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人教版(2024)九年级全册第1节 电流与电压和电阻的关系达标测试
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这是一份人教版(2024)九年级全册第1节 电流与电压和电阻的关系达标测试,共33页。试卷主要包含了选择题,实验探究题等内容,欢迎下载使用。
(同步基础练习)
一、选择题(共20小题):
1.在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中。某同学连接的电路如图所示,电源电压保持6V不变,闭合开关,调节滑动变阻器,得到的实验数据如表。下列说法正确的是( )
A.该实验滑动变阻器的最大阻值不能小于20Ω
B.序号1和4的实验数据是错误的
C.序号3的实验中,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比是2:1
D.从序号1到4的实验操作过程中,滑动变阻器的滑片是从右往左滑
2.在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中,某同学连接的电路如图所示,电源电压保持3V不变。闭合开关,调节滑动变阻器,得到的实验数据如下表。下列说法正确的是( )
A.多次实验的目的是减小误差
B.第4次实验数据是错误的
C.选用的滑动变阻器的规格可能是“20Ω 2A”
D.该实验得出的结论是:电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
3.小红同学在“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,下列说法不正确的是( )
A.通过导体甲的电流与其两端的电压成正比
B.导体甲的电阻小于导体乙的电阻
C.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
D.将甲、乙两导体串联后接到电压为3V的电源上时,干路中的电流为0.9A
4.同学在探究通过导体的电流与其电压的关系时,将记录的数据作出了如图所示的图像,根据图像,下列说法正确的是( )
A.导体甲、乙的电阻都随两端电压的增大而增大
B.导体甲的电阻大于乙的电阻
C.将导体甲与乙串联后接入电路,甲的电压大
D.将导体甲与乙并联后接入电路,甲的电流大
5.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”,根据实验的数据绘出了如图图象,根据图象可知( )
A.小明控制导体两端的电压为2V
B.当电阻为20Ω时,电流为0.2A
C.电压一定时,通过导体的电流与电阻成正比
D.当电流分别为0.25A和0.5A时,接入电路的导体的电阻之比为1:2
6.如图是运用控制变量法探究电流、电压与电阻三个物理量变化关系的实验电路图。在实验中有一步骤如下:几次改变电阻箱阻值R.那么这一过程是为了探究以下关系中的( )
A.保持电阻不变,探究电流与电压的关系
B.保持电压不变,探究电流与电阻的关系
C.保持电流不变,探究电压与电阻的关系
D.以上说法都不正确
7.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.30Ω和20Ω
B.20Ω和10Ω
C.10Ω和40Ω
D.30Ω和40Ω
8.如图所示是某同学探究“电压一定时,电流与电阻的关系”的实验电路图。已知电源电压恒为4.5V,滑动变阻器规格为“25Ω 1A”,可供选择的定值电阻的阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω。依次更换电阻R,闭合开关,调节滑动变阻器,得到的实验数据如表。下列说法正确的是( )
A.多次实验的目的是减小实验误差
B.第1次实验滑动变阻器的功率最小
C.第5次实验数据不能由本实验得到
D.第1次实验滑动变阻器接入电路中的阻值比第2次更大
9.某同学利用如图所示的电路“探究电流与电压、电阻的关系”,下列有关说法错误的是( )
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,可以保护电路
B.探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时,可调节滑片P,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电阻的关系时,当将R由10Ω换成20Ω时,应将滑片向左移动,使电压表示数不变
D.实验中,多次测量是为了减小实验误差
10.某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为3V,更换5个定值电阻Rx得到如图乙所示的图象。以下有关叙述正确的是( )
A.该同学研究的是电流和电压的关系
B.实验中电压表的示数保持2V不变
C.将R从10Ω换成15Ω后,应将滑片P向左移
D.滑动变阻器阻值变化范围为1~5Ω
11.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“30Ω 0.5A”,定值电阻为5Ω、10Ω、15Ω,实验数据见表。下列关于实验的几种说法中正确的是( )
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
④若只有R开路,则开关闭合后电压表示数一定为零
A.①B.①②C.①②③D.①②③④
12.利用如图甲所示的电路探究电流和电阻的关系,电源电压保持3V不变,分别将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R连入电路,按实验要求测得通过各定值电阻的电流描绘出如图乙所示的图象,则下列判断正确的是( )
A.实验中电压表的示数保持1V不变
B.当R的电阻为10Ω时,通过R的电流为0.2A
C.滑动变阻器连入电路的阻值范围为0~25Ω
D.将R从5Ω换成10Ω后,应将滑片向右移
13.小明在探究通过导体的电流跟电阻的关系实验中,如图甲所示,电源电压恒为6V,根据测量数据得到如图乙所示图像。则( )
A.分析图像可得:在电压一定时,导体的电阻与电流成反比
B.实验过程中,小明控制导体两端的电压为2.5V
C.将R从5Ω换成10Ω后,应将滑片P向左移
D.若定值电阻选用的最大阻值为20Ω,则滑动变阻器最大阻值不能小于20Ω
14.小科按如图甲所示的电路完成“通过导体的电流与电阻的关系”探究实验,得到I﹣R0关系如图乙所示。已知电源电压为4.5V,滑动变阻器R1标有“20Ω 1.5A”。实验结束后,小科进一步对滑动变阻器接入的阻值R与电路中电流大小关系进行探究,并继续画出I﹣R图像。则对应的图像是图丙中的图线( )
A.①B.②C.③D.④
15.小佳同学用如图所示的电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。在实验过程中,保持滑片不动,当定值电阻R2由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,他下一步应该采取的操作是( )
A.向左调节滑动变阻器R1的滑片,保持电压表示数不变,观察并记录电流表的示数
B.换用更精确的电压表进行测量
C.向右调节滑动变阻器R1的滑片,保持电压表示数不变,观察并记录电流表的示数
D.增加电池的个数,使电源电压变大
16.如图1所示,是同学在探究“电流与电阻关系”实验中设计的电路图、以及绘制的图像(图2),对此提出了以下的见解,其中说法不正确的是( )
A.该实验中滑动变阻器的作用:保护了电路和控制定值电阻的电压不变
B.实验中滑动变阻器最大阻值过小可能会导致部分电阻的电压达不到预设电压值
C.由图2图像中的阴影部分面积对应的物理量是电压
D.用10Ω的电阻代替5Ω电阻实验时,为达到实验目的应调节滑片向右移动
17.用图甲所示电路“探究电流和电阻的关系”的实验,电源电压保持3V不变,分别将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R连入电路,变阻器标有“50Ω 1A”字样。按实验要求测得通过各定值电阻的电流,描绘出图乙所示的图像。则下列判断正确的是( )
A.实验中电压表示数可以任意设定只要保持不变就可以
B.将R从5Ω换成10Ω,为使电压表示数保持不变,应将滑片P向左移
C.当R的阻值是10Ω时,通过R的电流为0.3A
D.当R的阻值是25Ω时,滑动变阻器接入电路的阻值为5Ω
18.图甲是探究“电压一定时,通过导体的电流与电阻关系”的电路图,电源电压为6V且保持不变,滑动变阻器标有“50Ω 1A”,电流表量程为0~0.6A,另有5个不同阻值的定值电阻,图乙是依据五次实验的数据描点绘制的I﹣R图像。以下说法不正确的是( )
A.本次实验控制了定值电阻两端电压为3V不变
B.当R由10Ω换为15Ω时,需将滑动变阻器接入电路的阻值调得更大
C.分析图像可得结论:电压一定时,电流与电阻成反比
D.若要探究在其他电压值下的规律,那么可以探究的电压值范围是2~4V
19.在探究“导体中的电流与电压关系”的实验中,得到了甲、乙两个元件电流与电压的数据,通过整理绘制出了如图所示的图像,据图像分析,下列判断正确的是( )
A.甲、乙两元件中的电流与电压都成正比
B.乙元件是一个定值电阻且阻值大小为10Ω
C.若将甲、乙两元件串联起来接到电路中,当通过甲元件的电流为0.2A时,甲、乙两元件总电压是2.5V
D.若甲、乙元件并联后,接到2V的电压下,甲、乙电阻之比为1:2
20.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“30Ω1A”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,直接读数电流表的示数
B.闭合开关,将滑片P向左移动,保持电压表示数2.5V不变
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.将滑片移动至阻值最大的位置后再闭合开关
二、实验探究题(共5小题):
21.小馨利用实验探究“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5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)在连接电路前,开关应处于 状态,滑片位于 端 (选填“A”或“B”)。
(2)将20Ω的定值电阻换成5Ω的定值电阻后,闭合开关,为了保持电压表的示数不变,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,记录此时各表的示数。如图丙为这次正确实验时电流表的示数,可知此时电压表的示数为 V。
(3)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,得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图象。由图象可以得出结论:电压一定时,
。在此实验中,滑动变阻器的最大阻值一定不小于 Ω。
22.小华同学利用如图所示的电路探究电流与电压的关系,电源电压保持6V不变,滑动变阻器标有“30Ω 1A”字样。
(1)小华在将电流表接入电路时,发现电流表指针位置如图甲所示,他需要进行的操作是 。
(2)小华连接的实物图中有一根导线接错了,如图乙,请你在错误的那根导线上画“×”,并用笔画线代表导线将电路连接正确(要求导线不能交叉)。
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某位置,读数时发现:电压表和电流表指针晃动不停,则电路存在的故障原因可能是 。
(4)排除故障后,小华移动滑动变阻器的滑片,将多次测量所得的数据绘制成U﹣I图像,如图丙所示的,分析图像可得:当电阻一定时,流经导体的电流与导体两端的电压成 比。
(5)小华与同组的同学交流时,提出:用小灯泡替换定值电阻,也可以探究出电流与电压的关系。小华的观点是 的(选填“正确”或“错误”),原因是 。
(6)小华又找来一个未知阻值的定值电阻,用该电路测量其阻值。他将测量数据填入下表,分析表中数据,可知,表格中第 (填写序号)组数据不是本实验中测得的。所测未知电阻的阻值为 Ω。
23.在“探究电流与电阻关系”的实验中,实验器材有:电源、电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一个,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻五个,导线若干。
(1)如图甲所示,请你用笔画线代替导线,将电路连接完整(请勿更改原有导线,导线不得交叉);
(2)实验过程中,将5Ω的电阻接入电路中,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表示数如图乙所示。将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表示数为 V;
(3)根据实验数据绘制出如图丙所示的图象。分析图象可以得到的结论是:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
24.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)该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。
(2)实验过程中,移动滑动变阻器滑片时,眼睛应注视 表。
(3)小明用5Ω的电阻做完实验后,接下来的操作是 ,然后将10Ω的电阻接入电路,以此类推。根据实验数据,小明作出了电流与电阻的关系图像如图乙所示,根据实验图像判断,小明要完成该实验,他所选择的滑动变阻器最大阻值至少为 Ω。
(4)小军在小明实验的基础上,没有调节滑动变阻器,多进行了一次实验,所用定值电阻为32Ω,正确连接后,测得电流为0.1A,由此推断,小军用32Ω电阻替换掉的是阻值为 Ω的电阻。
(5)小红选用上述实验器材,连接电路,如图丙所示,电源电压保持不变。闭合开关S,在滑动变阻器的滑片从a端向b端移动的过程中,电路总功率为P,电压表示数为U,滑动变阻器阻值为R,则图中电路总功率与U、R之间的关系图像正确的是 。
25.如图甲所示,是“探究电流与电阻的关系”的电路图:电流表(0~0.6~3A)、电压表(0~3~15V)、定值电阻R(10Ω、15Ω、20Ω、30Ω、40Ω各一个)、滑动变阻器R′(0~20Ω)、电源(8V)、开关、导线若干。
(1)如图甲,开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于 端(选填“A”或“B”);
(2)请用笔画线代替导线,将乙图中实物电路连接完整(导线不得交叉),并与第(1)小问要求一致;
(3)闭合开关发现电流表无示数,电压表示数为8V。电路故障可能是 ;排除故障,将阻值为10Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器,电压表的示数如图丙所示,则定值电阻两端的电压为 V;
(4)依次将阻值为15Ω、20Ω、30Ω、40Ω的定值电阻接入电路,向 端(选填“A”或“B”)移动滑动变阻器的滑片P,保持电压表示数不变,记录 的示数;
(5)做出导体两端电压不变时,流经导体的电流和导体电阻的I﹣R图像,能大致反映本实验中电流I与电阻R之间关系的是 。
(6)用电阻箱 (可在0~999.9Ω范围内调节电阻值大小,且能读数的变阻器)来代替定值电阻R,将图甲电路改进为如图丁的电路,你认为这个方案是否可行? 可行 (选填“可行”或“不可行”)。
题型
选择题
填空题
作图题
实验题
计算题
总计
题数
20
0
0
5
0
25
序号
1
2
3
4
U/V
2.0
3.0
4.0
5.0
I/A
0.21
0.30
0.40
0.49
实验序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
电流I/A
0.15
0.28
0.30
0.38
0.45
数据序号
1
2
3
4
5
电阻/Ω
5
10
15
20
25
电流/A
0.4
0.19
0.12
0.1
0.08
实验序号
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.3
2
10
0.15
3
15
0.10
序号
1
2
3
4
5
U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
I/A
0.10
0.20
0.30
0.40
0.52
R/Ω
10.0
10.0
10.0
10.0
9.6
人教版 八年级物理上册 第17章 《欧姆定律》
第1节 电流与电压和电阻的关系
(同步基础练习)
一、选择题(共20小题):
1.在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中。某同学连接的电路如图所示,电源电压保持6V不变,闭合开关,调节滑动变阻器,得到的实验数据如表。下列说法正确的是( )
A.该实验滑动变阻器的最大阻值不能小于20Ω
B.序号1和4的实验数据是错误的
C.序号3的实验中,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比是2:1
D.从序号1到4的实验操作过程中,滑动变阻器的滑片是从右往左滑
【答案】A
【解析】解:A、由表中第1组数据,根据串联电路电压规律和欧姆定律,变阻器连入电路中的电阻:R滑=U−U1I1=6V−≈20Ω,故A正确;
B、在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中,需控制电阻不变,由R=UI可知,当U1=2.0V,I1=0.21A时,R1=U1I1=≈9.5Ω;当U4=5.0V,I1=0.49A时,R4=U4I4=≈10.2Ω,同理2、3两次的阻值为10Ω,在误差允许的范围内,序号1和4的实验数据是正确的,故B错误;
C、序号3的实验中,定值电阻两端的电压为4.0V,由串联电路的电压特点可知,滑动变阻器两端的电压:U滑=U﹣U3=6V﹣4V=2V,由串联电路的分压原理可知,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比:R滑R=U滑UR=2V4V=12,故C错误;
D、由表中数据可知,从序号1到4的实验操作过程中,电路中的电流变大,由欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路的电阻变小,由图可知滑片右侧电阻丝接入电路,因此滑动变阻器的滑片是从左往右滑,故D错误。
故选:A。
2.在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中,某同学连接的电路如图所示,电源电压保持3V不变。闭合开关,调节滑动变阻器,得到的实验数据如下表。下列说法正确的是( )
A.多次实验的目的是减小误差
B.第4次实验数据是错误的
C.选用的滑动变阻器的规格可能是“20Ω 2A”
D.该实验得出的结论是:电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
【答案】C
【解析】解:A、在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中,为得出普遍性的规律要多次测量,故A错误;
B、在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中,需控制电阻不变,由R=UI可知,当U1=0.6V,I1=0.15A时,R1=U1I1=Ω;当U4=1.5V,I1=0.38A时,R4=U4I4=≈3.9Ω,在误差允许的范围内,第4次实验数据是正确的,故B错误;
C、由表中第1组数据,根据串联电路电压规律和欧姆定律,变阻器连入电路中的电阻:
R滑=U−U1I1=3V−Ω<20Ω.故选用的滑动变阻器的规格可能是“20Ω 2A”,故C正确;
D、由图像可知,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,而电压由电源提供,与电流无关,不能说电压与电流成正比,故D错误。
故选:C。
3.小红同学在“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,下列说法不正确的是( )
A.通过导体甲的电流与其两端的电压成正比
B.导体甲的电阻小于导体乙的电阻
C.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
D.将甲、乙两导体串联后接到电压为3V的电源上时,干路中的电流为0.9A
【答案】D
【解析】解:A、由图象可知,通过导体甲的电流随电压的增大而增大,并且成倍数不变的增大,即成正比,故A正确;
B、由图象可知,加同样电压时(3V),I甲=0.6A,I乙=0.3A,则R甲=UI甲=3V0.6A=5Ω,R乙=UI乙=3V0.3A=10Ω;所以R甲<R乙,故B正确;
C、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C正确;
D、当甲、乙两导体串联后接到电压为3V的电源上,I=UR甲+R乙=3V5Ω+10Ω=0.2A,故D不正确。
故选:D。
4.同学在探究通过导体的电流与其电压的关系时,将记录的数据作出了如图所示的图像,根据图像,下列说法正确的是( )
A.导体甲、乙的电阻都随两端电压的增大而增大
B.导体甲的电阻大于乙的电阻
C.将导体甲与乙串联后接入电路,甲的电压大
D.将导体甲与乙并联后接入电路,甲的电流大
【答案】D
【解析】解:A、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,由欧姆定律可知它们的电阻都是定值,故A错误;
B、由图象,当通过甲、乙的电流都0.2A时,乙两端电压大于甲,由欧姆定律可知乙的电阻大于甲,故B错误;
C、将导体甲与乙串联后接入电路,串联电路各处电流相等,由U=IR可知电阻大,其两端的电压就大,所以乙的电压大,故C错误;
D、将导体甲与乙并联后接入电路,并联电路各支路两端电压相等,由I=UR可知电阻小,通过电阻的电流就大,所以甲的电流大,故D正确。
故选:D。
5.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”,根据实验的数据绘出了如图图象,根据图象可知( )
A.小明控制导体两端的电压为2V
B.当电阻为20Ω时,电流为0.2A
C.电压一定时,通过导体的电流与电阻成正比
D.当电流分别为0.25A和0.5A时,接入电路的导体的电阻之比为1:2
【答案】A
【解析】解:通过导体的电流与导体两端电压和导体电阻有关,所以探究通过导体的电流与电阻的关系时应保持电压不变;
A、由图象可知,当1R=0.11Ω,即R=10Ω时,通过导体的电流为0.2A,所以导体两端电压U=IR=0.2A×10Ω=2V,所以A正确;
B、当电阻为20Ω时,1R=0.051Ω,由图象可知此时电流为0.1A,故B错误;
C、由图象可知,电压一定,通过导体的电流与电阻的倒数成正比,说明通过导体电流与导体电阻成反比,故C错误;
D、由电压一定,过导体电流与导体电阻成反比,则有I1I2=R2R1=,故D错误。
故选:A。
6.如图是运用控制变量法探究电流、电压与电阻三个物理量变化关系的实验电路图。在实验中有一步骤如下:几次改变电阻箱阻值R.那么这一过程是为了探究以下关系中的( )
A.保持电阻不变,探究电流与电压的关系
B.保持电压不变,探究电流与电阻的关系
C.保持电流不变,探究电压与电阻的关系
D.以上说法都不正确
【答案】B
【解析】解:实验中几次改变电阻箱阻值R后,调节滑动变阻器的阻值,可以使电阻两端的电压不变,这是控制电阻两端的电压不变,探究电流与电阻之间的关系,故B正确,D错误;
几次改变电阻箱阻值R时,电阻的阻值发生变化,故A错误;
探究电流、电压与电阻三个物理量变化关系时,不能采用电流不变,探究电压、电阻关系,故C错误。
故选:B。
7.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.30Ω和20Ω
B.20Ω和10Ω
C.10Ω和40Ω
D.30Ω和40Ω
【答案】B
【解析】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IURI=U滑UR=1V2V=12,
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,
结合选项可知,B符合题意,ACD不符合题意。
故选:B。
8.如图所示是某同学探究“电压一定时,电流与电阻的关系”的实验电路图。已知电源电压恒为4.5V,滑动变阻器规格为“25Ω 1A”,可供选择的定值电阻的阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω。依次更换电阻R,闭合开关,调节滑动变阻器,得到的实验数据如表。下列说法正确的是( )
A.多次实验的目的是减小实验误差
B.第1次实验滑动变阻器的功率最小
C.第5次实验数据不能由本实验得到
D.第1次实验滑动变阻器接入电路中的阻值比第2次更大
【答案】C
【解析】解:A、多次实验的目的是得出普遍规律,故A错误;
BD、实验中,应控制定值电阻两端的电压不变,根据串联电路的电压特点可知,滑动变阻器两端的电压不变,根据表格数据可知,第1次实验中电路中的电流最大,根据P=UI可知,第1次实验滑动变阻器的功率最大,故B错误;
根据表格数据可知,第1次实验中电路中的电流大于第2次实验中电路中的电流,根据R滑=U滑I可知第1次实验滑动变阻器接入电路中的阻值比第2次更小,故D错误;
C、若电路中的电流为0.08A,根据欧姆定律可知电路总电阻R串=UI5=Ω,根据电阻串联的特点可知此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑′=R串﹣R5=56.25Ω﹣25Ω=31.25Ω,滑动变阻器的最大阻值为25Ω,故第5次实验数据不能由本实验得到,故C正确。
故选C。
9.某同学利用如图所示的电路“探究电流与电压、电阻的关系”,下列有关说法错误的是( )
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,可以保护电路
B.探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时,可调节滑片P,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电阻的关系时,当将R由10Ω换成20Ω时,应将滑片向左移动,使电压表示数不变
D.实验中,多次测量是为了减小实验误差
【答案】D
【解析】解: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,可以保护电路,故A正确;
BD、探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,要控制电阻不变,为得出普遍性的结论,通过调节滑片,改变电阻的大小,记录对应的电流大小,故B正确;D错误;
C、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,将定值电阻由10Ω改接成20Ω的电阻,根据串联分压原理可知,电阻增大,其分得的电压增大;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,故应将滑片向左移动,使电压表示数不变,故C正确。
故选:D。
10.某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为3V,更换5个定值电阻Rx得到如图乙所示的图象。以下有关叙述正确的是( )
A.该同学研究的是电流和电压的关系
B.实验中电压表的示数保持2V不变
C.将R从10Ω换成15Ω后,应将滑片P向左移
D.滑动变阻器阻值变化范围为1~5Ω
【答案】D
【解析】解:A、由图象可知,电流与电阻之积为:UV=IR=0.5A×5Ω=……=0.1A×25Ω=2.5V,即电压不变,根据控制变量法,故研究电流与电阻的关系,故A错误;
B、由A知,实验中电压表的示数保持2.5V不变,故B错误;
C、根据串联分压原理可知,将定值电阻由10Ω改接成15Ω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,使电压表的示数不变,故C错误;
D、由图中数据,电流路的最大电流为0.5A,对应的定值电阻为5Ω,由串联电路的规律及欧姆定律,变阻器的最小电阻为:R小=UI小−R1=3V0.5A−5Ω=1Ω;
同理,电流的最小电流为0.1A,由串联电路的规律及欧姆定律,变阻器的最大电阻为:R大=UI小−R1=3V0.1A−25Ω=5Ω;滑动变阻器阻值变化范围为1Ω~5Ω,故D正确。
故选:D。
11.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“30Ω 0.5A”,定值电阻为5Ω、10Ω、15Ω,实验数据见表。下列关于实验的几种说法中正确的是( )
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
④若只有R开路,则开关闭合后电压表示数一定为零
A.①B.①②C.①②③D.①②③④
【答案】C
【解析】解:①探究电流跟电阻关系时要控制电阻的电压不变,由表中数据知,电流与电阻之积为:
U=IR=0.3A×5Ω=﹣﹣﹣﹣﹣0.1A×15Ω=1.5V;
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,①正确;
②滑动变阻器的规格为“30Ω 0.5A”,定值电阻最大15Ω,由串联电路的规律及分压原理有:
U滑UV=U−UVUV=R滑R定,此时左边为一定值,右边也为一定值,当变阻器的最大电阻连入电路时,对应的定值电阻也最大,此时电源电压最大:即U−Ω15Ω,
解得:U=4.5V,故电源电压不能超过4.5V,②正确;
③如果只有6V电源,同上有:6V−UV′UV′=30Ω15Ω,
解得:UV'=2V,故定值电阻两端的电压不能低于2V,③正确;
④若只有R开路,则开关闭合后电压表的正负两极与电源两极相连,因此电压表有示数,故④错误。
故选:C。
12.利用如图甲所示的电路探究电流和电阻的关系,电源电压保持3V不变,分别将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R连入电路,按实验要求测得通过各定值电阻的电流描绘出如图乙所示的图象,则下列判断正确的是( )
A.实验中电压表的示数保持1V不变
B.当R的电阻为10Ω时,通过R的电流为0.2A
C.滑动变阻器连入电路的阻值范围为0~25Ω
D.将R从5Ω换成10Ω后,应将滑片向右移
【答案】D
【解析】解:A、根据图乙可知,当电阻为5Ω时,电路中的电流为0.5A;
由I=UR可得,电压表的示数:U=IR=0.5A×5Ω=2.5V,故A错误;
B、根据图乙可知,当R=10Ω时,通过的电流为0.25A,故B错误;
C、当R=5Ω时,电路电流为0.5A;因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,
所以滑动变阻器两端电压:U滑=U﹣UV=3V﹣2.5V=0.5V,
根据图乙可知,当R=25Ω时,电路电流为0.1A,滑动变阻器两端电压仍为0.5V,
由I=UR可得,R滑min=U滑Imax=Ω;R滑max=U滑Imin=Ω;
所以滑动变阻器连入电路的阻值范围1Ω~5Ω;故C错误;
D、将R从5Ω换成10Ω后,电阻分得的电压会变大,为了保证定值电阻R两端电压不变,需减小定值电阻两端电压,根据串联电路电压规律,应增大滑动变阻器两端电压,根据分压原理,需增大滑动变阻器接入电路的阻值,故将滑片向右移动,故D正确。
故选:D。
13.小明在探究通过导体的电流跟电阻的关系实验中,如图甲所示,电源电压恒为6V,根据测量数据得到如图乙所示图像。则( )
A.分析图像可得:在电压一定时,导体的电阻与电流成反比
B.实验过程中,小明控制导体两端的电压为2.5V
C.将R从5Ω换成10Ω后,应将滑片P向左移
D.若定值电阻选用的最大阻值为20Ω,则滑动变阻器最大阻值不能小于20Ω
【答案】C
【解析】解:A、由图像可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比,故A错误;
B、由图像可知,小明控制导体两端的电压:UR=IR=0.1A×20Ω=﹣﹣﹣﹣﹣=0.4A×5Ω=2V,故B错误;
C、根据串联电路的分压原理可知,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,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,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,使电压表的示数不变,故C正确;
D、若定值电阻选用的最大阻值为20Ω,定值电阻两端的电压始终保持UR=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U﹣UR=6V﹣2V=4V,变阻器分得的电压为电压表示数的4V2V=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,即滑动变阻器最大阻值不能小于40Ω,故D错误。
故选:C。
14.小科按如图甲所示的电路完成“通过导体的电流与电阻的关系”探究实验,得到I﹣R0关系如图乙所示。已知电源电压为4.5V,滑动变阻器R1标有“20Ω 1.5A”。实验结束后,小科进一步对滑动变阻器接入的阻值R与电路中电流大小关系进行探究,并继续画出I﹣R图像。则对应的图像是图丙中的图线( )
A.①B.②C.③D.④
【答案】C
【解析】解:由乙图可得当电阻R0=5Ω时,对应的电流I=0.6A,故R0两端的电压为U0=IR0=0.6A×5Ω=3V,已知电源电压为4.5V,则根据串联电路电压的特点,滑动变阻器两端的电压为1.5V,故由图丙U=IR可得曲线③符合题意。
故选:C。
15.小佳同学用如图所示的电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。在实验过程中,保持滑片不动,当定值电阻R2由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,他下一步应该采取的操作是( )
A.向左调节滑动变阻器R1的滑片,保持电压表示数不变,观察并记录电流表的示数
B.换用更精确的电压表进行测量
C.向右调节滑动变阻器R1的滑片,保持电压表示数不变,观察并记录电流表的示数
D.增加电池的个数,使电源电压变大
【答案】C
【解析】解:在滑动变阻器的电阻值R1不变的情况下,电路中由于将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻,使整个电路的总电阻增大,利用公式I=UR可知,电路中的总电流减小;
根据U=IR可知,此时滑动变阻器两端的电压的减小,
根据串联电路电压的规律可知,定值电阻两端的电压变大;
要使电压表的示数不变,只能减小电路中的电流,所以要使电路中的电阻增大,即滑片P向右端移动增大电阻,观察并记录电流表的示数;
综上所述,故C正确。
故选:C。
16.如图1所示,是同学在探究“电流与电阻关系”实验中设计的电路图、以及绘制的图像(图2),对此提出了以下的见解,其中说法不正确的是( )
A.该实验中滑动变阻器的作用:保护了电路和控制定值电阻的电压不变
B.实验中滑动变阻器最大阻值过小可能会导致部分电阻的电压达不到预设电压值
C.由图2图像中的阴影部分面积对应的物理量是电压
D.用10Ω的电阻代替5Ω电阻实验时,为达到实验目的应调节滑片向右移动
【答案】D
【解析】解:A、探究电流与电阻的关系时,要控制电阻的电压不变,该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外,还有控制电阻电压不变的作用;故A正确。
B、研究电流与电阻的关系时,要控制电压表示数不变,假设电源电压一定,根据串联电路电压的规律,定值电阻与滑动变阻器分得的电压均为定值,根据分压原理,变阻器连入电路中的电阻与定值电阻的比值为一定值,接入电路中的定值电阻越大,变阻器连入电路中的电阻越大,滑动变阻器的最大阻值太小可能会导致部分电阻的电压达不到预设电压值,故B正确。
C、图2图像中的阴影部分面积等于电阻R乘以电流I,即U=IR,故C正确。
D、根据串联电路的分压原理可知,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,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,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,使电压表的示数不变,故D错误。
故选:D。
17.用图甲所示电路“探究电流和电阻的关系”的实验,电源电压保持3V不变,分别将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R连入电路,变阻器标有“50Ω 1A”字样。按实验要求测得通过各定值电阻的电流,描绘出图乙所示的图像。则下列判断正确的是( )
A.实验中电压表示数可以任意设定只要保持不变就可以
B.将R从5Ω换成10Ω,为使电压表示数保持不变,应将滑片P向左移
C.当R的阻值是10Ω时,通过R的电流为0.3A
D.当R的阻值是25Ω时,滑动变阻器接入电路的阻值为5Ω
【答案】D
【解析】解:A、探究电流和电阻的关系时,需保持定值电阻两端电压不变;根据图乙可知,当电阻为5Ω时,电路中的电流为0.5A;由I=UR可得,电压表的示数:U=IR=0.5A×5Ω=2.5V,故A错误;
B、由于串联电路起分压作用,电阻越大,分得的电压越大,所以将R从5Ω换成10Ω后,电阻分得的电压会变大,为了保证定值电阻R两端电压不变,需减小定值电阻两端电压,增大滑动变阻器两端电压,即增大滑动变阻器接入电路的电阻,故将滑片向右移动,故B错误;
C、根据图乙可知,当R=10Ω时,通过的电流为0.25A,故C错误;
D、当R=5Ω时,电路电流为0.5A;因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以滑动变阻器两端电压:U滑=U﹣UV=3V﹣2.5V=0.5V,根据图乙可知,当R=25Ω时,电路电流为0.1A,滑动变阻器两端电压仍为0.5V,由I=UR可得,R滑=U滑I′=Ω,故D正确。
故选:D。
18.图甲是探究“电压一定时,通过导体的电流与电阻关系”的电路图,电源电压为6V且保持不变,滑动变阻器标有“50Ω 1A”,电流表量程为0~0.6A,另有5个不同阻值的定值电阻,图乙是依据五次实验的数据描点绘制的I﹣R图像。以下说法不正确的是( )
A.本次实验控制了定值电阻两端电压为3V不变
B.当R由10Ω换为15Ω时,需将滑动变阻器接入电路的阻值调得更大
C.分析图像可得结论:电压一定时,电流与电阻成反比
D.若要探究在其他电压值下的规律,那么可以探究的电压值范围是2~4V
【答案】D
【解析】解:AC、探究“电压一定时,通过导体的电流与电阻关系”的实验,应控制导体两端的电压不变,从图中可知,电阻两端的电压始终保持:
UV=IR=0.2A×15Ω=﹣﹣﹣﹣=0.6A×5Ω=3V﹣﹣﹣﹣﹣①,为一定值,故本次实验控制了定值电阻两端电压为3V不变,且电压一定时,电流与电阻成反比,故AC正确;
B、根据串联分压原理可知,将定值电阻由10Ω改接成15Ω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,需将滑动变阻器接入电路的阻值调得更大,故B正确;
D、电压表示数为UV,根据串联电路的规律及分压原理有:U−UVUV=R滑R定,
即6V−UVUV=50Ω25Ω−−−−−②,故最小电压为UV=2V,
电流表量程为0~0.6A,当接入最小的定值电阻(阻值5Ω),且电流最大为0.6A时,由欧姆定律U=IR可得控制的最大电压为3V,故利用五个电阻均能完成探究,定值电阻控制电压范围应为 2V~3V,故D错误。
故选:D。
19.在探究“导体中的电流与电压关系”的实验中,得到了甲、乙两个元件电流与电压的数据,通过整理绘制出了如图所示的图像,据图像分析,下列判断正确的是( )
A.甲、乙两元件中的电流与电压都成正比
B.乙元件是一个定值电阻且阻值大小为10Ω
C.若将甲、乙两元件串联起来接到电路中,当通过甲元件的电流为0.2A时,甲、乙两元件总电压是2.5V
D.若甲、乙元件并联后,接到2V的电压下,甲、乙电阻之比为1:2
【答案】D
【解析】解:AB、由图像可知,乙元件中电流与两端电压图像不是过原点直线,说明乙元件的电流与电压不成正比,即乙元件不是定值电阻,故AB错误;
C、若将甲、乙两元件串联起来接到电路中,当通过甲元件的电流为0.2A时,由串联电路中各处的电流相等可知通过两元件的电流均为0.2A,
由图像可知,两元件两端的电压U甲=1V、U乙=2V,根据串联电路中总电压等于各分电压之和可知,甲、乙两元件总电压U=U甲+U乙=1V+2V=3V,故C错误;
D.若甲、乙元件并联后,接到2V的电路中,根据并联电路中各支路两端的电压相等可知,两元件两端的电压均为2V,
由图像可知,通过两元件的电流分别为I甲=0.4A,I乙=0.2A,根据欧姆定律可知甲、乙电阻之比:R甲R乙=U′I甲U′I乙=I乙I甲=,故D正确。
故选:D。
20.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“30Ω1A”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,直接读数电流表的示数
B.闭合开关,将滑片P向左移动,保持电压表示数2.5V不变
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.将滑片移动至阻值最大的位置后再闭合开关
【答案】D
【解析】解:在探究“通过导体中的电流与电阻之间关系”的实验中,应改变定值电阻的大小,控制定值电阻两端的电压大小不变,比较电流与电阻的关系。
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,则变阻器的电压U滑=4.5V﹣2.5V=2V,根据分压原理,R1R滑=U1U滑,滑动变阻器连入电路中的电阻R滑=U滑U1×R1=22.5×5Ω=4Ω;
当断开开关,将R1换成R2后,假设闭合开关,电路中的电流I=UR2+R滑=4.5V10Ω+4Ω=0.32A,定值电阻R2两端的电压U2=IR2=0.32A×10Ω=3.2V>3V,超过电压的量程。
A、B、C、直接闭合开关,实际电压超过电压表的量程,均错误;
D、先将滑片移至滑动变阻器阻值最大的位置后再闭合开关,根据分压原理,此时定值电阻分得的电压U2=R2R2+R滑全×U=1010+30×4.5V=1.125V<2.5V(滑片再向左移动,使定值电阻的电压为2.5V)。正确。
故选:D。
二、实验探究题(共5小题):
21.小馨利用实验探究“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5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)在连接电路前,开关应处于 状态,滑片位于 端 (选填“A”或“B”)。
(2)将20Ω的定值电阻换成5Ω的定值电阻后,闭合开关,为了保持电压表的示数不变,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,记录此时各表的示数。如图丙为这次正确实验时电流表的示数,可知此时电压表的示数为 V。
(3)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,得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图象。由图象可以得出结论:电压一定时,
。在此实验中,滑动变阻器的最大阻值一定不小于 Ω。
【答案】(1)断开;A;(2)B;导体中的电流跟导体的电阻成反比;(3)35。
【解析】解:(1)为了保护电路,实验前开关应处于断开状态,将滑动变阻器滑片移动到阻值最大处,即A端;
(2)研究电流与电阻关系时,应控制电压不变,更换阻值较小的电阻时,根据串联分压原理可知滑动变阻器接入电路的的阻值也要减小,故滑片应向B端移动,以保持电压表的示数不变;
由图丙可知电流表接入电路的量程为小量程,分度值为0.02A,示数为0.5A,
此时接入电路的电阻为5Ω,根据欧姆定律可得电压表示数:UR=IR=0.5A×5Ω=2.5V;
(4)分析图丁图象,曲线上每点对应的电流和电阻的乘积都等于2.5V,由此得出结论:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比;
由图丁知,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:U滑=U﹣UR=6V﹣2.5V=3.5V,
由欧姆定律可得滑动变阻器接入电路的最大阻值至少为:R滑=U滑I′=Ω,
即滑动变阻器的阻值大于35Ω。
故答案为:(1)断开;A;(2)B;导体中的电流跟导体的电阻成反比;(3)35。
22.小华同学利用如图所示的电路探究电流与电压的关系,电源电压保持6V不变,滑动变阻器标有“30Ω 1A”字样。
(1)小华在将电流表接入电路时,发现电流表指针位置如图甲所示,他需要进行的操作是 。
(2)小华连接的实物图中有一根导线接错了,如图乙,请你在错误的那根导线上画“×”,并用笔画线代表导线将电路连接正确(要求导线不能交叉)。
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某位置,读数时发现:电压表和电流表指针晃动不停,则电路存在的故障原因可能是 。
(4)排除故障后,小华移动滑动变阻器的滑片,将多次测量所得的数据绘制成U﹣I图像,如图丙所示的,分析图像可得:当电阻一定时,流经导体的电流与导体两端的电压成 比。
(5)小华与同组的同学交流时,提出:用小灯泡替换定值电阻,也可以探究出电流与电压的关系。小华的观点是 的(选填“正确”或“错误”),原因是 。
(6)小华又找来一个未知阻值的定值电阻,用该电路测量其阻值。他将测量数据填入下表,分析表中数据,可知,表格中第 (填写序号)组数据不是本实验中测得的。所测未知电阻的阻值为 Ω。
【答案】(1)对电流表调零;(2)见解答图;(3)电路中某处接触不良;(4)正;(5)错误;灯丝的电阻随温度的升高而变大;(6)1;9.9。
【解析】解:(1)小华在将电流表接入电路时,发现电流表指针位置如图甲所示,电流表指针没有对准零刻度,故实验前要对电流表进行调零;
(2)原图中定值电阻和电压表被短路,是错误的,定值电阻应串联在电路中,电压表并联在定值电阻两端,即定值电阻左端的接线柱应与滑动变阻器的上接线柱相连,如下图所示:
;
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某位置,读数时发现:电压表和电流表指针晃动不停,此现象的故障可能是电路中开关接触不好或其他接线夹接触不良,故电路存在的故障原因可能是电路中某处接触不良;
(4)根据图丙中电流与电压的关系图像是一条经过原点的倾斜的直线,说明二者成正比例关系,从而可得出结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(5)小华的观点是错误的,不能用小灯泡替换定值电阻,因为小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而变大;
(6)当刚闭合开关时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路中的电流最小,根据串联电路电压规律,变阻器两端电压为U滑=U﹣U1=6V﹣1.0V=5V,电路中的最小电流时滑动变阻器接入电路的电阻:
R滑=U滑I1=5V0.1A=50Ω>30Ω,所以是第1组数据不是本实验测量的;
剔除第1组数据,所测未知电阻的阻值R=R2+R3+R4+R54=10Ω+10Ω+10Ω+9.6Ω4=9.9Ω。
故答案为:(1)对电流表调零;(2)见解答图;(3)电路中某处接触不良;(4)正;(5)错误;灯丝的电阻随温度的升高而变大;(6)1;9.9。
23.在“探究电流与电阻关系”的实验中,实验器材有:电源、电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一个,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻五个,导线若干。
(1)如图甲所示,请你用笔画线代替导线,将电路连接完整(请勿更改原有导线,导线不得交叉);
(2)实验过程中,将5Ω的电阻接入电路中,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表示数如图乙所示。将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表示数为 V;
(3)根据实验数据绘制出如图丙所示的图象。分析图象可以得到的结论是:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
【答案】(1)见下图;(2)右;2;(3)反比。
【解析】解:(1)根据图丙中的数据知电流表应选用小量程,然后将电流表串联接入电路中,如下图所示:
(2)由于电流表选用0~06A的量程,分度值为0.02A,此时电流表示数为0.4A,定值电阻阻值为5Ω,所以定值电阻两端电压为:UV=IR=0.4A×5Ω=2V;
当把5Ω的电阻更换为10Ω电阻时,根据串联电路的分压原理可知,电阻变大,电阻两端的电压也会变大,大于2V,为了保持定值电阻两端电压不变,就要使滑动变阻器多分配一点电压,滑动变阻器电阻要变大,滑片要向右移动,使电压表示数仍然为2V不变;
(3)由图象可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
故答案为:(1)见上图;(2)右;2;(3)反比。
24.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)该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。
(2)实验过程中,移动滑动变阻器滑片时,眼睛应注视 表。
(3)小明用5Ω的电阻做完实验后,接下来的操作是 ,然后将10Ω的电阻接入电路,以此类推。根据实验数据,小明作出了电流与电阻的关系图像如图乙所示,根据实验图像判断,小明要完成该实验,他所选择的滑动变阻器最大阻值至少为 Ω。
(4)小军在小明实验的基础上,没有调节滑动变阻器,多进行了一次实验,所用定值电阻为32Ω,正确连接后,测得电流为0.1A,由此推断,小军用32Ω电阻替换掉的是阻值为 Ω的电阻。
(5)小红选用上述实验器材,连接电路,如图丙所示,电源电压保持不变。闭合开关S,在滑动变阻器的滑片从a端向b端移动的过程中,电路总功率为P,电压表示数为U,滑动变阻器阻值为R,则图中电路总功率与U、R之间的关系图像正确的是 。
【答案】(1)如图:(2)电压:(3)断开开关,滑片移动至阻值最大处;35;(4)20;(5)A。
【解析】解:(1)电压表应该与电阻并联,电流表应该与电阻串联,而在原电路中,电压表串联在了电路中,电流表与电阻并联,所以应该对电路进行改动,如图
(2)实验是为了探究电流与电阻的关系,应该保持电压不变,所以在调节滑动变阻器时,应该时刻注视电压表示数,保持电阻两端的电压不变;
(3)在用5Ω的电阻做完实验后,为了保证电路的安全,应该先断开开关,把滑动变阻器调节到最大阻值处,再重新替换电阻,连接电路;小明要完成该实验,应该控制定值电阻的电压不变,根据乙图可知,定值电阻为5Ω时,电路中的电流为0.5A,根据欧姆定律I=UR可得:U=IR=0.5A×5Ω=2.5V,
根据乙图可知,当更换25Ω定值电阻时,要保持电压表示数不变,根据串并联电路的电压规律可知,滑动变阻器分的电压为:U滑=U总﹣U=6V﹣2.5V=3.5V,
根据串联电路的电流规律可知,电路中的电流处处相等,则Imin=0.1A,根据欧姆定律I=UR可得,滑动变阻器最大阻值至少为:R滑=U滑Imin=Ω;
(4)更换32Ω的定值电阻后,电流为0.1A,根据欧姆定律I=UR可得
U′=I′R′=0.1A×32Ω=3.2V,
根据串联电路的电压规律可得此时滑动变阻器的电压为:U滑′=U总﹣U′=6V﹣3.2V=2.8V,
此时滑动变阻器的电阻为:R滑′=U滑′I′=Ω,
在上一次实验中,滑动变阻器的电压为:U滑″=U总﹣U=6V﹣2.5V=3.5V,
根据欧姆定律I=UR可得,电路中的电流为:I″=U滑″R滑′=3.5V28Ω=0.125A,
根据欧姆定律I=UR可得,电路中的定值电阻为:R′=UI″=Ω;
(5)根据电路图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,电源电压不变,电压表测量滑动变阻器两端的电压,滑动变阻器的滑片从a端向b端移动,电阻变大,滑动变阻器两端的电压也变大,电路中的总电阻变大,电流变小,根据串联电路电压规律与欧姆定律可得,电路中的电流:I=U总−UR′,
则电路中的总功率为:P=U总I=U总×U总−UR′=U总2R′−U总R′×U,
在式子中U总、R′为定值,故总功率是和电压U相关的一次函数,且一次项系数小于0,故A正确,BCD不正确,故选A。
故答案为:(1)如图:(2)电压:(3)断开开关,滑片移动至阻值最大处;35;(4)20;(5)A。
25.如图甲所示,是“探究电流与电阻的关系”的电路图:电流表(0~0.6~3A)、电压表(0~3~15V)、定值电阻R(10Ω、15Ω、20Ω、30Ω、40Ω各一个)、滑动变阻器R′(0~20Ω)、电源(8V)、开关、导线若干。
(1)如图甲,开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于 端(选填“A”或“B”);
(2)请用笔画线代替导线,将乙图中实物电路连接完整(导线不得交叉),并与第(1)小问要求一致;
(3)闭合开关发现电流表无示数,电压表示数为8V。电路故障可能是 ;排除故障,将阻值为10Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器,电压表的示数如图丙所示,则定值电阻两端的电压为 V;
(4)依次将阻值为15Ω、20Ω、30Ω、40Ω的定值电阻接入电路,向 端(选填“A”或“B”)移动滑动变阻器的滑片P,保持电压表示数不变,记录 的示数;
(5)做出导体两端电压不变时,流经导体的电流和导体电阻的I﹣R图像,能大致反映本实验中电流I与电阻R之间关系的是 。
(6)用电阻箱 (可在0~999.9Ω范围内调节电阻值大小,且能读数的变阻器)来代替定值电阻R,将图甲电路改进为如图丁的电路,你认为这个方案是否可行? 可行 (选填“可行”或“不可行”)。
【答案】(1)B;(2)见解析;(3)定值电阻断;5.5;(4)B;电流表;(5)B;可行。
【解析】解:(1)为了保护电路,闭合开关实验前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,由图甲可知,滑片左侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻值最大的B端。
(2)由图甲可知,滑片左侧电阻丝接入电路,故滑动变阻器左下接线柱连入电路中,如图所示:
。
(3)闭合开关发现电流表无示数,可能电路出现断路,电压表示数为8V,电压表的示数等于电源电压,可能定值电阻R断路。
由图丙可知,电压表的量程是0~15V,分度值是0.5V,电压表的示数是5.5V。
(4)依次将阻值为15Ω、20Ω、30Ω、40Ω的定值电阻接入电路,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B端移动,移动滑片过程中眼睛应该注视电压表,将滑片移动到恰当位置后,再记录电流表的示数。
(5)因电压表示数不变,即电流I与电阻R之积为一定值,故电流随R的变化关系为反比例函数,故B符合题意。
(6)探究电流与电阻的关系时,需要改变电阻的阻值,控制电阻的电压不变,图丁中电阻箱可以改变电阻大小且能读出阻值的大小,移动滑动变阻器的滑片可以控制电阻箱两端的电压不变,故该方案可行。
故答案为:(1)B;(2)见解析;(3)定值电阻断;5.5;(4)B;电流表;(5)B;可行。题型
选择题
填空题
作图题
实验题
计算题
总计
题数
20
0
0
5
0
25
序号
1
2
3
4
U/V
2.0
3.0
4.0
5.0
I/A
0.21
0.30
0.40
0.49
实验序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
电流I/A
0.15
0.28
0.30
0.38
0.45
数据序号
1
2
3
4
5
电阻/Ω
5
10
15
20
25
电流/A
0.4
0.19
0.12
0.1
0.08
实验序号
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.3
2
10
0.15
3
15
0.10
序号
1
2
3
4
5
U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
I/A
0.10
0.20
0.30
0.40
0.52
R/Ω
10.0
10.0
10.0
10.0
9.6
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