替换的电阻后,发现电压表示数始终不能调为。为继续完成此次探究,同学们一起设计了如下方案,下列方案不正确的一项是 ;
A.将滑动变阻器更换为“ 1A”的滑动变阻器,其余不变
B.将电压为6V的电源更换为电压为5.2V的电源,其余不变
C.只调节滑动变阻器,使为2.3V
四、新添加的题型
20.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
R/Ω
10
20
30
40
50
I/A
0.6
0.3
0.2
0.12
I/A
0.3
0.15
0.1
R/Ω
5
10
15
实验次数
1
2
3
电压U/V
2.0
3.0
3.8
电流I/A
0.38
0.40
参考答案:
1.D
【详解】A.研究电流与电压关系实验中,要控制电阻不变,而灯的电阻随温度的改变而改变,故由图甲改进为图乙是为保证实验过程中电阻这一因素不变,故A错误;
B.图丙中移动滑动变阻器是为了改变电阻R两端的电压,故B错误;
C.图丙中探究电流跟电压的关系,先改变电压的大小,眼睛一定要先看电压表,再看电流表,故C错误;
D.图中探究电流跟电压的关系,多次实验得到多组实验数据,从而可以得到电流跟电压之间的定量关系,故D正确。
故选D。
2.A
【详解】A.电路中有电流一定有电压,因为电压是使电路形成电流的原因,故A正确;
B.导体两端的电压为零时,导体的电阻不为零,因为电阻是导体本身的一种性质,故B错误;
C.导体电阻一定时,通过它的电流跟它两端的电压成正比,故C错误;
D.导体电阻的大小由它的材料、长度、横截面积决定,在数值上等于导体两端的电压和通过它的电流的比值,故D错误。
故选A。
3.D
【详解】当滑动变阻器的滑片向右移动时,滑动变阻器的电阻变大,总电阻变大,根据I=,电流中电流变小;根据,电阻R0的阻值不变,电流变小,所以电压减小,所以电压表示数变小;当滑动变阻器全部接入电路后,电阻最大,但电压表测量的是定值电阻的电压,不可能为零,选D。
4.B
【分析】研究通过导体的电流与电阻的关系要保持导体两端的电压不变,小华将电阻箱R的阻值从30Ω调为40Ω后,就直接记录电流表示数,没有移动滑动变阻器,从而会导致电路中的电流变大.根据欧姆定律,计算出当电阻箱R两端的电压保持不变,且电阻箱的阻值为40Ω时,电路中的电流,从而再进行判断.
【详解】研究通过导体的电流与电阻的关系要保持导体两端的电压不变,电阻箱两端的电压U电阻箱=I1R1=0.6A×10Ω=6V,当电阻箱R的阻值为40Ω时,电路中的电流应该为:I′===0.15A,小华将电阻箱R的阻值从30Ω调为40Ω后,要保持电阻箱两端电压不变,应向右移动滑动变阻器滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值变大,滑动变阻器分压变大,
从而使电阻箱两端电压减小保持不变,因此,当未移动滑动变阻器时,电路中的电流应该大于0.15A而小于0.2A,
故选B.
5.D
【详解】A. 由图象可知,当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过导体乙的电流为0.1A,故A正确;B. 将甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,U甲=U乙=3V,由图象可知,此时通过两导体的电流分别为I甲=0.6A,I乙=0.3A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路中的电流:I=I甲+I乙=0.6A+0.3A=0.9A,故B正确;C. 由图象可知,通过甲、乙两电阻的电流与各自两端的电压成正比例函数,即通过导体甲、乙的电流与两端的电压成正比,故C正确;D. 由图象可知,当U甲=U乙=3V时,I甲=0.6A>I乙=0.3A,由I=的变形式R=可知,R甲
6.B
【详解】A.由图可知,导体两端的电压不变,导体中的电流与导体的电阻成反比,故A错误;
B.由图可知,这个不变的电压为:
U=IR=0.4A×5Ω=2V;
电源至少选用两节新干电池(3V),故B正确;
C.换用2Ω电阻做实验时,控制电阻的电压不变,故不需要更换电压表量程,故C错误;
D.多次实验是为了得出普遍性的规律,故D错误.
7.D
【详解】研究电流跟电压的关系时,由控制变量法知道,需要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,故方法可行;
乙:电池与滑动变阻器串联接入MN时,当移动滑动变阻器滑片P时,可以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,故方法可行;
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,故方法可行;
综上所述,甲、乙、丙三种方案均可行.
8.C
【详解】在滑片P不动的情况下,将电阻由5Ω换成10Ω后,闭合开关,电路总电阻变大,根据
可得,电路中的电流变小,滑动变阻器两端的电压变小,由串联电路的总电压等于各分电压之和可知,定值电阻两端的电压增大,要使电压表的示数不变,只能减小电路中的电流,增大滑动变阻器接入电路的电阻,即滑片P向右端移动,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
9.D
【详解】A.观察图像可知,导体A的电流与电压关系图像为一条过原点的直线,所以通过导体A的电流与其两端的电压成正比,A正确,故A不符合题意;
B.当UA=UB=2V时,IA=0.4A,IB=0.2A,由欧姆定律得两导体的电阻分别为
,
A和B的电阻之比
RA:RB=5Ω:10Ω=1:2
B正确,故B不符合题意;
C.当在导体B的两端加上1V电压时,通过导体B的电流
C正确,故C不符合题意;
D.将导体A和B串联时,串联电路中电流处处相等,所以通过A的电流为0.4A时,通过B的电流也为0.4A,则导体B两端电压
D错误,故D符合题意。
故选D。
10.C
【详解】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
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。
故选C。
11.C
【详解】A.由图像知道,电阻R1 的函数图象是一条过原点的向上的直线,所以通过的电流跟它两端所加电压成正比,故A正确;
B.电阻R2 的函数图象像是一条弯曲的曲线,所以通过R2 的电流与它两端所加电压不成正比,故B正确;
C.若将它们串联接入到同一电路中,因串联电路中电流处处相等,所以通过R1和R2 电流相同,故C错误,符合题意;
D.将它们并联连接到两端电压为1.5V的电路中时,由图象知道通过R1 和R2电流分别为0.3A、0.16A,则通过干路的电流大约是0.46A,故D正确,故符合题意的是C.
12. 电压 寻找普遍规律
【详解】[1]探究电流与电阻关系的实验中,在更换电阻的过程中需控制电阻两端的电压保持不变,即控制AB间电压保持不变。
[2]在AB间更换不同的电阻进行多次实验,得出多组数据,根据多组数据进行分析,得出电流与电阻关系,这样得出的结论具有普遍性。所以换接电阻多次实验,是为了寻找普遍规律。
13. 定值电阻 减小
【详解】(1)[1] 利用器材探究通过M、N之间导体的电流与电压的关系,需要保持电阻一定,应选定值电阻;小灯泡的电阻会随灯丝温度的变化而变化。
(2)[2]图中M、N之间若接入定值电阻,闭合开关,当滑动变阻器滑片向左移动时,接入电路的电阻减小,电路中的电流增大,定值电阻两端的电压增大,根据串联电路的电压规律,滑动变阻器两端的电压减小。
14.B
【详解】由题意知,电阻两端电压UR=1.5V,滑动变阻器两端电压
U滑=U-UR=4.5V-1.5V=3V
因为,所以当电路电流I=0.1A时,滑动变阻器接入电路的阻值
因此滑动变阻器应选规格为“50Ω 1A”的滑动变阻器。故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
15. 正 电压
【详解】使用电流表时,电流应从它的正接线柱流入,负接线柱流出;通过导体的电流与导体两端的电压和导体的电阻有关,所以探究电流与电阻的关系,需保持导体两端的电压不变.
16. 向右端移动 35
【详解】[1]如图所示,R与滑动变阻器串联,电压表测R两端电压,根据实验的要求,要保持R两端电压一定,当R换成更大电阻时,R两分得电压增加,根据串联电路分压的特点,要R两端电压不变,则滑动变阻器要多分电压,即阻值变大,故滑片向右端移动。
[2]当时,滑动变阻器接入的电阻最大,由欧姆定律及串联电路电流的规律可得
即滑动变阻器的最大阻值应为
17. 电压一定时,电流与电阻成反比 没有断开开关 左 2.5 电阻断路 不可行 灯丝的电阻随温度的变化而变化
【详解】(1)[1]由图乙可以看出,随着导体电阻的增加,通过导体的电流越来越小,而电阻与对应的电流值的乘积却是定值,等于2.5V,可以说明电压一定时,电流与电阻成反比。
(2)[2]在取下电阻时,应在电路中没有电流的情况下进行,所以就选断开开关。
[3][4]当换上大电阻后,电流表的示数会变小,变阻器两端的电压增大,电压表的示数减小,所以滑片应向左移动,增大电阻,减小电流,使电压表示数减小到2.5V时读出电流表的示数。
(3)[5]电流表示数为0,电压表的示数为电源电压6V时,这样的故障只能是与电压表并联的部分断开了,所以应是电阻R开路。
(4)[6][7]由于小灯泡灯丝的电阻受温度的影响会发生变化,这样三个量都变化的情况,不能得出正确的结论,所以她的说明不可行。
18. C 0.32 灯泡的电阻随温度发生变化,其电阻不是定值
【详解】(1)[1]电流表、灯泡、滑动变阻器、开关串联接入电路;滑动变阻器“一上一下”接线柱接入电路;如下图所示:
(2)[2]闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,但电压表示数较大,可能与电压表并联的小灯泡断路,接下来应检查小灯泡是否接触良好或损坏。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)[3]由图丙可知,电流表所选量程为0~0.6A,分度值是0.02A,根据指针位置可知,其示数是0.32A。
[4]由表中数据可知,灯泡的电压增大,对应的电流也增大,灯泡的实际功率变大,灯丝温度升高,灯泡电阻变大,灯泡的电流跟灯泡两端电压的不成正比,其原因是灯丝的电阻随着温度的升高而增大。
19. 右 2 反 C
【详解】(1)[1]电压表与定值电阻并联接入电路,注意接线柱正进负出,电压表选用3V的量程,如下图所示:
(2)[2][3][4]实验中,用10Ω的电阻替换5Ω,根据分压原理,电阻两端的电压变大,即电压表示数变大;研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大变阻器两端的电压,由分压原理,要增大变阻器电阻阻值,故应向右移动滑片才能达到实验要求;根据图乙所示的图象可知,a、b两端的电压为
U=IR=0.4A×5Ω==2V
为一定值,故可得出:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(3)[5]A.由图可知,电源电压为6V,定值电阻两端电压为2V,滑动变阻器两端电压为
U变=6V-2V=4V
根据串联分压原理得
R定∶R变=UV∶U变=2V∶4V=1∶2
滑动变阻器的阻值是定值电阻的2倍,当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后,则解得R变=50Ω,如果只更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器最大阻值至少为50Ω,因此该方法可行,故A正确,不符合题意;
B.如果重新开始实验,只更换电源,将电压为6V的电源更换为电压为5.2V的电源,定值电阻两端电压保持不变为2V,滑动变阻器两端电压为
U变=6V-5.2V=3.2V
根据串联分压原理得
R定∶R变=UV∶U变=2V∶3.2V=1∶1.6
滑动变阻器的阻值是定值电阻的1.6倍,当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后,则解得R变=40Ω,因此该方法可行,故B正确,不符合题意;
C.如果重新开始实验,只改变控制电压U0,使U0为2.3V,电源电压为6V,定值电阻两端电压为2.3V,滑动变阻器两端电压为
U变=6V-2.3V=3.7V
根据串联分压原理得
R定∶R变=UV∶U变=2.3V∶3.7V=23∶37
滑动变阻器的阻值是定值电阻的倍,当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后,则解得
变阻器的最大阻值是40Ω,因此该方法不可行,故C错误,符合题意。
故选C。
20.A
【详解】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,由可知,电路中的电流变小,由可知,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串联部分电压之和,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符合题意,BC不符合题意;
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,若适当增加电池的节数,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不符合题意。
故选A。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
A
D
B
D
B
D
C
D
C
题号
11
答案
C
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