04-专项综合全练（四） 实验探究：探究电流与电压、电阻的关系

实验探究:探究电流与电压、电阻的关系

1.(2020陕西西安雁塔校级四模)某同学利用如图17-6-1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              (　　)

图17-6-1

A.实验开始时,滑动变阻器的滑片处于阻值最大处,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,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的电阻的关系时,当将R1由10 Ω换成20 Ω时,应将滑片向右移动,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

2.(2021山东济宁曲阜期中)如图17-6-2所示,在探究“电流与电阻的关系”实验中,将5欧电阻换成10欧电阻后,闭合开关,我们发现,电压表的示数　　　,为了达到实验目的,接下来的操作是　                                                             　。 

图17-6-2

3.(2021广东珠海期中)在利用图17-6-3探究“电流与电压关系”的实验中,在闭合开关前,要将滑动变阻器调到最大阻值,这个操作的目的是　　　　。在实验过程中,滑动变阻器的作用是　　　　　　　　　　;在利用该图探究“电流和电阻的关系”实验时,滑动变阻器的作用是　　　　　　　　　　。 

图17-6-3

4.(2021安徽滁州定远月考)小明同学想探究“一段电路中的电流与电阻的关系”,设计了图17-6-4甲所示的电路图(电源电压恒定为6 V)。

(1)小明将第一次实验得到的数据填入了表格中,然后将E、F两点间的电阻由10 Ω更换为20 Ω,接下来他的操作应是                                             　为止。 

此时电流表示数如图乙所示,请把测得的电流值填入表中:

(2)小明根据实验得到如下结论:电压一定时,电流与电阻成反比。以上探究过程还有哪些不足,请写出来:　　　　　　　　　　。 

图17-6-4

5.(2021江苏苏州高新月考)在“探究导体中的电流与导体两端电压的关系”实验中,提供的器材有:5 Ω的定值电阻R,滑动变阻器的规格为“10 Ω　1 A”,电流表,电压表,电压为3 V的电源,开关和导线。

甲

乙

图17-6-5

(1)用笔画线代替导线,将实物图补充完整。(要求滑片P向左移动时电流表示数变大)

(2)小翔用5 Ω的定值电阻R进行实验,最终描绘的I-U图线如图17-6-5乙所示,由此可得出的结论是:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;其中数据点　　　　不是由真实实验得到的,你判断的理由是:　　　　　　　　　　。 

6.(2021吉林永吉期末)在“探究电流与电阻的关系”实验中,小明选择了四个定值电阻5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω进行实验,电路图如图17-6-6甲所示。

(1)正确连接电路,把阻值为5 Ω的定值电阻接入图甲中,将滑动变阻器的滑片P移到　　　端(选填“a”或“b”),闭合开关,移动滑片,使电压表的示数为2 V,此时电流表的示数如图乙所示,为　　　A; 

(2)断开开关,滑动变阻器滑片位置不动,将5 Ω的定值电阻换成10 Ω的定值电阻,闭合开关,电压表的示数将　　　　(选填“大于”或“小于”)2 V,此时应将滑动变阻器的滑片P向　　　　(选填“a”或“b”)端移动,使电压表示数为2 V。 

(3)实验中滑动变阻器的作用是:　　　和　　　。 

图17-6-6

1. 答案　D　为保护电路,连接电路时,滑动变阻器的滑片处于阻值最大处,作用是使电路中的电流最小,故A正确;探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时,在电阻不变时,调节滑片,使电压表的示数产生变化,故B正确;在探究通过导体的电流与导体的电阻的关系时,根据控制变量法,要控制导体两端的电压不变,所以当电阻从10 Ω换成20 Ω时,电阻变大,分压变大,应向右调整滑片,使电压表示数不变,故C正确;实验中,为避免实验的偶然性,要多次测量得出具有普遍性的结论,故D错误。

2. 答案　变大　向右移动变阻器的滑片,控制电压表的示数不变

解析　根据串联电路中的分压规律可知,将定值电阻由5 Ω改接成10 Ω,电阻增大,其分得的电压增大,电压表的示数变大,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,由串联电路中的分压规律知,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。

3. 答案　保护电路　改变电阻两端的电压和通过电阻的电流　控制电阻两端的电压不变

解析　在利用题图探究“电流与电压关系”的实验中,在闭合开关前,要将滑动变阻器调到最大阻值,这个操作的目的是保护电路;

在探究“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,故在实验过程中,滑动变阻器的作用是改变电阻两端的电压和通过电阻的电流;

在利用该图探究“电流和电阻的关系”实验时,要控制电阻两端的电压不变,所以滑动变阻器的作用是控制电阻两端的电压不变。

4. 答案　(1)调节滑动变阻器的滑片直到电压表的示数为4 V　0.2　(2)实验次数太少,结论有偶然性

解析　(1)研究“电流与电阻的关系”实验中,应控制电阻两端的电压不变;根据串联分压规律可知,将E、F两点的电阻由10 Ω更换为20 Ω,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,所以滑片应向右端移动,直到电压表示数为4 V为止;此时电流表示数如题图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,电流为0.2 A。

(2)因为实验次数太少,结论有偶然性,为得出普遍性的结论应该换用不同的定值电阻多次测量。

5. 答案　(1)如解析图所示　(2)在电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成正比　A　电路中的最小电流为0.2 A

解析　(1)滑片P向左移动时电流表示数变大,滑动变阻器接入电路的电阻减小,接左下接线柱,且与电阻串联,电源电压为3 V,故电压表选用小量程与电阻并联,如图所示;

(2)因描绘的I-U图线为过原点的直线,由此可得出的结论是:在电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成正比。

滑动变阻器的规格为“10 Ω　1 A”,表示变阻器的最大电阻为10 Ω,则电路中的最小电流为I===0.2 A>0.1 A,故数据点A不是由真实实验得到的。

6. 答案　(1)b　0.4　(2)大于　b　(3)保护电路　控制电阻两端的电压不变

解析　(1)正确连接电路,把阻值为5 Ω的定值电阻接入题图甲中,将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即b端;如题图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,电流为0.4 A。

(2)根据串联电路中的分压规律可知,将定值电阻由5 Ω改接成10 Ω,电阻增大,其分得的电压增大,电压表的示数将大于2 V;“探究电流与电阻的关系”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,所以滑片应向b端移动,使电压表示数为2 V。

(3)滑动变阻器的基本作用是保护电路,本实验中要控制电阻两端的电压不变,故实验中滑动变阻器的作用是保护电路和控制电阻两端的电压不变。