人教版物理九年级第十七章第1节电流与电压和电阻的关系同步练习
一、选择题
1.如图所示,在探究“一段电路中的电流与电阻关系”的实验中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了探究探究上述问题,应该采取的唯一操作是()
A.保持变阻器滑片不动 B.增加电池个数
C.将变阻器滑片适当向左移动 D.将变阻器滑片适当向右移动
【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】在探究“一段电路中的电流与电阻关系”时,需要保持这段导体两端的电压不变,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,电压表的示数变大,所以应该增大滑动变阻器的阻值,减小电压表的示数,将滑片向右移动,D正确,AC错误;
B选项增加电池个数,则电压表的示数会更大,所以B错误.
故选D.
【分析】本题是探究“电路中的电流与电阻关系”的实验,考查了对控制变量法的掌握,同时涉及到了滑动变阻器阻值的变化及串分压的知识.
2.在研究“一定电压下,电流与电阻的关系”时,电路如图所示,电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“15Ω 1A”字样,在a、b间先后接入不同阻值的定值电阻,移动滑片P,使电压表示数为1.5V,读出电流表的示数。当20Ω的电阻接入a、b间时,电压表示数始终无法达到1.5V,其原因可能是( )
A.电源电压3V太高 B.滑动变阻器阻值太小
C.20Ω的阻值太小 D.控制的电压1.5V太高
【答案】A,B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解:由题意知,电源电压为3V,电阻两端的电压为1.5V,则滑动变阻器两端的电压应为3V﹣1.5V=1.5V;
根据串分压的知识:因为滑动变阻器的最大阻值为15Ω,电阻的阻值为滑动变阻器阻值的倍,所以其两端的电压也为滑动变阻器两端电压的倍,其定值电阻太大或滑动变阻器的最大阻值太小,而造成了电压表示数始终大于1.5V,而无法达到1.5V,B正确,CD错误;
若减小电源电压,则电阻两端的电压会减小,故A正确。
故选AB.
【分析】根据电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻两端电压,电流表测量电路电流;根据串分压的知识进行判断,在串联电路中电流相等,根据U=IR,电压与电阻成正比,所以U1:U2=R1:R2。
3.对于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量定值电阻”的这两个实验,下列说法不正确的是()
A.它们都是采用控制变量的研究方法
B.它们的滑动变阻器在实验电路中的作用是不同的
C.前者多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系
D.后者多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差
【答案】A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.在“探究电流跟电阻的关系”时需要采用控制变量法,而“伏安法测量电阻”时不需要利用控制变量法,故A错误,符合题意;
B.“探究电流与电阻关系实验”中,使用滑动变阻器的目的是控制电阻两端电压保持不变,伏安法测定值电阻实验中,使用滑动变阻器的目的是改变电阻两端电压,这两个实验使用滑动变阻器的作用不同,故B正确,不符合题意;
C.探究电流跟电阻的关系实验,进行多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系,故C正确,不符合题意;
D.伏安法测电阻阻值实验,后者多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差,故D正确,不符合题意.
故选A.
【分析】本题考查了物理中的科学研究方法的区分,注意在初中物理中灵活应用这些研究方法,本题结合两个电学实验进行分析考查对物理学方法的理解与应用情况.
4.在某次实验中记录了电压表的示数U和电流表的示数I,实验数据如表所示,请根据表中数据,图中所示的电路图可能是( )
U/V 1.0 1.5 2.0 2.2 2.5 2.7
I/A 0.20 0.30 0.40 0.44 0.50 0.54
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解:AB、由A和B图可知,电压表测电源电压,移动滑片时示数不会发生改变,故AB不符合题意;CD、定值电阻与滑动变阻器串联,C图中电压表测变阻器两端电压,当滑片向左移动时,总电阻变小,由I=电路中电流变大即电流表示数变大;由U=IR,定值电阻两端电压增大,所以变阻器两端电压减小,电压表示数减小,故C不合题意;D图中电压表测定值电阻两端电压,电压表变大,D图符合题意。
故选D。
【分析】由表格数据,电压表示数变大时电流表示数也变大,根据各电路中电压表和电流表所测部分的电压和电流,逐一分析滑片移动时的示数变化情况。
5.如图为探究灯泡两端电压与电流关系的电路图,下列说法错误的是( )
A.把滑动片移到左端时才能闭合开关
B.电压表、电流表量程可能选大了
C.开关闭合后灯不亮,电压表有示数,灯肯定存在开路现象
D.灯亮度变亮时,电压表示数变大,电流表示数变小
【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解:A、闭合开关前,滑动变阻器滑片应位于最大阻值处,所以把滑动片移到左端,故A正确;
B、两节干电池作为电源,电压表应选择0~3V量程,电流表应选择0~0.6A量程,故B正确;
C、灯不亮,电路发生短路或断路,电压表有示数说明与电压表并联的电路开路,电压表示数接近电源电压,故C正确;
D、灯泡亮度变亮,实际功率变大,由P=可知,灯泡两端电压增大,由P=I2R可知通过小灯泡的电流变大,故D错误。
故选D。
【分析】(1)连接电路时,闭合开关前为保护电路,滑动变阻器划片P应位于最大阻值处;
(2)电压表和电流表应选择合适的量程,为了测量结果准确,选择较小量程;
(3)灯不亮,电路发生短路或断路,电压表有示数说明与电压表并联的电路开路;
(4)灯泡亮度变亮,实际功率变大,根据P=和P=I2R判断小灯泡的电压和电流的变化情况。
6.在做“探究电流与电阻的关系”实验中,轩轩连接了如图所示的电路。他先在电路的A、B间接入10Ω的电阻,移动变阻器的滑片,读出电压表与电流表的示数;记录数据后,改用15Ω电阻替换10Ω电阻,闭合开关,接下来他的实验操作应该是( )
A.观察电压表,向右移动滑片,读取电流数据
B.观察电流表,向右移动滑片,读取电压数据
C.观察电压表,向左移动滑片,读取电流数据
D.观察电流表,向左移动滑片,读取电压数据
【答案】A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解:将AB两点间改用15Ω电阻替换10Ω电阻时,导体的电阻变大,根据串联分压的知识,电阻两端的电压会变大,要探究电流与电阻的关系,需保持AB间的电压不变,所以应增大滑动变阻器接入电路的电阻,将滑片向右滑动,减小电压表的示数,使电压表的示数保持不变,并读取此时电流表的示数。
故选A。
【分析】要研究导体中的电流与电阻的关系,需要保证导体两端的电压不变,当改用15Ω电阻替换10Ω电阻时,导体两端的电压是否变化,怎样变化是此题的解题思路。
7.在研究电流跟电压、电阻的关系实验中,当研究电流与电阻的关系时()
A.调节滑动变阻器,使电路中的电流保持不变
B.调节滑动变阻器,使不同的定值电阻R两端的电压保持不变
C.使电阻R两端电压成倍数变化
D.每次测量时都要使电路中的电流成倍数变化
【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】探究电流与电阻的关系实验中,应用控制导体两端的电压不变,每次跟换电阻后,应调节滑动变阻器滑片,保持电阻两端电压不变,该实验中只要保证电阻两端电压不变即可,电流不必要成倍数变化;故ACD错误,B正确;
故选B.
【分析】本实验考查了探究电流与电阻关系需要注意的问题,根据控制变量法,在探究电流与电阻关系时,应控制电压不变.
8.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.10Ω和40Ω B.10Ω和20Ω C.30Ω和40Ω D.20Ω和30Ω
【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】解答:探究“电流与电阻的关系”实验中应控制电阻两端的电压不变,即电压表的示数不变;
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴滑动变阻器两端的电压:U滑=U-UR=3V-2V=1V,
∵串联电路中各处的电流相等,
∴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,
结合选项可知,ACD不符合,B符合.
故选B.
分析:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是知道探究“电流与电阻的关系”实验中应控制电压表的示数不变.
9.如图是探究“电流与电阻的关系”的实验电路.关于该实验,下列说法错误的是()
A.闭合开关,发现电流表示数过大,原因可能是滑动变阻器连入电路阻值过小
B.实验中,更换大阻值的电阻后,滑片应向a端移动
C.进行多次实验的目的是为了得出科学的结论
D.实验得出的结论是:电压一定时,电流与电阻成反比
【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】A、若滑动变阻器连入电路的阻值过小,在闭合开关时,会出现电流表示数过大的现象,故A正确;
B、实验中,更换大阻值的电阻后,电压表的示数会变大,应增大滑动变阻器的阻值,将滑片向b端滑动,使电压表的示数不变,故B错误;
C、进行多次实验的目的是为了得出电流和电阻的关系的普遍规律,故C正确;
D、实验得出的结论是:电压一定时,电流与电阻成反比,故D正确.
故选B.
【分析】本题考查“电流跟电压电阻的关系”的实验中需要注意的问题,如连接电路时开关需要断开、开始时变阻器应该连入电路中电阻最大、两表的接线柱的接法和控制变量法.
10.如图所示是同学们做电学实验使用的电路,同学们对此电路提出的以下说法中错误的是()
A.采用此电路可以探究电流跟电压的关系,实验时要保持电阻R阻值不变
B.采用此电路可以测量电阻R的阻值,滑动变阻器在电路中能起到保护电路的作用
C.开关闭合后,当变阻器滑片由左向右滑动过程中,电流表示数增大,电压表示数增大
D.开关闭合,进行电流表和电压表调换位置的操作,电路元件不能被烧毁
【答案】C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】A、要探究电流与电压的关系,在改变电压的时候要保持电阻不变;故A正确;
B、在探究电流与电压的关系的电路中,滑动变阻器既可以保护电路,又可以改变电路中的电流,得出多次实验数据,排除实验结论的偶然性,故B说法正确;
C、开关闭合后,当变阻器滑片从左向右滑动过程中,电路中的总电阻增大,则电路中的电流变小,即电流表示数变小;由U=IR可知,定值电阻两端电压变小,即电压表示数变小.故C说法错误;
D、开关闭合,如果将电流表和电压表调换位置,电压表串联在电路中,电路相当于开路,因此电路元件都不可能被烧毁,故D正确.
故选C.
【分析】本题主要考查的是学生对控制变量法、电流表、电压表、滑动变阻器的正确使用方法和作用的理解和掌握.
11.如图是探究“电流与电阻的关系”的实验电路图,电源电压保持6V不变,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”.实验中,先在a、b两点间接入10Ω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4V,记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.20Ω和50Ω B.40Ω和60Ω C.20Ω和40Ω D.20Ω和60Ω
【答案】C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】在探究“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,
根据串联电路中总电压等于各分电压之和,可得滑动变阻器两端的电压为:
U滑=U-UR=6V-4V=2V,
由于定值电阻两端是滑动变阻器两端电压的两倍,由串联电路特点可知,定值电阻阻值是滑动变阻器接入电路阻值的两倍,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,则定值电阻的最大阻值为40Ω,故C正确;
故选C.
【分析】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是知道探究“电流与电阻的关系”实验中应控制电压表的示数不变.
12.根据下列一组实验数据,可以得到的结论是()
导体两端的电压 导体的电阻 通过导体的电流
2V 10Ω 0.2A
4V 10Ω 0.4A
6V 10Ω 0.6A
A.导体电阻一定时,导体两端的电压跟通过导体的电流成正比
B.导体电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
C.导体两端的电压一定时,导体的电阻跟通过导体的电流成反比
D.导体两端的电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比
【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】由表中数据可以看出,导体的电阻保持10Ω不变时,导体两端的电压越大,导体中的电流越大,其电压增大为原来的几倍,电流也增大为原来的几倍,则可得导体电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比,所以ACD错误,B正确.
故选B.
【分析】此题考查了对实验数据的分析,在分析数据时,一定注意控制的变量.
13.在探究“电流与电阻关系”的实验中,小明准备了5Ω、10Ω、15Ω三个定值电阻,学生电源(调至6V)、电流表、电压表、开关及导线若干,在实验过程中,需保持定值电阻两端电压为2V不变,还需要选用下列哪种规格的滑动变阻器?()
A.“10Ω 1A” B.“15Ω 15A”
C.“20Ω 2A” D.“50Ω 2A”
【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】解答:由欧姆定律的可知,电压一定是电阻越大,电流越小;当接入电路中的电阻为15Ω时,电路中的电流最小: ,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大;
为了保持定值电阻两端电压为2V不变,滑动变阻器两端电压为:6V-2V=4V;故滑动变阻器的最大阻值: .只有D中滑动变阻器的最大阻值大于30Ω.
故选D.
分析:本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是要知道电压一定时,电流与电阻成反比.
14.在研究电流跟电压及电流跟电阻的关系实验中,电路中的滑动变阻器两次的作用是()
A.均使电阻R两端的电压成倍数变化
B.均使电阻R两端的电压保持不变
C.前次使电阻R两端电压成倍数变化,后次使电阻R两端的电压保持不变
D.前次使电阻R两端电压保持不变,后次使电阻R两端电压成倍数变化
【答案】C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】在研究导体中的电流与电压的关系时,要保持导体的电阻不变,改变导体两端的电压;在研究导体中的电流与导体的电阻的关系时,要改变导体的电阻值,控制导体两端的电压不变.所以前后两个实验中滑动变阻器的主要作用不相同.
在研究导体中的电流与电压的关系时,滑动变阻器是使电阻R两端的电压成倍数变化;然后用电流表记录对应电压下的电流值,通过多次实验,来总结导体中电流与电压的关系.
而在研究导体中的电流与导体的电阻的关系时,利用滑动变阻器来控制导体两端的电压不变.通过更换几组不同的定值电阻,记录下对应的电流值,来总结导体中的电流和电压的关系.
故选C.
【分析】滑动变阻器在不同的实验中,由于实验目的不同,其作用也是不同的.
15.在研究电流跟电压、电阻的关系的实验中,得出表格中的一组数据.根据这组数据,可以得到的结论是()
导体两端的电压(V) 导体的电阻(Ω) 通过导体的电流(A)
4 2 2
4 4 1
4 8 0.5
A.导体电阻一定时,导体两端的电压跟通过导体的电流成正比
B.导体电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
C.导体两端电压一定时,导体的电阻和通过导体的电流成反比
D.导体两端电压一定时,通过导体的电流和导体的电阻成反比
【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】A、电压是形成电流的原因,不会随电流发生变化.所以A错误;
B、由表中数据可以看出,电阻是变化的.所以B错误;
C、电阻是导体的一种性质,与通过导体的电流无关.所以C错误;
D、由表中数据可以看出:在电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成反比.所以D正确.
故选D.
【分析】电阻是导体本身的一种属性,对于同一导体,电阻与电压高低、电流大小无关.
二、填空题
16.为了探究“电流与电压的关系”,永锋同学设计了如图所示的电路,并选择了需要的器材进行实验.
(1)这个实验使用了控制变量的方法,其中被控制的变量是 ,滑动变阻器R2的主要作用是 .
(2)下面是他获取的一组实验数据:
分析表中的数据,你能得出的探究结论是 .
(3)实验中,电阻R1的阻值是 Ω.
【答案】(1)电阻阻值;改变电阻两端电压
(2)在电阻一定时,电流与电阻成正比。
(3)5
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)在探究电流与电压的关系时,应控制电阻阻值不变而改变电阻两端电压不变,测出电路电流,然后得出结论;滑动变阻器除保护电路外,主要的作用是:改变电阻两端电压.(2)由表中实验数据可知,在电阻阻值一定时,电压与电流的比值不变,由此可知,在电阻一定时,电流与电压成正比.(3)由表中实验数据可知,电阻阻值: ;
故答案为:(1)电阻阻值;改变电阻两端电压;(2)在电阻一定时,电流与电阻成正比;(3)5.
【分析】本题考查了实验原理、实验数据处理,探究电流与电压的关系要应用控制变量法,控制电阻阻值不变,应用控制变量法分析表中实验数据即可正确解题.
17.在探究“电流与电压的关系”的实验中,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应调到 .
位置,分别采用5Ω、10Ω、15Ω的电阻进行实验,目的是 ,如图是根据实验数据绘制的图象,有图象可知:电阻一定时,导体中的电流与加在这段导体两端的电压成 关系.
【答案】阻值最大;得到普遍的规律,避免结论的偶然性;正比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】在探究“电流与电压的关系”的实验中,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应调到阻值最大的位置;分别采用5Ω、10Ω、15Ω的电阻进行实验的目的是得到普遍规律,排除实验结论的偶然性;由图象可知:电阻一定时,导体中的电流与加在这段导体两端的电压成正比关系.
故答案为:阻值最大;得到普遍的规律,避免结论的偶然性;正比.
【分析】本题考查了探究电流与电压关系的实验,需要注意的是:题目中采用多个电阻的目的是“多次测量总结规律”,而不是要“探究电流与电阻”的关系.
18.某同学利用如图所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”.实验开始时,滑动变阻器的作用是 ;在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,应保持 不变;在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,滑动变阻器的作用是 .在“研究电流与电阻关系”时,将定值电阻R1由10Ω换为20Ω,滑动变阻器R2的滑片P应向 (选填“左”或“右”)端移动才能达到实验目的.
【答案】保护电路;电阻;保持R1两端电压不变;右
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】在闭合开关前滑动变阻器的滑片应移至最大阻值处,来保护电路;在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,应保持电阻不变;在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,应控制导体两端的电压不变,是通过滑动变阻器来实现的;在“研究电流与电阻关系”时,应控制电压不变,改变电阻,将定值电阻R1由10Ω换为20Ω,根据串分压的知识,电压表的示数变大,为使电压表的示数不变,应增大变阻器的阻值,将滑动变阻器R2的滑片P应向右端移动才能达到实验目的.
故答案为:保护电路;电阻;保持R1两端电压不变;右.
【分析】本题是探究电流与电压、电阻的关系实验,考查了滑动变阻器在电路中的作用,同时考查了控制变量法在实验中的应用.
19.在研究通过导体的电流与导体的电阻关系的实验中,为了达到研究目的,实验过程中应该保持定值电阻的 这个物理量不变;当开关S闭合后,电压表的读数为4V,电流表的读数为0.4A,现将阻值为10Ω的电阻R换成阻值为20Ω的电阻接入电路进行研究,则下一步应进行的操作是 .
【答案】电压;应调节滑动变阻器滑片位置,使定值电阻两端电压为4V
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】在探究电流和电阻的关系时,应保持电阻两端的电压不变;将阻值为5欧的电阻R换成阻值为10欧的电阻接入电路进行实验时,电阻两端电压变大,滑动变阻器两端电压变小,为使电阻两端电压不变,应调节滑动变阻器的滑片位置,使定值电阻两端电压等于原来的值,即4V.
【分析】本题考查了“探究电流与电阻关系”实验的注意事项、滑动变阻器的调节;更换电阻后,应进行怎样的操作,向什么方向移动滑片是一个难点.
20.小明同学利用如图所示的电路,探究保持电压不变时,电流跟电阻的关系,得到的数据如表:
电阻R/Ω 5 6 10 15 20 30
电流I/A 0.6 0.5 0.3 0.2 0.15 0.1
(1)分析表中的数据,可以得出的结论是,电压不变时,导体中的电流与电阻 .
(2)滑动变阻器在此实验中的主要作用是通过调整R1的阻值,使R两端电压 .
【答案】(1)成反比
(2)不变
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)由表格中数据知,电流跟电阻的乘积是一个定值,因此可以得出:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比;(2)要探究电流跟电阻的关系,需保持电阻两端的电压不变,所以滑动变阻器在此实验中的主要作用是通过调整滑动变阻器的阻值,使R两端的电压不变.
故答案为:(1)成反比;(2)不变.
【分析】本题是探究电流与电阻关系的实验,考查了实验结论的得出及滑动变阻器的作用,注意控制变量法的应用.
三、解答题:
21.在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中,实验室老师给同学们准备了以下器材:“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω”的定值电阻各一个,“15Ω 1A”的滑动变阻器一个,电流表,电压表,电源,开关和导线若干.
(1)根据如图所示的实物图,在指定位置的虚线框内画出电路图.
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 (填“左”或“右”)端.
(3)在“探究电流与电压的关系”时,记录的电流表与电压表的示数如下表所示,请在图示坐标纸上描点画出U-I图象。
由此得出的实验结论是: .
(4)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,先将5Ω电阻连入电路中,闭合开关,移动滑片,使电压表的示数为1.5V,读出电流表的示数;再分别改接10Ω、15Ω、20Ω的电阻,重复上述实验.当改接20Ω的电阻进行实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,电压表的示数始终无法达到1.5V,经检查,电路连接无误,各元件均完好,请你找出一种可能的原因 .
【答案】(1)
(2)右
(3)由此得出的实验结论是:电阻不变,导体中的电流与它两端的电压成正比。
(4)滑动变阻器最大阻值过小(或控制的定值电阻两端的电压过小或电源电压过大).
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)根据实物图按照电流流向法画出电路图,如图所示: (2)由图可知,滑动变阻器的下面接了左边的接线柱,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于右端,使其阻值最大;(3)根据表格中数据描点并连线,如图所示:
由图可知,电阻一定时,导体中的电流与它两端的电压成正比;(4)无论怎样移动滑动变阻器,20Ω电阻两端的电压始终无法达到1.5V,可能是滑动变阻器最大阻值太小,滑动变阻器分压太小,使电阻电阻两端的电压过大造成的;或是由于控制的定值电阻两端的电压太小造成的;或是电源电压太大.
故答案为:(1)见上图;(2)右;(3)见上图;电阻不变,导体中的电流与它两端的电压成正比;(4)滑动变阻器最大阻值过小(或控制的定值电阻两端的电压过小或电源电压过大).
【分析】本题是探究电流与电压、电阻的关系实验,考查了电路图的画法、变阻器的应用、图象的画法及数据分析.
22.小彬用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”.电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个.
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲所示的实验电路补充完整.
(2)小彬将5Ω定值电阻接入电路后,闭合开关,发现电流表有示数而电压表无示数,则电路中的故障可能是 (写出一种);排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数如图乙所示,此时电路中的电流为 A.
(3)将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻,闭合开关,为了保持 表的示数不变,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)移动,记录此时各表的示数.
(4)实验记录的多组数据如下表所示.分析数据可得出结论:当电压一定时,通过导体中的电流与电阻成 比.
(5)实验结束后,小彬问老师在此实验中能否换用50Ω的定值电阻进行实验?老师指导小彬分析了不能更换的原因.你认为其原因是 .
【答案】(1)
(2)定值电阻R1短路;0.36
(3)电压;A
(4)反
(5)电阻过大,电流过小,不便于测量.
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)电压表应该与电阻并联,由于电源电压为3V,所以应选择0~3V的量程;滑动变阻器已接了下面一个接线柱,可再接任意一个上接线柱,如图所示: (2)电流表电压表都有示数,这说明是由于电路中的电流过大造成的,是因为滑动变阻器的阻值未调至最大;
由乙图知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.36A;(3)将5Ω电阻换成10Ω后,电压表的示数会变大,所以应该增大滑动变阻器的阻值,即应将滑动变阻器的滑片P向A移动,使电压表仍为原来的示数不变;(5)电流和电阻的关系为:当电压一定时,通过导体中的电流与电阻成反比;(6)当定值电阻为50Ω时,此时电路中的最大电流为 ,
所以,电路中的电流过小,则换用50Ω的定值电阻进行实验时电阻过大,电流过小,不便于测量.
故答案为:(1)如上图所示;(2)定值电阻R1短路;0.36;(3)电压;A;(5)反;(6)电阻过大,电流过小,不便于测量.
【分析】本题是探究电流和电阻的关系实验,考查了控制变量法的应用,同时考查了电流表、电压表、滑动变阻器的接法,考查了电流表的读数及电阻的计算,涉及到了串联电路中电流、电压的关系及欧姆定律的灵活应用.
23.在探究“电压一定时,电流跟电阻的关系”的实验中,设计电路如图甲所示.
(1)连接电路前,开关必须 .
(2)请根据图甲电路图用笔画线代替导线将图乙所示实物连接成完整电路(导线不允许交叉).
(3)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压.造成这一现象的原因可能是_____________.
A.电流表坏了 B.滑动变阻器短路
C.电阻处接触不良 D.电阻短路
(4)排除故障进行实验,多次改变R的阻值,调节滑动变阻器,使电压示数保持不变,实验数据记录如下表.其中第5次实验电流表示数如图丙所示,其读数为 A.
实验次数 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 5 10 15 20 25
电流I/A 0.6 0.3 0.2 0.15
(5)实验结果是: .
【答案】(1)断开
(2)
(3)A
(4)0.12
(5)电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比.
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)连接电路前,开关必须断开;(2)在探究电流与电压和电阻的关系的实验中,应将电压表与电阻并联;滑动变阻器与电阻串联,滑动变阻器已接了下面一个接线柱,可再接上面任意一个接线柱,
如图所示 (3)电流表没有示数,电路断路,电压表示数始终接近电源电压,则与电压表并联的电阻断路;(4)由图丙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.12A;(5)由表格中数据值,电压不变,电阻越大,电流越小,且电阻增大为原来的几倍,电流变减小为原来的几分之一,可知:电压一定时,电流与电阻成反比.
故答案为:(1)断开;(2)见上图;(3)C;(4)0.12;(5)电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比.
【分析】有关电流表、电压表、滑动变阻器的接法及连接电路应该注意的问题,都是电学实验中经常考查到的,所以一定要熟练掌握.有关电路故障的分析,是电学实验中的难点,关键是搞清断路和短路现象的区别.
24.在“探究导体中的电流跟它两端电压的关系”的实验中:
(1)①如图甲所示,请您用笔画线代替导线把滑动变阻器正确接入电路中,要求:滑片P向右移动时电流表示数逐渐增大.
②此实验中,滑动变阻器的作用是 和 .
③…
(2)小英同学探究“导体中的电流与电阻的关系”时,进行创新实验,除了与原有实验所必须的器材相同外,没领电压表,而是多领了一只电流表,并设计出如图乙所示的电路图,进行实验.
①连接电路,调节滑动变阻器,读出电流表A1与A2的示数分别记为I1和I2;
②把定值电阻R2换成R3,调节滑动变阻器使电流表A1的示数为 ,使R3两端的 不变.记录此时电流表A2的示数为I3;
③把定值电阻R3换成R4,重复上一步骤进行实验;
④分析数据得出电流与电阻的关系.
【答案】(1)保护电路;改变定值电阻两端的电压
(2)I1;电压
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)由于滑动变阻器的滑片P向右移动时电流表示数逐渐增大,则滑动变阻器的阻值变小,所以滑动变阻器下面应接右边的接线柱,上面可接任意一个接线柱,如图所示:
②滑动变阻器的基本作用是保护电路,此外还可以改变定值电阻两端的电压;
(2)②把定值电阻R2换成R3,需保持电阻两端的电压不变,所以应调节滑动变阻器使电流表A1的示数仍为I1;
故答案为:(1)①如上图所示;②保护电路;改变定值电阻两端的电压;(2)I1;电压.
【分析】本题是探究电流和电压、电阻的关系,注意控制变量法的应用;本题还考查了滑动变阻器的连接、作用,同时考查了在没有电压表时控制电压不变的方法.
25.小英同学探究“导体中的电流与电阻的关系”时,进行创新实验,除了与原有实验所必须的器材相同外,没领电压表,而是多领了一只电流表,并设计出如图乙所示的电路图,进行实验.
①连接电路,调节滑动变阻器,读出电流表A1与A2的示数分别记为I1和I2;
②把定值电阻R2换成R3,调节滑动变阻器使电流表A1的示数为 ,使R3两端的 不变.记录此时电流表A2的示数为I3;
③把定值电阻R3换成R4,重复上一步骤进行实验;
④分析数据得出电流与电阻的关系.
26.如图甲所示是探究通过导体的电流与导体两端电压的关系的电路图,
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.0 1.5 2.0
3.0
电流I/A 0.2 0.3 0.4 0. 5 0.6
(1)一个同学连接好电路的最后一根导线时,小灯泡立刻发出微弱的光亮.导致上述现象的不规范操作是 .
(2)另一个同学连接好电路刚闭合开关发现电流表示数很小,电压表指针偏角较大,可能是_______.
A.电流表量程太小 B.定值电阻值太大
C.定值电阻太小 D.电压表量程太大
(3)排除故障后再闭合开关,向左移动变阻器滑片,电流表示数应 .
(4)根据上表的数据能得出第4次表格中空格的数据: .
(5)此实验中, (选填“能”或“不能”)用小灯泡代替电阻R进行探究.
【答案】(1)连接电路时开关没有断开
(2)B
(3)变大
(4)2.5
(5)不能
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)接好电路的最后一根导线时,小灯泡立刻发出微弱的光亮.导致上述现象的不规范操作是:连接电路时开关没有断开;(2)电流表的示数很小,说明电路为通路,故障可能为电流表的量程较大,也可能为电路中的电阻太大;又因为电压表指针偏角较大,再结合选项可得,导致电流表示数很小的原因是定值电阻过大,故选B;(3)由电路图可知,当滑动变阻器滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路总电阻变小,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路电流变大,电流表的示数变大;(4)由表中数据可知,电阻两端的电压与电流成正比,有 ,解得:U=2.5V;(5)由于灯泡电阻随温度的变化而变化,不是定值,不能用小灯泡代替定值电阻R,探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”实验;
故答案为:(1)连接电路时开关没有断开;(2)B;(3)变大;(4)2.5;(5)不能.
【分析】本题主要考查根据电压表和电流表检查电路故障问题,以及滑动变阻器的正确使用和数据分析能力,要学会灵活应用所学知识解决实际问题.
人教版物理九年级第十七章第1节电流与电压和电阻的关系同步练习
一、选择题
1.如图所示,在探究“一段电路中的电流与电阻关系”的实验中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了探究探究上述问题,应该采取的唯一操作是()
A.保持变阻器滑片不动 B.增加电池个数
C.将变阻器滑片适当向左移动 D.将变阻器滑片适当向右移动
2.在研究“一定电压下,电流与电阻的关系”时,电路如图所示,电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“15Ω 1A”字样,在a、b间先后接入不同阻值的定值电阻,移动滑片P,使电压表示数为1.5V,读出电流表的示数。当20Ω的电阻接入a、b间时,电压表示数始终无法达到1.5V,其原因可能是( )
A.电源电压3V太高 B.滑动变阻器阻值太小
C.20Ω的阻值太小 D.控制的电压1.5V太高
3.对于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量定值电阻”的这两个实验,下列说法不正确的是()
A.它们都是采用控制变量的研究方法
B.它们的滑动变阻器在实验电路中的作用是不同的
C.前者多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系
D.后者多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差
4.在某次实验中记录了电压表的示数U和电流表的示数I,实验数据如表所示,请根据表中数据,图中所示的电路图可能是( )
U/V 1.0 1.5 2.0 2.2 2.5 2.7
I/A 0.20 0.30 0.40 0.44 0.50 0.54
A. B.
C. D.
5.如图为探究灯泡两端电压与电流关系的电路图,下列说法错误的是( )
A.把滑动片移到左端时才能闭合开关
B.电压表、电流表量程可能选大了
C.开关闭合后灯不亮,电压表有示数,灯肯定存在开路现象
D.灯亮度变亮时,电压表示数变大,电流表示数变小
6.在做“探究电流与电阻的关系”实验中,轩轩连接了如图所示的电路。他先在电路的A、B间接入10Ω的电阻,移动变阻器的滑片,读出电压表与电流表的示数;记录数据后,改用15Ω电阻替换10Ω电阻,闭合开关,接下来他的实验操作应该是( )
A.观察电压表,向右移动滑片,读取电流数据
B.观察电流表,向右移动滑片,读取电压数据
C.观察电压表,向左移动滑片,读取电流数据
D.观察电流表,向左移动滑片,读取电压数据
7.在研究电流跟电压、电阻的关系实验中,当研究电流与电阻的关系时()
A.调节滑动变阻器,使电路中的电流保持不变
B.调节滑动变阻器,使不同的定值电阻R两端的电压保持不变
C.使电阻R两端电压成倍数变化
D.每次测量时都要使电路中的电流成倍数变化
8.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.10Ω和40Ω B.10Ω和20Ω C.30Ω和40Ω D.20Ω和30Ω
9.如图是探究“电流与电阻的关系”的实验电路.关于该实验,下列说法错误的是()
A.闭合开关,发现电流表示数过大,原因可能是滑动变阻器连入电路阻值过小
B.实验中,更换大阻值的电阻后,滑片应向a端移动
C.进行多次实验的目的是为了得出科学的结论
D.实验得出的结论是:电压一定时,电流与电阻成反比
10.如图所示是同学们做电学实验使用的电路,同学们对此电路提出的以下说法中错误的是()
A.采用此电路可以探究电流跟电压的关系,实验时要保持电阻R阻值不变
B.采用此电路可以测量电阻R的阻值,滑动变阻器在电路中能起到保护电路的作用
C.开关闭合后,当变阻器滑片由左向右滑动过程中,电流表示数增大,电压表示数增大
D.开关闭合,进行电流表和电压表调换位置的操作,电路元件不能被烧毁
11.如图是探究“电流与电阻的关系”的实验电路图,电源电压保持6V不变,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”.实验中,先在a、b两点间接入10Ω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4V,记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.20Ω和50Ω B.40Ω和60Ω C.20Ω和40Ω D.20Ω和60Ω
12.根据下列一组实验数据,可以得到的结论是()
导体两端的电压 导体的电阻 通过导体的电流
2V 10Ω 0.2A
4V 10Ω 0.4A
6V 10Ω 0.6A
A.导体电阻一定时,导体两端的电压跟通过导体的电流成正比
B.导体电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
C.导体两端的电压一定时,导体的电阻跟通过导体的电流成反比
D.导体两端的电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比
13.在探究“电流与电阻关系”的实验中,小明准备了5Ω、10Ω、15Ω三个定值电阻,学生电源(调至6V)、电流表、电压表、开关及导线若干,在实验过程中,需保持定值电阻两端电压为2V不变,还需要选用下列哪种规格的滑动变阻器?()
A.“10Ω 1A” B.“15Ω 15A”
C.“20Ω 2A” D.“50Ω 2A”
14.在研究电流跟电压及电流跟电阻的关系实验中,电路中的滑动变阻器两次的作用是()
A.均使电阻R两端的电压成倍数变化
B.均使电阻R两端的电压保持不变
C.前次使电阻R两端电压成倍数变化,后次使电阻R两端的电压保持不变
D.前次使电阻R两端电压保持不变,后次使电阻R两端电压成倍数变化
15.在研究电流跟电压、电阻的关系的实验中,得出表格中的一组数据.根据这组数据,可以得到的结论是()
导体两端的电压(V) 导体的电阻(Ω) 通过导体的电流(A)
4 2 2
4 4 1
4 8 0.5
A.导体电阻一定时,导体两端的电压跟通过导体的电流成正比
B.导体电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
C.导体两端电压一定时,导体的电阻和通过导体的电流成反比
D.导体两端电压一定时,通过导体的电流和导体的电阻成反比
二、填空题
16.为了探究“电流与电压的关系”,永锋同学设计了如图所示的电路,并选择了需要的器材进行实验.
(1)这个实验使用了控制变量的方法,其中被控制的变量是 ,滑动变阻器R2的主要作用是 .
(2)下面是他获取的一组实验数据:
分析表中的数据,你能得出的探究结论是 .
(3)实验中,电阻R1的阻值是 Ω.
17.在探究“电流与电压的关系”的实验中,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应调到 .
位置,分别采用5Ω、10Ω、15Ω的电阻进行实验,目的是 ,如图是根据实验数据绘制的图象,有图象可知:电阻一定时,导体中的电流与加在这段导体两端的电压成 关系.
18.某同学利用如图所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”.实验开始时,滑动变阻器的作用是 ;在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,应保持 不变;在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,滑动变阻器的作用是 .在“研究电流与电阻关系”时,将定值电阻R1由10Ω换为20Ω,滑动变阻器R2的滑片P应向 (选填“左”或“右”)端移动才能达到实验目的.
19.在研究通过导体的电流与导体的电阻关系的实验中,为了达到研究目的,实验过程中应该保持定值电阻的 这个物理量不变;当开关S闭合后,电压表的读数为4V,电流表的读数为0.4A,现将阻值为10Ω的电阻R换成阻值为20Ω的电阻接入电路进行研究,则下一步应进行的操作是 .
20.小明同学利用如图所示的电路,探究保持电压不变时,电流跟电阻的关系,得到的数据如表:
电阻R/Ω 5 6 10 15 20 30
电流I/A 0.6 0.5 0.3 0.2 0.15 0.1
(1)分析表中的数据,可以得出的结论是,电压不变时,导体中的电流与电阻 .
(2)滑动变阻器在此实验中的主要作用是通过调整R1的阻值,使R两端电压 .
三、解答题:
21.在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中,实验室老师给同学们准备了以下器材:“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω”的定值电阻各一个,“15Ω 1A”的滑动变阻器一个,电流表,电压表,电源,开关和导线若干.
(1)根据如图所示的实物图,在指定位置的虚线框内画出电路图.
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 (填“左”或“右”)端.
(3)在“探究电流与电压的关系”时,记录的电流表与电压表的示数如下表所示,请在图示坐标纸上描点画出U-I图象。
由此得出的实验结论是: .
(4)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,先将5Ω电阻连入电路中,闭合开关,移动滑片,使电压表的示数为1.5V,读出电流表的示数;再分别改接10Ω、15Ω、20Ω的电阻,重复上述实验.当改接20Ω的电阻进行实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,电压表的示数始终无法达到1.5V,经检查,电路连接无误,各元件均完好,请你找出一种可能的原因 .
22.小彬用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”.电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个.
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲所示的实验电路补充完整.
(2)小彬将5Ω定值电阻接入电路后,闭合开关,发现电流表有示数而电压表无示数,则电路中的故障可能是 (写出一种);排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数如图乙所示,此时电路中的电流为 A.
(3)将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻,闭合开关,为了保持 表的示数不变,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)移动,记录此时各表的示数.
(4)实验记录的多组数据如下表所示.分析数据可得出结论:当电压一定时,通过导体中的电流与电阻成 比.
(5)实验结束后,小彬问老师在此实验中能否换用50Ω的定值电阻进行实验?老师指导小彬分析了不能更换的原因.你认为其原因是 .
23.在探究“电压一定时,电流跟电阻的关系”的实验中,设计电路如图甲所示.
(1)连接电路前,开关必须 .
(2)请根据图甲电路图用笔画线代替导线将图乙所示实物连接成完整电路(导线不允许交叉).
(3)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压.造成这一现象的原因可能是_____________.
A.电流表坏了 B.滑动变阻器短路
C.电阻处接触不良 D.电阻短路
(4)排除故障进行实验,多次改变R的阻值,调节滑动变阻器,使电压示数保持不变,实验数据记录如下表.其中第5次实验电流表示数如图丙所示,其读数为 A.
实验次数 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 5 10 15 20 25
电流I/A 0.6 0.3 0.2 0.15
(5)实验结果是: .
24.在“探究导体中的电流跟它两端电压的关系”的实验中:
(1)①如图甲所示,请您用笔画线代替导线把滑动变阻器正确接入电路中,要求:滑片P向右移动时电流表示数逐渐增大.
②此实验中,滑动变阻器的作用是 和 .
③…
(2)小英同学探究“导体中的电流与电阻的关系”时,进行创新实验,除了与原有实验所必须的器材相同外,没领电压表,而是多领了一只电流表,并设计出如图乙所示的电路图,进行实验.
①连接电路,调节滑动变阻器,读出电流表A1与A2的示数分别记为I1和I2;
②把定值电阻R2换成R3,调节滑动变阻器使电流表A1的示数为 ,使R3两端的 不变.记录此时电流表A2的示数为I3;
③把定值电阻R3换成R4,重复上一步骤进行实验;
④分析数据得出电流与电阻的关系.
25.小英同学探究“导体中的电流与电阻的关系”时,进行创新实验,除了与原有实验所必须的器材相同外,没领电压表,而是多领了一只电流表,并设计出如图乙所示的电路图,进行实验.
①连接电路,调节滑动变阻器,读出电流表A1与A2的示数分别记为I1和I2;
②把定值电阻R2换成R3,调节滑动变阻器使电流表A1的示数为 ,使R3两端的 不变.记录此时电流表A2的示数为I3;
③把定值电阻R3换成R4,重复上一步骤进行实验;
④分析数据得出电流与电阻的关系.
26.如图甲所示是探究通过导体的电流与导体两端电压的关系的电路图,
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.0 1.5 2.0
3.0
电流I/A 0.2 0.3 0.4 0. 5 0.6
(1)一个同学连接好电路的最后一根导线时,小灯泡立刻发出微弱的光亮.导致上述现象的不规范操作是 .
(2)另一个同学连接好电路刚闭合开关发现电流表示数很小,电压表指针偏角较大,可能是_______.
A.电流表量程太小 B.定值电阻值太大
C.定值电阻太小 D.电压表量程太大
(3)排除故障后再闭合开关,向左移动变阻器滑片,电流表示数应 .
(4)根据上表的数据能得出第4次表格中空格的数据: .
(5)此实验中, (选填“能”或“不能”)用小灯泡代替电阻R进行探究.
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】在探究“一段电路中的电流与电阻关系”时,需要保持这段导体两端的电压不变,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,电压表的示数变大,所以应该增大滑动变阻器的阻值,减小电压表的示数,将滑片向右移动,D正确,AC错误;
B选项增加电池个数,则电压表的示数会更大,所以B错误.
故选D.
【分析】本题是探究“电路中的电流与电阻关系”的实验,考查了对控制变量法的掌握,同时涉及到了滑动变阻器阻值的变化及串分压的知识.
2.【答案】A,B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解:由题意知,电源电压为3V,电阻两端的电压为1.5V,则滑动变阻器两端的电压应为3V﹣1.5V=1.5V;
根据串分压的知识:因为滑动变阻器的最大阻值为15Ω,电阻的阻值为滑动变阻器阻值的倍,所以其两端的电压也为滑动变阻器两端电压的倍,其定值电阻太大或滑动变阻器的最大阻值太小,而造成了电压表示数始终大于1.5V,而无法达到1.5V,B正确,CD错误;
若减小电源电压,则电阻两端的电压会减小,故A正确。
故选AB.
【分析】根据电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻两端电压,电流表测量电路电流;根据串分压的知识进行判断,在串联电路中电流相等,根据U=IR,电压与电阻成正比,所以U1:U2=R1:R2。
3.【答案】A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.在“探究电流跟电阻的关系”时需要采用控制变量法,而“伏安法测量电阻”时不需要利用控制变量法,故A错误,符合题意;
B.“探究电流与电阻关系实验”中,使用滑动变阻器的目的是控制电阻两端电压保持不变,伏安法测定值电阻实验中,使用滑动变阻器的目的是改变电阻两端电压,这两个实验使用滑动变阻器的作用不同,故B正确,不符合题意;
C.探究电流跟电阻的关系实验,进行多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系,故C正确,不符合题意;
D.伏安法测电阻阻值实验,后者多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差,故D正确,不符合题意.
故选A.
【分析】本题考查了物理中的科学研究方法的区分,注意在初中物理中灵活应用这些研究方法,本题结合两个电学实验进行分析考查对物理学方法的理解与应用情况.
4.【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解:AB、由A和B图可知,电压表测电源电压,移动滑片时示数不会发生改变,故AB不符合题意;CD、定值电阻与滑动变阻器串联,C图中电压表测变阻器两端电压,当滑片向左移动时,总电阻变小,由I=电路中电流变大即电流表示数变大;由U=IR,定值电阻两端电压增大,所以变阻器两端电压减小,电压表示数减小,故C不合题意;D图中电压表测定值电阻两端电压,电压表变大,D图符合题意。
故选D。
【分析】由表格数据,电压表示数变大时电流表示数也变大,根据各电路中电压表和电流表所测部分的电压和电流,逐一分析滑片移动时的示数变化情况。
5.【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解:A、闭合开关前,滑动变阻器滑片应位于最大阻值处,所以把滑动片移到左端,故A正确;
B、两节干电池作为电源,电压表应选择0~3V量程,电流表应选择0~0.6A量程,故B正确;
C、灯不亮,电路发生短路或断路,电压表有示数说明与电压表并联的电路开路,电压表示数接近电源电压,故C正确;
D、灯泡亮度变亮,实际功率变大,由P=可知,灯泡两端电压增大,由P=I2R可知通过小灯泡的电流变大,故D错误。
故选D。
【分析】(1)连接电路时,闭合开关前为保护电路,滑动变阻器划片P应位于最大阻值处;
(2)电压表和电流表应选择合适的量程,为了测量结果准确,选择较小量程;
(3)灯不亮,电路发生短路或断路,电压表有示数说明与电压表并联的电路开路;
(4)灯泡亮度变亮,实际功率变大,根据P=和P=I2R判断小灯泡的电压和电流的变化情况。
6.【答案】A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】解:将AB两点间改用15Ω电阻替换10Ω电阻时,导体的电阻变大,根据串联分压的知识,电阻两端的电压会变大,要探究电流与电阻的关系,需保持AB间的电压不变,所以应增大滑动变阻器接入电路的电阻,将滑片向右滑动,减小电压表的示数,使电压表的示数保持不变,并读取此时电流表的示数。
故选A。
【分析】要研究导体中的电流与电阻的关系,需要保证导体两端的电压不变,当改用15Ω电阻替换10Ω电阻时,导体两端的电压是否变化,怎样变化是此题的解题思路。
7.【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】探究电流与电阻的关系实验中,应用控制导体两端的电压不变,每次跟换电阻后,应调节滑动变阻器滑片,保持电阻两端电压不变,该实验中只要保证电阻两端电压不变即可,电流不必要成倍数变化;故ACD错误,B正确;
故选B.
【分析】本实验考查了探究电流与电阻关系需要注意的问题,根据控制变量法,在探究电流与电阻关系时,应控制电压不变.
8.【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】解答:探究“电流与电阻的关系”实验中应控制电阻两端的电压不变,即电压表的示数不变;
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴滑动变阻器两端的电压:U滑=U-UR=3V-2V=1V,
∵串联电路中各处的电流相等,
∴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,
结合选项可知,ACD不符合,B符合.
故选B.
分析:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是知道探究“电流与电阻的关系”实验中应控制电压表的示数不变.
9.【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】A、若滑动变阻器连入电路的阻值过小,在闭合开关时,会出现电流表示数过大的现象,故A正确;
B、实验中,更换大阻值的电阻后,电压表的示数会变大,应增大滑动变阻器的阻值,将滑片向b端滑动,使电压表的示数不变,故B错误;
C、进行多次实验的目的是为了得出电流和电阻的关系的普遍规律,故C正确;
D、实验得出的结论是:电压一定时,电流与电阻成反比,故D正确.
故选B.
【分析】本题考查“电流跟电压电阻的关系”的实验中需要注意的问题,如连接电路时开关需要断开、开始时变阻器应该连入电路中电阻最大、两表的接线柱的接法和控制变量法.
10.【答案】C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】A、要探究电流与电压的关系,在改变电压的时候要保持电阻不变;故A正确;
B、在探究电流与电压的关系的电路中,滑动变阻器既可以保护电路,又可以改变电路中的电流,得出多次实验数据,排除实验结论的偶然性,故B说法正确;
C、开关闭合后,当变阻器滑片从左向右滑动过程中,电路中的总电阻增大,则电路中的电流变小,即电流表示数变小;由U=IR可知,定值电阻两端电压变小,即电压表示数变小.故C说法错误;
D、开关闭合,如果将电流表和电压表调换位置,电压表串联在电路中,电路相当于开路,因此电路元件都不可能被烧毁,故D正确.
故选C.
【分析】本题主要考查的是学生对控制变量法、电流表、电压表、滑动变阻器的正确使用方法和作用的理解和掌握.
11.【答案】C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】在探究“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,
根据串联电路中总电压等于各分电压之和,可得滑动变阻器两端的电压为:
U滑=U-UR=6V-4V=2V,
由于定值电阻两端是滑动变阻器两端电压的两倍,由串联电路特点可知,定值电阻阻值是滑动变阻器接入电路阻值的两倍,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,则定值电阻的最大阻值为40Ω,故C正确;
故选C.
【分析】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是知道探究“电流与电阻的关系”实验中应控制电压表的示数不变.
12.【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】由表中数据可以看出,导体的电阻保持10Ω不变时,导体两端的电压越大,导体中的电流越大,其电压增大为原来的几倍,电流也增大为原来的几倍,则可得导体电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比,所以ACD错误,B正确.
故选B.
【分析】此题考查了对实验数据的分析,在分析数据时,一定注意控制的变量.
13.【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】解答:由欧姆定律的可知,电压一定是电阻越大,电流越小;当接入电路中的电阻为15Ω时,电路中的电流最小: ,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大;
为了保持定值电阻两端电压为2V不变,滑动变阻器两端电压为:6V-2V=4V;故滑动变阻器的最大阻值: .只有D中滑动变阻器的最大阻值大于30Ω.
故选D.
分析:本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是要知道电压一定时,电流与电阻成反比.
14.【答案】C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】在研究导体中的电流与电压的关系时,要保持导体的电阻不变,改变导体两端的电压;在研究导体中的电流与导体的电阻的关系时,要改变导体的电阻值,控制导体两端的电压不变.所以前后两个实验中滑动变阻器的主要作用不相同.
在研究导体中的电流与电压的关系时,滑动变阻器是使电阻R两端的电压成倍数变化;然后用电流表记录对应电压下的电流值,通过多次实验,来总结导体中电流与电压的关系.
而在研究导体中的电流与导体的电阻的关系时,利用滑动变阻器来控制导体两端的电压不变.通过更换几组不同的定值电阻,记录下对应的电流值,来总结导体中的电流和电压的关系.
故选C.
【分析】滑动变阻器在不同的实验中,由于实验目的不同,其作用也是不同的.
15.【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】A、电压是形成电流的原因,不会随电流发生变化.所以A错误;
B、由表中数据可以看出,电阻是变化的.所以B错误;
C、电阻是导体的一种性质,与通过导体的电流无关.所以C错误;
D、由表中数据可以看出:在电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成反比.所以D正确.
故选D.
【分析】电阻是导体本身的一种属性,对于同一导体,电阻与电压高低、电流大小无关.
16.【答案】(1)电阻阻值;改变电阻两端电压
(2)在电阻一定时,电流与电阻成正比。
(3)5
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)在探究电流与电压的关系时,应控制电阻阻值不变而改变电阻两端电压不变,测出电路电流,然后得出结论;滑动变阻器除保护电路外,主要的作用是:改变电阻两端电压.(2)由表中实验数据可知,在电阻阻值一定时,电压与电流的比值不变,由此可知,在电阻一定时,电流与电压成正比.(3)由表中实验数据可知,电阻阻值: ;
故答案为:(1)电阻阻值;改变电阻两端电压;(2)在电阻一定时,电流与电阻成正比;(3)5.
【分析】本题考查了实验原理、实验数据处理,探究电流与电压的关系要应用控制变量法,控制电阻阻值不变,应用控制变量法分析表中实验数据即可正确解题.
17.【答案】阻值最大;得到普遍的规律,避免结论的偶然性;正比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】在探究“电流与电压的关系”的实验中,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应调到阻值最大的位置;分别采用5Ω、10Ω、15Ω的电阻进行实验的目的是得到普遍规律,排除实验结论的偶然性;由图象可知:电阻一定时,导体中的电流与加在这段导体两端的电压成正比关系.
故答案为:阻值最大;得到普遍的规律,避免结论的偶然性;正比.
【分析】本题考查了探究电流与电压关系的实验,需要注意的是:题目中采用多个电阻的目的是“多次测量总结规律”,而不是要“探究电流与电阻”的关系.
18.【答案】保护电路;电阻;保持R1两端电压不变;右
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】在闭合开关前滑动变阻器的滑片应移至最大阻值处,来保护电路;在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,应保持电阻不变;在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,应控制导体两端的电压不变,是通过滑动变阻器来实现的;在“研究电流与电阻关系”时,应控制电压不变,改变电阻,将定值电阻R1由10Ω换为20Ω,根据串分压的知识,电压表的示数变大,为使电压表的示数不变,应增大变阻器的阻值,将滑动变阻器R2的滑片P应向右端移动才能达到实验目的.
故答案为:保护电路;电阻;保持R1两端电压不变;右.
【分析】本题是探究电流与电压、电阻的关系实验,考查了滑动变阻器在电路中的作用,同时考查了控制变量法在实验中的应用.
19.【答案】电压;应调节滑动变阻器滑片位置,使定值电阻两端电压为4V
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】在探究电流和电阻的关系时,应保持电阻两端的电压不变;将阻值为5欧的电阻R换成阻值为10欧的电阻接入电路进行实验时,电阻两端电压变大,滑动变阻器两端电压变小,为使电阻两端电压不变,应调节滑动变阻器的滑片位置,使定值电阻两端电压等于原来的值,即4V.
【分析】本题考查了“探究电流与电阻关系”实验的注意事项、滑动变阻器的调节;更换电阻后,应进行怎样的操作,向什么方向移动滑片是一个难点.
20.【答案】(1)成反比
(2)不变
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)由表格中数据知,电流跟电阻的乘积是一个定值,因此可以得出:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比;(2)要探究电流跟电阻的关系,需保持电阻两端的电压不变,所以滑动变阻器在此实验中的主要作用是通过调整滑动变阻器的阻值,使R两端的电压不变.
故答案为:(1)成反比;(2)不变.
【分析】本题是探究电流与电阻关系的实验,考查了实验结论的得出及滑动变阻器的作用,注意控制变量法的应用.
21.【答案】(1)
(2)右
(3)由此得出的实验结论是:电阻不变,导体中的电流与它两端的电压成正比。
(4)滑动变阻器最大阻值过小(或控制的定值电阻两端的电压过小或电源电压过大).
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)根据实物图按照电流流向法画出电路图,如图所示: (2)由图可知,滑动变阻器的下面接了左边的接线柱,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于右端,使其阻值最大;(3)根据表格中数据描点并连线,如图所示:
由图可知,电阻一定时,导体中的电流与它两端的电压成正比;(4)无论怎样移动滑动变阻器,20Ω电阻两端的电压始终无法达到1.5V,可能是滑动变阻器最大阻值太小,滑动变阻器分压太小,使电阻电阻两端的电压过大造成的;或是由于控制的定值电阻两端的电压太小造成的;或是电源电压太大.
故答案为:(1)见上图;(2)右;(3)见上图;电阻不变,导体中的电流与它两端的电压成正比;(4)滑动变阻器最大阻值过小(或控制的定值电阻两端的电压过小或电源电压过大).
【分析】本题是探究电流与电压、电阻的关系实验,考查了电路图的画法、变阻器的应用、图象的画法及数据分析.
22.【答案】(1)
(2)定值电阻R1短路;0.36
(3)电压;A
(4)反
(5)电阻过大,电流过小,不便于测量.
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)电压表应该与电阻并联,由于电源电压为3V,所以应选择0~3V的量程;滑动变阻器已接了下面一个接线柱,可再接任意一个上接线柱,如图所示: (2)电流表电压表都有示数,这说明是由于电路中的电流过大造成的,是因为滑动变阻器的阻值未调至最大;
由乙图知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.36A;(3)将5Ω电阻换成10Ω后,电压表的示数会变大,所以应该增大滑动变阻器的阻值,即应将滑动变阻器的滑片P向A移动,使电压表仍为原来的示数不变;(5)电流和电阻的关系为:当电压一定时,通过导体中的电流与电阻成反比;(6)当定值电阻为50Ω时,此时电路中的最大电流为 ,
所以,电路中的电流过小,则换用50Ω的定值电阻进行实验时电阻过大,电流过小,不便于测量.
故答案为:(1)如上图所示;(2)定值电阻R1短路;0.36;(3)电压;A;(5)反;(6)电阻过大,电流过小,不便于测量.
【分析】本题是探究电流和电阻的关系实验,考查了控制变量法的应用,同时考查了电流表、电压表、滑动变阻器的接法,考查了电流表的读数及电阻的计算,涉及到了串联电路中电流、电压的关系及欧姆定律的灵活应用.
23.【答案】(1)断开
(2)
(3)A
(4)0.12
(5)电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比.
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)连接电路前,开关必须断开;(2)在探究电流与电压和电阻的关系的实验中,应将电压表与电阻并联;滑动变阻器与电阻串联,滑动变阻器已接了下面一个接线柱,可再接上面任意一个接线柱,
如图所示 (3)电流表没有示数,电路断路,电压表示数始终接近电源电压,则与电压表并联的电阻断路;(4)由图丙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.12A;(5)由表格中数据值,电压不变,电阻越大,电流越小,且电阻增大为原来的几倍,电流变减小为原来的几分之一,可知:电压一定时,电流与电阻成反比.
故答案为:(1)断开;(2)见上图;(3)C;(4)0.12;(5)电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比.
【分析】有关电流表、电压表、滑动变阻器的接法及连接电路应该注意的问题,都是电学实验中经常考查到的,所以一定要熟练掌握.有关电路故障的分析,是电学实验中的难点,关键是搞清断路和短路现象的区别.
24.【答案】(1)保护电路;改变定值电阻两端的电压
(2)I1;电压
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)由于滑动变阻器的滑片P向右移动时电流表示数逐渐增大,则滑动变阻器的阻值变小,所以滑动变阻器下面应接右边的接线柱,上面可接任意一个接线柱,如图所示:
②滑动变阻器的基本作用是保护电路,此外还可以改变定值电阻两端的电压;
(2)②把定值电阻R2换成R3,需保持电阻两端的电压不变,所以应调节滑动变阻器使电流表A1的示数仍为I1;
故答案为:(1)①如上图所示;②保护电路;改变定值电阻两端的电压;(2)I1;电压.
【分析】本题是探究电流和电压、电阻的关系,注意控制变量法的应用;本题还考查了滑动变阻器的连接、作用,同时考查了在没有电压表时控制电压不变的方法.
26.【答案】(1)连接电路时开关没有断开
(2)B
(3)变大
(4)2.5
(5)不能
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)接好电路的最后一根导线时,小灯泡立刻发出微弱的光亮.导致上述现象的不规范操作是:连接电路时开关没有断开;(2)电流表的示数很小,说明电路为通路,故障可能为电流表的量程较大,也可能为电路中的电阻太大;又因为电压表指针偏角较大,再结合选项可得,导致电流表示数很小的原因是定值电阻过大,故选B;(3)由电路图可知,当滑动变阻器滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路总电阻变小,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路电流变大,电流表的示数变大;(4)由表中数据可知,电阻两端的电压与电流成正比,有 ,解得:U=2.5V;(5)由于灯泡电阻随温度的变化而变化,不是定值,不能用小灯泡代替定值电阻R,探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”实验;
故答案为:(1)连接电路时开关没有断开;(2)B;(3)变大;(4)2.5;(5)不能.
【分析】本题主要考查根据电压表和电流表检查电路故障问题,以及滑动变阻器的正确使用和数据分析能力,要学会灵活应用所学知识解决实际问题.