第十七章 欧姆定律 · 练习题(共142题) 首页 › 九年级全册 › 第十七章 欧姆定律本章练习题(50题) 1. 填空题 中等
某同学利用如图所示的电路探究“电流与电压的关系”,在探究过程中,应保持______不变;通过实验可以得到,在其它条件相同的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成_____比。
答案: 电阻 正
查看解析 [1][2]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;由实验现象可知,在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
2. 单选题 中等
如图所示是探究“通过导体的电流大小与导体两端电压大小的关系”的电路图。下列说法正确的是( )
A. 闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最右端B. 实验中,应控制定值电阻两端的电压不变C. 实验中,滑动变阻器的主要作用是控制通过定值电阻的电流不变D. 如果电压表和电流表位置接错,一定烧坏电流表答案: A
查看解析 A.闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值处,由图可知该实验中P应置于右端,故A正确;
BC.在探究“通过导体的电流大小与导体电阻大小的关系”时,更换定值电阻时,要用滑动变阻器来保持定值电阻两端电压不变。在探究“通过导体的电流大小与导体两端电压大小的关系”,应控制导体的电阻不变,滑动变阻器的作用是改变导体两端的电压。故BC错误;
D.由图可知,当电压表、电流表交换位置时,电压表串联在电路中,相当于断路,此时电流表不会烧坏。故D错误。
故选A。
3. 实验探究题 中等
小明用如图甲所示装置探究电流与电压的关系,实验器材:学生电源(电压恒为3V),电流表、电压表各一只,一个开关,四个定值电阻(分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),滑动变阻器的规格“30Ω 2A”,导线若干。
(1) 请用笔画线代替导线。在图甲中完成电路连接,要求滑片P向左滑动时,电流表的示数变大;
答案:滑动变阻器接C接线柱,电流表接0~0.6A
(2) 小明连接电路时,将滑动变阻器的滑片P移到最______(选填“左”或“右”)端,此时滑动变阻器所起的作用是___________________;
答案:右;保护电路
(3) 连接好电路闭合开关后,移动滑片发现,电流表无示数,电压表有示数,则出现该故障的原因可能是________________;
答案:定值电阻断路
(4) 排除故障后,改变滑片位置,记录实验数据如表所示,第一个空白处的电流如图乙所示,为______A;表格中当电压为2.5V时,对应的电流是______A;
答案:0.30;0.50;
(5) 根据表格的数据,小明选择的定值电阻是______Ω;
答案:5
(6) 根据表中数据可归纳得出结论:_______________________________。
答案:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
答案: (1) 滑动变阻器接C接线柱,电流表接0~0.6A;(2) 右;保护电路;(3) 定值电阻断路;(4) 0.30;0.50;;(5) 5;(6) 当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
查看解析 (1)探究电流与电压关系,电压表并联定值电阻两端。滑片P向左滑电流变大,则滑动变阻器接入电阻变小,接下接线柱C;电源电压3V,最大电流0.6A,电流表选用0~0.6A小量程。
(2)连接电路,滑片放在滑动变阻器阻值最大的右端,作用是保护电路。
(3)电流表无示数说明断路;电压表有示数说明电压表连通电源,故障是定值电阻断路。
(4)电流表小量程分度值0.02A,示数0.30A;电阻一定,电流与电压成正比,电压扩大5倍,电流:0.10A×5 = 0.50A。
(5)R = U/I = 2.0V / 0.40A = 5Ω。
(6)电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
4. 单选题 中等
如图所示,在 “探究电流与电压的关系” 实验中,小何同学根据得到的实验数据绘制了电阻 A 和 B 的 I‑U 图像,下列说法不正确的是( )
A. 将电阻 A、B 串联后接入 3V 的电路中,电路中的电流为 0.2AB. 滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用C. 实验结论是电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比D. 多次实验的目的是为寻找普遍规律答案: C
查看解析 A.将电阻 A、B 串联,由图可知,电路中的电流为 0.2A 时,A 的电压为 1V,B 的电压为 2V,根据串联电压规律,电源电压恰好为
U=UA +UB =1V+2V=3V
故 A 正确,不符合题意。
B.根据控制变量法可知,在探究电流跟电压的关系时,需要控制导体的电阻一定,通过调节滑动变阻器可以改变接入电路中的电阻,从而改变定值电阻两端的电压,故 B 正确,不符合题意。
C.由欧姆定律可知,当电阻一定时,**通过导体的电流跟导体两端的电压成正比**;电压是自变量,电流是因变量,不能说电压与电流成正比,故 C 错误,符合题意。
D.在该实验中,通过多次实验可以避免偶然性,从而得到电流跟电压之间的普遍规律,故 D 正确,不符合题意。
故选 C。
5. 填空题 中等
小明用如图所示的电路 “探究电流与电压的关系”,所用电源电压为 4.5V,闭合开关 S 时,发现电压表无示数,但电流表有示数,电路故障可能是电阻 R1 _________(选填 “断路” 或 “短接”)。排除故障后,他移动滑动变阻器的滑片,发现当电压表示数是 1.2V 时,电流表示数是 0.30A;继续移动滑片,使电压表示数从 1.2V 增加到 2.4V,那么,定值电阻 R1 的阻值是_______Ω,该过程中滑动变阻器 R2 连入电路的阻值减小了_________Ω。
答案: 短接;4;7.5
查看解析 电流表有示数,说明电路是通路,不可能断路;电压表测定值电阻 R1 两端电压,电压表无示数,所以故障是 R1 短接。
根据欧姆定律 I=U/R:
R1 =U1 /I1 =1.2V/0.30A=4Ω。
串联电路总电压等于各部分电压之和,第一次滑动变阻器两端电压:
U2 =U−U1 =4.5V−1.2V=3.3V,
串联电流相等,此时滑动变阻器接入电阻:
R2 =U2 /I1 =3.3V/0.30A=11Ω。
定值电阻阻值不变,当电压表示数变为 2.4V,电路电流:
I'=U1 '/R1 =2.4V/4Ω=0.6A,
此时滑动变阻器两端电压:
U2 '=U−U1 '=4.5V−2.4V=2.1V,
此时滑动变阻器接入电阻:
R2 '=U2 '/I'=2.1V/0.6A=3.5Ω。
滑动变阻器减小的阻值:
ΔR2 =R2 −R2 '=11Ω−3.5Ω=7.5Ω。
6. 实验探究题 中等
在 “探究通过导体的电流与电压的关系” 的实验中,设计了如图甲所示的电路,电源电压恒为 3.0V,定值电阻 R=5Ω。
(1) 小敏根据如图甲的电路图,连接了如图乙所示的实验电路,检查时发现有一根导线连接有误,请在这根导线上打 “×”,并用笔画线代替导线,画出正确的连线(导线不得交叉)。
答案:如图
(2) 改正后,闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数(滑动变阻器已调至最大),出现该故障的原因可能是_________________。
答案:定值电阻 R 发生断路
(3) 排除故障后,继续进行实验。为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至最________(填 “左” 或 “右”)端,然后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,将实验数据记录在表格中。
答案:右
(4) 当移动滑片到某一位置时,使电压表示数如图丙所示,则电压表示数为________V,记录此时电流大小为 0.4A;若继续向左滑动滑片,电压表的示数________(填 “变大”“变小” 或 “不变”)。
答案:0;变大
(5) 小敏根据记录的实验数据,画出 U‑I 关系的图像。分析图像可以得出结论:________________________________。该实验过程中,滑动变阻器除了保护电路外,还起到__________________的作用。
答案:电阻一定时,电流与其两端的电压成正比;改变电阻两端电压
答案: (1) 如图;(2) 定值电阻 R 发生断路;(3) 右;(4) 0;变大;(5) 电阻一定时,电流与其两端的电压成正比;改变电阻两端电压
查看解析 (1) 原图中,电压表并联在导线上,并且电压表正负接线柱接反了。电压表应并联在定值电阻两端。
(2) 电流表无示数,表示电路断路;电压表示数接近电源电压,表示电压表能够连接到电源,综合分析是定值电阻 R 发生断路。
(3) 为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至阻值最大处,滑动变阻器用了左下接线柱,故应将滑动变阻器的滑片移至最右端。
(4) 电压表选择的是小量程,分度值是 0.1V,故读数是 2.0V。继续向左滑动滑片,滑动变阻器阻值变小,根据串联电路电压大小分配规律,定值电阻两端电压变大,即电压表的示数变大。
(5) 分析小敏记录的实验数据和画出 U‑I 关系的图像,可知电流随电压的增大而增大,并且电压与电流的比值一定。可以得到:电阻一定时,电流与其两端的电压成正比。该实验过程中,滑动变阻器除了保护电路外,还需要用滑动变阻器来改变定值电阻的电压,来获得多次实验数据,分析数据找到普遍规律。
7. 单选题 中等
在 “探究电流与电阻关系” 实验时,用如图所示电路,要求 “改变电阻,保持电压不变”,在进行这一实验步骤时,采取的操作是( )
A. 更换不同阻值的 R,保持 R' 的滑片位置不动B. 更换不同阻值的 R,调节 R' 的滑片到不同位置,保持 R 两端的电压不变C. 保持 R 不变,调节 R' 的滑片到不同位置D. 保持电路中的电流不变答案: B
查看解析 研究电流跟电阻的关系时,使用控制变量法,保持电阻两端的电压不变,改变电阻大小,所以要更换不同阻值 R,调节滑动变阻器的滑片到不同位置,保持电阻 R 两端的电压不变,记录相应的电流大小,故 B 符合题意,ACD 不符合题意。故选 B。
8. 填空题 中等
如图是小西探究电流与电阻的关系时所用的电路图。实验中,小西应保持________(选填 “电压表” 或 “电流表”)的示数不变;他将阻值为 5Ω 的电阻换成阻值为 10Ω 的电阻后,电压表的示数变________,此时应将滑片 P 向________(选填 “A” 或 “B”)端移动。
答案: 电压表;大;A
查看解析 滑动变阻器与定值电阻串联,电压表测定值电阻两端电压,探究电流与电阻的关系时,应控制定值电阻两端的电压不变,因此应保持电压表示数不变。
将阻值为 5Ω 的电阻换成阻值为 10Ω 的电阻后,根据串联分压原理,定值电阻两端的电压将变大,电压表示数变大。为保持定值电阻两端电压不变,需要增大滑动变阻器分得的电压,增大滑动变阻器接入电路的阻值,所以滑片向 A 端移动。
9. 实验探究题 中等
现有下列器材:学生电源(6V),电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω 各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干,利用这些器材探究 “电压不变时,电流与电阻的关系”
A.50Ω 1.0A B.30Ω 1.0A C.20Ω 1.0A
(1) 请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路。(要求连线不得交叉)。
答案:实物图连线
(2) 连接电路时,开关应该________(选填 “断开” 或 “闭合”)。
答案:断开
(3) 闭合开关前,滑动变阻器滑片 P 应该位于________(选填 “A” 或 “B”)端。
答案:A
(4) 该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外,还可以______________________。
答案:控制定值电阻两端的电压不变
(5) 开关闭合后,电压表指针在零刻度线左侧,原因是____________________-____。
答案:电压表正负接线柱接反了
(6) 小亮同学用完好的器材正确连接好电路,试触时,发现电流表的指针偏转很小;移动滑动变阻器的滑片,发现指针偏转仍然较小,产生该现象的原因可能是_____________________。
答案:电流表量程选大了
(7) 实验中依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法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:当电压一定时,通过导体的电流与电阻成________。(选填 “正比” 或 “反比”)。
答案:反比
(8) 上述实验中,小强用 5Ω 的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把 R 换为 10Ω 的电阻接入电路,闭合开关,向________(选填 “A” 或 “B”)端移动滑片,使电压表示数为________V 时,读出电流表的示数。
答案:A;2
(9) 为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器( )
A.50Ω 1.0A B.30Ω 1.0A C.20Ω 1.0A
答案:A
答案: (1) 实物图连线;(2) 断开;(3) A;(4) 控制定值电阻两端的电压不变;(5) 电压表正负接线柱接反了;(6) 电流表量程选大了;(7) 反比;(8) A;2;(9) A
查看解析 (1) 由图甲可知,电压表与定值电阻并联,滑动变阻器已选右下接线柱,再从上面的接线柱中任选一个与定值电阻串联。
(2) 为保护电路,连接电路时开关应该断开。
(3) 闭合开关前,滑动变阻器调到最大阻值,滑片位于 A 端。
(4) 探究电流与电阻关系,更换定值电阻后,要调节滑动变阻器,控制定值电阻两端电压保持不变。
(5) 电压表指针偏向零刻度线左侧,是电压表正负接线柱接反。
(6) 电路完好,移动滑片指针偏转始终很小,是电流表选择了大量程,造成指针偏转角度小。
(7) 电压一定,电流与电阻乘积恒定,可得:电压一定时,通过导体的电流和导体的电阻成反比。
(8) 把 5Ω 换成 10Ω 定值电阻,定值电阻分压变大,需要增大滑动变阻器接入电阻,滑片向 A 移动,使定值电阻两端电压保持 2V。
(9) 电源电压 6V,定值电阻控制电压 2V,滑动变阻器分压 U滑 =6V‑2V=4V;滑动变阻器分得电压是定值电阻的 2 倍;当接入最大定值电阻 20Ω,滑动变阻器需要接入 R滑 =2×20Ω=40Ω,所以滑动变阻器最大阻值不能小于 40Ω,选 A。
10. 单选题 中等
勇勇在探究“电流与电阻的关系”时,按照如图所示连接电路,电源电压恒为6V, 电阻R1 可选用 5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四种规格,请回答下列问题。
将5Ω的电阻接入电路进行实验后,接下来的操作正确的是( )
A. 定值电阻不动,观察电压表,移动滑动变阻器B. 定值电阻不动,观察电流表,移动滑动变阻器C. 更换定值电阻,观察电流表,移动滑动变阻器D. 更换定值电阻,观察电压表,移动滑动变阻器答案: D
查看解析 探究电流与电阻的关系需要更换定值电阻,保持定值电阻两端电压不变。将5Ω的电阻接入电路进行实验后,接下来应更换定值电阻的阻值,观察电压表的示数,调节滑动变阻器至电压表的示数与当定值电阻为5Ω做实验时的电压相同,故D正确,ABC错误。
故选D。
11. 填空题 中等
如图是某同学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,他都会调节滑动变阻器滑片,其目的是___________________ ,若电阻由10Ω换成12Ω,变阻器的滑片应向_______- 调节。而换接电阻多次实验,是为了_____________________ 。
答案: 控制AB间电压不变 右 得出普遍性的规律
查看解析 [1]通过导体电流的大小与导体的电阻和导体两端的电压有关,要探究电流与电阻的关系,需控制导体两端的电压不变,改变导体的电阻大小,所以在每次换接电阻后,他应调节滑动变阻器滑片控制AB间电压不变。
[2]定值电阻由10Ω换成12Ω时,根据串联分压特点可知定值电阻两端的电压变大,为保证定值电阻两端的电压不变,应让滑动变阻器两端的电压变大,根据串联分压特点知道,滑动变阻器接入电路的阻值应变大,滑动变阻器的滑片应向右调节。
[3]本实验中换接电阻多次测量的目的是为了得出普遍性的结论。
12. 实验探究题 中等
小明利用图甲所示的电路,探究 “电流跟电阻的关系”。实验选用的器材:电源(两节新干电池)、电流表、电压表、开关、滑动变阻器(50Ω 1A)各一个,若干个定值电阻(阻值为 5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),若干导线。
(1) 在电路中接入阻值为 5Ω 的定值电阻,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数如图乙所示,为________V,记录此时电流表和电压表的示数;
答案:2
(2) 把 10Ω 的定值电阻替换 5Ω 的定值电阻接入电路中,闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片向________(选填 “左” 或 “右”)移动;
答案:右
(3) 小明重复(2)的实验步骤得出多组数据,根据实验所得数据画出图丙所示的 I‑R 图像,小明认为根据该图像不能很直观地看出电流跟电阻的具体关系。对于这个实验的数据分析,你有什么比较好的建议:______________________________。
答案:根据实验所得数据画出 I‑1/R 图像进行分析
答案: (1) 2;(2) 右;(3) 根据实验所得数据画出 I‑1/R 图像进行分析
查看解析 (1) 由图乙得,电压表的分度值为 0.1V,示数为 2V。
(2) 探究电流与电阻的关系,需要控制定值电阻两端电压不变。将 5Ω 电阻更换为 10Ω 电阻,定值电阻分压变大,要保持定值电阻两端电压不变,需要增大滑动变阻器接入电路的阻值,故滑片向右移动。
(3) 电压一定时,电流与电阻成反比,电流与电阻的倒数成正比。I‑R 是曲线,不方便判断反比关系;绘制 I‑1/R 图像,图像是一条过原点的直线,可以直观体现电流与电阻的倒数成正比,从而验证电流和电阻的反比关系。
13. 单选题 中等
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答案: D
查看解析 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。
14. 单选题 中等
勇勇在探究 “电流与电阻的关系” 时,按照如图所示连接电路,电源电压恒为 6V,电阻 R1 可选用 5Ω、10Ω、15Ω、20Ω 四种规格,若勇勇选用滑动变阻器规格为 “20Ω 1A”,电流表量程为 0‑0.6A,电压表量程为 0‑3V。要完成所有实验,他应控制电压表示数为多少( )
答案: C
查看解析 由图可知,电压表测量定值电阻两端电压,由串联分压可知
R滑 /R = (U‑UV )/UV
当定值电阻最大和滑动变阻器都处于最大值时,即 R=20Ω,R滑 =20Ω 时,可得
(U‑UV )/UV = R滑 /R = 20Ω/20Ω =1
电源电压为 6V,解得 UV =3V,即要完成所有实验,定值电阻两端电压至少为 3V;若定值电阻两端电压为 4V,超过了电压表的量程,故定值电阻两端电压不能为 4V,故 ABD 不符合题意,C 符合题意。故选 C。
15. 单选题 中等
在练习使用滑动变阻器的实验中,如图连接电路,其中有两个实验操作要求为:
我们可以尝试总结此实验中滑动变阻器在电路中的作用有:①保护电路;②改变定值电阻两端电压;③保持定值电阻两端电压不变;④改变定值电阻阻值。
对于以上分析,正确的有( )
A. 只有①②B. 只有①③C. 只有①②③D. ①②③④都有答案: C
查看解析 滑动变阻器串联在电路中使用,在电路中起到保护电路的作用。另外,实验(1)中,滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端电压;实验(2)中,滑动变阻器的作用是保持定值电阻两端电压不变。故滑动变阻器的作用有:①②③,故C正确,ABD错误。
故选C。
16. 单选题 中等
小宇和同学们在做电学实验过程中,她们经过讨论,依次改进了“探究电流跟电压的关系”的实验电路图,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. 图乙改进为图丙:实现多次实验,得到电流跟电压之间的定量关系C. 图丙:移动滑动变阻器目的是保持电阻R两端电压不变D. 图丙:不增加任何器材、不改变电路,也可以探究电流与电阻的关系答案: B
查看解析 A.探究“电流与电压的关系”实验中,应控制电阻不变,而灯的电阻随温度的改变而改变,由图甲改进为图乙是为保证实验过程中电阻这—因素不变,故A错误;
B.由图乙改进为图丙是因为使用滑动变阻器既能保护电路,又能通过调节滑动变阻器的滑片使定值电阻R两端的电压改变,得到电流跟电压之间的定量关系,故B正确;
C.探究电流跟电压的关系实验中,需多次改变电流和电压的数值,移动滑动变阻器目的是改变电阻两端电压和通过电阻的电流,故C错误;
D.在“探究电流跟电阻关系”的实验中,需控制电阻两端电压不变,多次改变电阻阻值,故需要添加几个阻值不同的电阻,故D错误。
故选B。
17. 填空题 中等
小军采用如图的电路,研究“通过某导体的电流与它的电阻关系”,他分别用5Ω和10Ω的电阻做两次实验,当完成第一次实验后,小军将A、B两点间的电阻R由5Ω更换为10Ω,闭合开关后,发现电压表的示数_______ ,为了保持R的___________ ,他应该将滑动变阻器的滑片__________(“向左移”、“向右移”或“保持不变”)
答案: 变大 电压不变 向右移
查看解析 [1][2][3]将AB两点间5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,AB间电阻变大,所分得的电压增大,故电压表的示数变大,探究电流和电阻的关系,保持电压不变,为保持AB间的电压不变,需要移动滑片使AB间的电压减小:由串联电路电压的规律可知需要增大变阻器两端的电压,由串联分压可知,需要增大滑动变阻器连入电路的电阻,将变阻器滑片向右移动,滑动变阻器连入电路的电阻增大。
18. 填空题 中等
如图所示,这是 “探究通过导体的电流与_________________的关系” 的实验电路和依据测得的数据制作的表格,实验中使用的定值电阻为________Ω。
答案: 导体两端的电压;5
查看解析 根据表格中记录的物理量是通过导体的电流和电压,利用表格数据结合欧姆定律可以计算出实验中使用的定值的阻值为
R=U/I=3.0V/0.60A=2.0V/0.40A=1.0V/0.20A=5Ω
由此可判断该实验探究的是在导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压的关系。
19. 实验探究题 中等
同学们利用以下器材探究 “电流与电压、电阻的关系”。学生电源(调至 6V 进行实验)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω 各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干。
(1) 请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路(要求连线不得交叉);
答案:实物连线
(2) 连接电路时,应将滑动变阻器的滑片移到最_____________(选填 “左” 或 “右”)端;
答案:左
(3) 开关闭合后,发现电压表无示数,电流表有示数,故障可能是定值电阻 R________(选填 “断路” 或 “短路”);
答案:短路
(4) 排除故障后,闭合开关,改变滑片的位置,记录的实验数据如表格所示。请将表格未填写的数据补充完整:
答案:0.3
(5) 之后再将另外两个定值电阻分别接入电路中,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,利用描点法得到如图丙所示的电流 I 随电阻 R 变化的图像。实验中若定值电阻从 20Ω 换成 10Ω 时,滑动变阻器的滑片应向________(选填 “左” 或 “右”)移动;
答案:右
(6) 由图像可以得出结论:电压一定时,电流与电阻成________(选填 “正比” 或 “反比”)。
答案:反比
答案: (1) 实物连线;(2) 左;(3) 短路;(4) 0.3;(5) 右;(6) 反比
查看解析 (1)由图甲可知,电压表测定值电阻的电压,所以电压表与电阻并联。
(2)连接电路时,为保护电路,应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处,即为最左端。
(3)开关闭合后,电流表有示数,说明电路是通路;电压表无示数,说明电压表不能测定值电阻 R 的电压,所以可能是定值电阻 R 短路。
(4)由第 1 组和第 3 组的数据可知,电阻均为
R=U/I=1.0V/0.2A=2.0V/0.4A=5Ω
所以第 2 组实验电流为
I2 =U2 /R=1.5V/5Ω=0.3A
(5)根据串联分压原理可知,实验中若定值电阻从 20Ω 换成 10Ω,电阻变小,其分到的电压也变小,再根据串联电路电源电压等于各用电器电压之和可知,应减小滑动变阻器分得的电压,再根据串联分压原理,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片向右移动。
(6)由图丙可知,电流与电阻的乘积为
0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V
电流与电阻之积为一定值,可得结论:当电压一定时,电流与电阻成反比。
20. 实验探究题 中等
物理学习小组在 “探究电流与电压的关系” 时,设计了如图甲所示的电路。其中电源电压为 3V,定值电阻 R1 约为 4Ω,电流表量程为 0~0.6A,电压表量程为 0~3V。该小组同学完成了以下实验步骤:
(1) 正确连接好电路,闭合开关 S 前,需将滑片 P 移动至________(选填 “a” 或 “b”)端;
答案:b
(2) 闭合开关 S 后,发现无论怎样移动滑片 P,电流表、电压表均无示数。在检查电源和导线均正常的前提下,你认为引起上述现象的原因可能是_____________;(写出一种即可)
答案:滑动变阻器断路
(3) 排除故障后,小组同学正常进行操作,在表格中记录多组电流表、电压表的示数。当电压表示数为 1.2V 时,电流表示数如图乙所示为________A;
答案:3
(4) 根据表格数据,在图丙中画出 I‑U 关系图像;
答案:描点画出 I‑U 关系图像
(5) 分析所绘制的图像得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成________。请写出你是如何得出这个结论的:________________________________________________;
答案:正比;I‑U 关系图像为一条过原点的倾斜的直线,当电阻不变时,电压变为原来的多少倍,电流也变为原来的多少倍
(6) 该小组同学认为还需更换不同阻值的定值电阻重复上述操作,你认为他们这么做的目的是________________________________。
答案:得出普遍规律
答案: (1) b;(2) 滑动变阻器断路;(3) 3;(4) 描点画出 I‑U 关系图像;(5) 正比;I‑U 关系图像为一条过原点的倾斜的直线,当电阻不变时,电压变为原来的多少倍,电流也变为原来的多少倍;(6) 得出普遍规律
查看解析 (1)闭合开关 S 前,为了保护电路,滑动变阻器应移至阻值最大处,即 b 端。
(2)据图可知,电路是串联的,电路中无电流,说明电路发生断路,则可能是滑动变阻器发生断路,此时电路无通路,因此电压表无示数,且无论怎样移动滑片 P,电流表、电压表均无示数。
(3)乙图中电流表的量程是 0‑0.6A,分度值是 0.02A,读数为 0.3A。
(4)根据描点画线,画出的 I‑U 关系图像。
(5)I‑U 关系图像为一条过原点的倾斜的直线,可知在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。根据图像分析可知,当电阻不变时,电压变为原来的多少倍,电流也变为原来的多少倍,即可得出:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比的结论。
(6)为了使实验结论更具普遍性,需更换不同的定值电阻多次实验。
21. 实验探究题 中等
小明在 “探究电流与电阻的关系” 时,设计了如图甲所示的电路,电源电压为 6V 且保持不变,实验供选择的定值电阻五个,阻值分别为 5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,滑动变阻器最大阻值为 45Ω。
(1) 连接电路时,开关应________,滑动变阻器的滑片 P 应移动至________(填 “最左” 或 “最右”)端;
答案:断开;最左
(2) 若闭合开关后发现,无论怎么移动变阻器的滑片,电流表均有示数,而电压表均没有示数,则电路中的故障可能是____________________;(写出一种即可)
答案:电压表断路(或定值电阻短路)
(3) 排除故障后,闭合开关,继续实验,小明根据测量的前四组实验数据在图乙中描点并连线,则图乙中阴影部分面积表示的物理量是____________(请写出物理量的名称),根据图乙可得到结论:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻的定量关系是__________________________________。
答案:电压;成反比
(4) 当小明接入 25Ω 的定值电阻时,无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法完成实验,请你帮助小明分析其中的原因是________________。(写出一种即可)
答案:滑动变阻器最大阻值太小
答案: (1) 断开;最左;(2) 电压表断路(或定值电阻短路);(3) 电压;成反比;(4) 滑动变阻器最大阻值太小
查看解析 (1)连接电路中,为了保护电路,开关应该断开。为了保护电路,滑动变阻器的滑片 P 应移动至阻值最大处,故需要滑动变阻器的滑片 P 应移动至最左端。
(2)若闭合开关后发现,无论怎么移动变阻器的滑片,电流表均有示数,说明电路故障可能是短路,而电压表均没有示数,则电路中的故障可能是电压表所测的定值电阻短路,也可以是电压表断路。
(3)阴影部分的面积为电流与电阻的乘积,根据可知,电流与电阻的乘积是电压。电流与电阻的乘积是一个定值,始终为 2V,故当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻的定量关系是成反比。
(4)当小明接入 25Ω 的定值电阻时,探究电流与电阻的关系,需要控制定值电阻两端的电压不变,故定值电阻的两端的电压为 2V,滑动变阻器两端的电压为
U滑 =U−U定 =6V−2V=4V
定值电阻与滑动变阻器的电压之比为
U定 /U滑 = 2V/4V = 1/2 = IR定 /IR滑 = R定 /R滑
滑动变阻器接入的阻值为
R滑 =2R定 =2×25Ω=50Ω
而滑动变阻器的最大阻值只有 45Ω,故无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法完成实验,原因是滑动变阻器的最大阻值太小了。
22. 实验探究题 中等
小敏用如图所示的电路图,研究通过导体的电流与导体电阻的关系,电源电压恒为 6V,记下相应的 4 次实验的电流和电阻值如下表所示。
(1) 实验过程中,移动变阻器滑片时,眼睛应注视________(填字母);
A.变阻器滑片 B.电压表示数 C.电流表示数
答案:B
(2) 实验中,小敏所选择的变阻器是________(填序号);
A.10Ω 0.5A B.20Ω 1A C.50Ω 2A
答案:C
(3) 实验过程中,如果出现了电流表示数为 0,电压表示数接近 6V 的情况,电路发生的故障可能是_______________;
答案:R 断路
(4) 在实验过程中,小敏断开开关直接将 5Ω 电阻换成 10Ω 电阻,滑动变阻器的滑片 P 应向________(填 “左” 或 “右”)端移动,直到电压表的数为________V 时停止调节。实验中滑动变阻器的主要作用是_______________________________;
答案:右;2;保持定值电阻两端的电压不变
(5) 根据表中数据可得出的结论:_____________________________;
答案:导体两端的电压不变时,通过这段导体的电流与这段导体的电阻成反比
(6) 图中 I‑R 图象正确的是()
答案:D
答案: (1) B;(2) C;(3) R 断路;(4) 右;2;保持定值电阻两端的电压不变;(5) 导体两端的电压不变时,通过这段导体的电流与这段导体的电阻成反比;(6) D
查看解析 (1)根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压相同,因此实验过程中,移动变阻器滑片时,眼睛应注视电压表,使电压表的示数不变,故 AC 不符合题意,B 符合题意。故选 B。
(2)由表中数据可知,实验中使用的定值电阻阻值最大为 20Ω,定值电阻两端的电压始终保持
UR =IR=0.1A×20Ω=……=0.4A×5Ω=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 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
即所选择的变阻器不能小于 40Ω,故 AB 不符合题意,C 符合题意。故选 C。
(3)电流表无示数,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压 6V,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,说明与电压表并联的定值电阻 R 断路了。
(4)本实验要控制电阻两端的电压为 2V 不变,变阻器分到的电压为 4V 不变,才能进行探究,所以在实验过程中,小敏断开开关直接将 5Ω 电阻换成 10Ω 电阻,滑动变阻器的滑片 P 应向右端移动,直到电压表的数为 2V 时停止调节。本实验滑动变阻器的主要作用是:保持定值电阻两端的电压不变。
(5)根据表中数据可得出的结论:导体两端的电压不变时,通过这段导体的电流与这段导体的电阻成反比。
(6)根据导体两端的电压不变时,通过这段导体的电流与这段导体的电阻成反比可知,图中 I‑R 图象是反比例函数图像,所以 ABC 错误,D 正确。故选 D。
23. 实验探究题 中等
在 “探究电流与电压的关系” 实验中,选用的器材有:电压恒为 3V 的电源、阻值为 10Ω 的定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和若干导线。
请在图乙中描出上表中各组数据对应的点,并根据描出的点画出 I‑U 关系图像。
(1) 按图甲连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至________(选填 “A” 或 “B”)端,目的是_____________。
答案:B;保护电路
(2) 闭合开关,发现________表无示数。经检查发现,电路中有一根导线连接错误,请在图甲错误的线上打 “×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
答案:电流;作图(电流表串联,电压表并联在定值电阻两端)
(3) 检查电路连接无误后,闭合开关,调节滑动变阻器,记录了如下数据。
答案:描点连线,画出 I‑U 图像
(4) 分析表中数据或图像特点,可以得到结论:当导体电阻一定时,_____________________。得出此结论的理由是__________________________。
答案:通过导体的电流与它两端的电压成正比;电压与电流的比值为一定值
(5) 增加 5Ω、15Ω、20Ω 的定值电阻,利用上述的实验器材和电路还可以探究 “电流与电阻的关系”。
①先将 5Ω 的定值电阻接入电路中,调节滑动变阻器,当电压表示数为 2V 时,记录电流表的示数;
②不改变滑动变阻器滑片的位置,将 5Ω 的电阻换成 10Ω 的电阻,闭合开关,应向________(选填 “左” 或 “右”)移动滑动变阻器滑片,移动过程中眼睛应注视________(选填 “电压表” 或 “电流表”)的示数;
③换接 15Ω 和 20Ω 的定值电阻,重复上述实验步骤,根据记录的数据绘出 I‑1/R 图像如图所示,由图可知:导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成________比。
答案:②右;电压表 ③反
答案: (1) B;保护电路;(2) 电流;作图(电流表串联,电压表并联在定值电阻两端);(3) 描点连线,画出 I‑U 图像;(4) 通过导体的电流与它两端的电压成正比;电压与电流的比值为一定值;(5) ②右;电压表 ③反
查看解析 (1)闭合开关前,滑动变阻器接入电路的电阻应最大,使电路电流最小,故应将滑动变阻器的滑片调至 B 端,滑动变阻器起到保护电路的作用。
(2)电流表应与定值电阻串联,图中电流表与电压表串联了,由于电压表的电阻很大,因此电流表无示数;电压表应与定值电阻并联,电流表应串联在电路中,改正后的电路:将错误导线打 ×,把电流表改串联接入电路。
(3)在图中描出各点,用平滑的线把各点连接起来,得到 I‑U 关系图像。
(4)由表格中数据可知
R=U/I =1.0V/0.1A =1.2V/0.12A =1.8V/0.18A =2.4V/0.24A =2.8V/0.28A =10Ω
电压与电流的比值为一定值,结合画出的正比例函数图像,可得结论:当电阻一定时,通过导体的电流与它两端的电压成正比。
(5)②探究电流与电阻的关系时,定值电阻两端的电压应保持不变,不改变滑动变阻器滑片的位置,将 5Ω 的电阻换成 10Ω 的电阻,定值电阻分得的电压增大,故应增大滑动变阻器的电压,则滑动变阻器接入电路的电阻需变大,所以需向右移动滑片,移动过程中眼睛注视电压表的示数,直到电压表的示数为 2V,然后读出电流表的示数。
③换接不同的定值电阻,重复上述的实验步骤。绘制出电流 I 与电阻倒数 1/R 变化的图像,图像是一条过原点的直线,说明 I 与 1/R 成正比,I 与 R 成反比,故可得:电压一定时,通过导体电流与导体的电阻成反比。
24. 实验探究题 中等
现有下列器材:学生电源电压 9V,电流表、电压表、定值电阻(10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω、40Ω 各一个)、开关、滑动变阻器(规格为 “20Ω 1A” 和 “15Ω 2A”)和导线若干。小明利用这些器材探究 “通过导体的电流与导体电阻的关系”,他设计了如图甲所示的电路。
(1) 在连接电路时,开关应________。在这个实验中,还可以在改变接入电路的电阻 R 时,通过调节滑片位置,使________保持不变;
答案:断开;电压
(2) 实验中,小强用 10Ω 的电阻做完实验后,接着用 15Ω 的电阻替换之前的电阻接入电路,则为了实现探究目的,需要使滑动变阻器接入电路的阻值________(选填 “增大”、“不变” 或 “减小”);
答案:增大
(3) 若要使所给的 6 个定值电阻分别接入电路中都能正常进行实验,应选取规格为____________的滑动变阻器。
答案:20Ω 1A
答案: (1) 断开;电压;(2) 增大;(3) 20Ω 1A
查看解析 (1)为了保护电路,连接电路时开关应断开。
根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压相同,因此在这个实验中,滑动变阻器还可以在改变接入电路的电阻 R 时,通过调节滑片位置,使电阻 R 两端电压保持不变。
(2)根据串联电路的分压原理知道,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,根据串联电路电压的规律知道,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知道,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻。
(3)电源电压为 9V,定值电阻两端电压为
UR =IR=0.3A×20Ω=6V
则滑动变阻器两端电压为
U滑 =U−UR =9V−6V=3V
定值电阻两端电压是滑动变阻器两端电压的 2 倍,由串联电路特点知道,定值电阻阻值是滑动变阻器接入电路阻值的 2 倍,定值电阻最大阻值 40Ω,用此电阻进行实验时,滑动变阻器接入电路的阻值应为 20Ω,则应选最大阻值为 20Ω 的滑动变阻器,因此选取规格为 “20Ω 1A” 的滑动变阻器。
25. 实验探究题 中等
小华同学想探究 “通过铅笔芯的电流与其两端电压的关系”,设计了如图所示的电路。选用的器材有:2B 铅笔芯一根,两节干电池组成的电池组,电流表,电压表,滑动变阻器,开关,导线若干。
(1) 小华同学根据电路图连接电路,闭合开关前滑动变阻器的滑片 P 应移到________(选填 “A” 或 “B”)端;
答案:B
(2) 闭合开关前,发现电压表指针在零刻度线左端,其原因可能是____________________________;
答案:电压表指针未调零
(3) 排除故障后,小华合开关,移动滑动变阻器的滑片,将获得的几组数据记录在下表。请根据表格中几组数据在答题卡坐标纸上画出铅笔芯的 I‑U 图像;
答案:描点连线画出 I‑U 图像
(4) 小华通过图像得出的结论是______________________________________。
答案:通过铅笔芯的电流与其两端电压成正比
答案: (1) B;(2) 电压表指针未调零;(3) 描点连线画出 I‑U 图像;(4) 通过铅笔芯的电流与其两端电压成正比
查看解析 (1)为保护电路,闭合开关前滑动变阻器的阻值应最大,所以滑片应移到 B 端。
(2)闭合开关前,电路未接通,电压表指针未指在零刻度线处,可能是电压表未调零。
(3)根据表中数据描点连线,可得铅笔芯的 I‑U 图像。
(4)铅笔芯的 I‑U 图像是一条过原点的倾斜的直线,由此可知,通过铅笔芯的电流与其两端的电压成正比。
26. 实验探究题 中等
小聪利用如图甲所示的电路 “探究电流与电阻的关系”。电源电压为 4.5V 且保持不变,定值电阻的阻值分别为 25Ω、20Ω、15Ω、10Ω,滑动变阻器的规格为 “50Ω;1A”。
(1) 根据电路图连接电路的过程中,开关应该________;闭合开关前应将滑动变阻器滑片 P 移至________(选填 “a” 或 “b”)端。
答案:断开;b
(2) 闭合开关 S 试触时,发现电流表出现了如图乙所示情况,这是因为电流表_____________________。
答案:正负接线柱接反
(3) 闭合开关后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片 P,电流表均有示数,电压表无示数,则电路出现的故障可能是定值电阻_____________。
答案:短路
(4) 排除故障后小聪进行了五次实验,根据实验数据画出了电流与电阻关系的图像如图丙所示,分析图像可知,阻值为___________Ω 的定值电阻连入电路时,实验数据是错误的。
答案:20
(5) 排除错误数据的影响后,可以得出结论:当__________相同时,通过用电器的电流与用电器的电阻成____________。
答案:电压;反比
答案: (1) 断开;b;(2) 正负接线柱接反;(3) 短路;(4) 20;(5) 电压;反比
查看解析 (1)根据电路图连接电路的过程中,为保护电路,开关应该断开。
为了保护电路,闭合开关前应将滑动变阻器滑片 P 移至阻值最大处,即应将滑动变阻器滑片 P 移至 b 端。
(2)由图乙可知,闭合开关 S 试触时,电流表指针反向偏转,是因为电流表的正负接线柱接反了。
(3)由图甲可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量定值电阻两端的电压,闭合开关后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片 P,电流表均有示数,说明电路是通路,电压表无示数,则电路出现的故障可能是与电压表并联的定值电阻短路。
(4)根据图像画出的电流与电阻关系的图像知道,除定值电阻为 20Ω 外,其余数据中,电流与电阻之积为一定值,故阻值为 20Ω 的定值电阻连入电路时的实验数据是错误的。
(5)去掉错误数据后,其余数据中,电流与电阻之积为一定值,故能得出结论:当用电器两端电压一定时,通过用电器的电流与用电器的电阻成反比。
27. 填空题 中等
小明想探究“电流与电阻的关系”,某次测量时电流表的示数如图甲所示,此时电流为__________ A;经过测量多组数据后绘制出I-R图像如图乙所示,由图像得到的结论是__________________________________________________。
答案: 0.3 电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
查看解析 [1]由图甲可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.3A。
[2]由图乙可知,电流和电阻的乘积不变,即电压表的示数不变,可以得到电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
28. 实验探究题 中等
在探究 “电流与电压和电阻的关系” 的实验中:
(1) 请用笔画线代替导线,将图中的电路连接完整;
答案:实物作图(滑动变阻器一上一下接入,电压表选 0~3V 量程并联在定值电阻两端)
(2) 表一是探究电流与________关系的实验数据,为分析它们的定量关系,需要对表一中的数据进行处理,请简要说明如何处理数据:_________________(写出一种方法即可);
答案:电压;绘制 I‑U 图像
(3) 分析表二中的数据,可得结论:当电压一定时,________。
答案:通过导体的电流与导体的电阻成反比
答案: (1) 实物作图(滑动变阻器一上一下接入,电压表选 0~3V 量程并联在定值电阻两端);(2) 电压;绘制 I‑U 图像;(3) 通过导体的电流与导体的电阻成反比
查看解析 (1)探究 “电流与电压和电阻的关系” 的实验中,滑动变阻器要与定值电阻串联,接线 “一上一下”;电压表测量定值电阻两端电压,表一电压小于 3V,电压表选用 0~3V 量程。
(2)表一数据中电压发生改变,控制电阻不变,探究电流与电压的关系。
处理数据可以采用图像法:建立平面直角坐标系,以电流为纵轴、电压为横轴,描点连线,通过 I‑U 图像分析二者定量关系。
(3)由表二数据可知,电流与电阻的乘积为定值,电阻越大,电流越小。因此:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
29. 实验探究题 中等
小州与小腾利用如图甲所示电路来探究电流与电压、电阻的关系,电源电压恒为 3V。
(1) 在探究电流与电压的关系时,应控制________不变。请你用笔画线代替导线将图乙补充完整,使滑动变阻器接入电路的阻值最大。
答案:电阻;实物作图(滑动变阻器右下接线柱接入)
(2) 在探究电流与电阻的关系时,小州先将滑动变阻器调到最大阻值,再把 5Ω 的定值电阻接入电路,闭合开关,记下此时电压表的示数刚好为 1V,电流表示数为 0.2A,他由此计算出滑动变阻器的最大阻值为________Ω。接着他把定值电阻换成 10Ω,发现无论怎样调节滑动变阻器,都不能使电压表示数为 1V。小腾分析后指出,只需将滑动变阻器接入电路的阻值调________(选填 “大” 或 “小”),使定值电阻两端的控制电压由 1V 调为 2V,重做以上实验即可。
答案:10;小
(3) 小州将定值电阻由 10Ω 换成 30Ω 继续实验,又发现无论怎样调节滑动变阻器,都不能使电压表示数回到 2V。经过分析,他将滑动变阻器更换为 0~________(选填 “5” 或 “20”)Ω 的滑动变阻器后,可完成探究。
答案:20
答案: (1) 电阻;实物作图(滑动变阻器右下接线柱接入);(2) 10;小;(3) 20
查看解析 (1)在探究电流与电压的关系时,应控制电阻不变。滑动变阻器需接入最大阻值,应接右下接线柱。
(2)当接入 5Ω 电阻时,电压表示数为 1V,电流表示数为 0.2A,滑动变阻器分压:3V−1V=2V。
由欧姆定律得滑动变阻器接入阻值:R=U/I =2V/0.2A =10Ω,滑动变阻器最大阻值为 10Ω。
换用 10Ω 电阻后,若控制电压 1V,滑动变阻器需要 20Ω,超过原有变阻器最大阻值。把定值电阻控制电压改为 2V,滑动变阻器只需要分担 1V,对应电阻 5Ω,所以将滑动变阻器接入阻值调小。
(3)定值电阻为 30Ω,控制电压 2V,滑动变阻器分压 1V,根据串联分压,滑动变阻器需要 15Ω。原变阻器最大只有 10Ω,因此更换为 0~20Ω 的滑动变阻器。
30. 实验探究题 中等
小明用电压为 6V 的电源、定值电阻 R1 、电压表、电流表、最大阻值为 20Ω 的滑动变阻器 R2 、开关等器材,探究导体中的电流与导体两端电压的关系。
老师指出表中有一组数据是无法从实验中测得的,请你判断这组数据的实验序号是__________________;
(1) 根据图甲所示电路图,将图乙的实物图连接完整;
答案:实物作图(电压表并联在定值电阻 R1 两端)
(2) 电路连接正确,规范操作后,闭合开关,小明发现电流表无示数,电压表示数为 6V,电路中仅有一处故障,则故障可能是_______________;
答案:定值电阻断路
(3) 排除故障后继续实验,小明的实验数据如下表:
答案:1
(4) 通过实验得出初步结论:____________________时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
答案:电阻一定
答案: (1) 实物作图(电压表并联在定值电阻 R1 两端);(2) 定值电阻断路;(3) 1;(4) 电阻一定
查看解析 (1)由图甲可知,电压表应与定值电阻并联,完成实物连线。
(2)闭合开关,电流表无示数,说明电路发生断路;电压表示数为 6V,电压表两端与电源相通,电路仅有一处故障,则故障为定值电阻断路。
(3)第 1 组数据中,电流为 0.15A,电压表示数为 1.5V,滑动变阻器阻值 R滑 =(U−UV )/I =(6V−1.5V)/0.15A =30Ω。
滑动变阻器 R2 最大阻值只有 20Ω,达不到 30Ω,因此第 1 组数据无法测得。
(4)由表可知,电压与电流的比值 R=U/I ,比值为定值,可得结论:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
31. 单选题 中等
关于公式 R =U /I ,下面理解正确的是()
A. 导体电阻跟导体两端电压成正比B. 导体电阻跟导体中的电流成反比C. 导体的电阻等于导体两端电压与通过导体电流的比值D. 导体两端电压为零时,导体电阻为零答案: C
查看解析 ABD.电阻是导体自身的性质,只和材料、长度、横截面积、温度有关,和电压、电流无关,电压为 0,电阻不变,ABD 错误;
C.根据 R =U /I ,电阻可以用导体两端电压除以通过导体的电流来计算,故 C 正确。故选 C。
32. 填空题 中等
某导体两端的电压为 5V,通过的电流为 0.1A,则该导体的电阻为____。若该电阻两端的电压变为 2.5V,则通过它的电流变为____,若它两端的电压为 0,则它的电阻为____。
答案: 50Ω;0.05A;50Ω
查看解析 [1] 某导体两端的电压为 5V,通过的电流为 0.1A,则该导体的电阻为
R=U1 /I1 =5V/0.1A=50Ω
[2] 若该电阻两端的电压变为 2.5V,则通过它的电流变为
I2 =U2 /R=2.5V/50Ω=0.05A
[3] 电阻是导体本身具有的性质,与电压和电流无关,若它两端的电压为 0,则它的电阻仍为 50Ω。
33. 计算题 简单
如图是定值电阻 A 和 B 的电流随电压变化的 I−U 图像,根据图像完成:
(1) 求电阻 A 和 B 的阻值 RA 和 RB ;
答案:5Ω,10Ω
(2) 若将 A、B 两个电阻并联后接到电压为 2.0V 的电源上时,求通过 A、B 的电流之比。
答案:2:1
答案: (1) 5Ω,10Ω;(2) 2:1
查看解析 (1)由图可知,当定值电阻 A 两端的电压为 3.0V 时,通过定值电阻 A 的电流为 0.6A,所以根据欧姆定律可知,电阻 A 的阻值为
RA =UA /IA =3.0V/0.6A=5Ω
当定值电阻 B 两端的电压为 3.0V 时,通过定值电阻 B 的电流为 0.3A,所以根据欧姆定律可知,电阻 B 的阻值为
RB =UB /IB =3.0V/0.3A=10Ω
(2)若将 A、B 两个电阻并联后接到电压为 2.0V 的电源上时,根据并联电路的电压规律可知,A、B 两个电阻的两端电压都为 2.0V,由题图可知,此时通过定值电阻 A 的电流为 I′=0.4A,通过定值电阻 B 的电流为 I″=0.2A,则通过 A、B 的电流之比为
I′:I″=0.4A:0.2A=2:1
34. 单选题 中等
以下关于欧姆定律的理解正确的是()
A. 由 I=U /R 可知,电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比B. 由 U=IR 可知,电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比C. 由 R=U /I 可知,导体的电阻与其两端的电压成正比,与其通过的电流成正比D. 当导体两端的电压为 0 时,导体的电阻也为 0Ω答案: A
查看解析 A.由 I=U /R 可知,电阻一定时,导体两端的电压增大为原来的几倍,通过导体的电流也增大为原来的几倍,即通过导体的电流与其两端的电压成正比,故 A 正确;
B.在电路中,导体两端的电压变化是电流变化的原因,只有导体两端有电压时导体中才会有电流,因此不能由 U=IR 得出导体两端的电压与通过导体的电流成正比,故 B 错误;
C.导体的电阻由其本身的材料、长度、横截面积决定,与导体两端所加电压和通过电流的大小无关。因此不能由 R=U /I 得出导体的电阻与其两端的电压成正比,与其通过的电流成正比,故 C 错误;
D.导体的电阻由其本身的材料、长度、横截面积决定,与导体两端所加电压和通过电流的大小无关,电压为 0,电阻不为 0。故 D 错误。
故选 A。
35. 填空题 中等
一段导体两端电压是 10V 时,通过导体的电流为 0.5A,此导体的电阻是____Ω,如果导体两端的电压降到 1V,通过导体的电流为____A。导体两端不加电压时导体的电阻是____Ω。
答案: 20;0.05;20
查看解析 [1] 由公式 I=U /R 得导体的电阻
R=U/I=10V/0.5A=20Ω
[3] 因为电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,所以,当导体两端的电压降到 1V 或导体两端不加电压时,仍为 20Ω。
[2] 当导体两端的电压降为 1V 时,通过它的电流
I′=U′/R=1V/20Ω=0.05A
36. 计算题 中等
通过 A、B 两个电阻器的电流与其两端电压的关系如图所示。求:
(1) A、B 两个电阻器的电阻;
答案:5Ω;10Ω
(2) 将 A、B 并联后接入电路,当 A 的两端电压为 4V 时,求电路的总电流。
答案:1.2A
答案: (1) 5Ω;10Ω;(2) 1.2A
查看解析 解:(1)由 I−U 图像知,电阻 A 的阻值
RA =UA /IA =5V/1.0A=5Ω
RB =UB /IB =6V/0.6A=10Ω
(2)并联电路各支路两端的电压相等,当 A 的两端电压为 4V 时,由图像可知,通过 A 的电流为 0.8A,通过 B 的电流为 0.4A,由并联电路电流规律可得电路的总电流为
I=I1 +I2 =0.8A+0.4A=1.2A
答:(1)电阻 A 的阻值是 5Ω,电阻 B 的阻值是 10Ω;
(2)电路的总电流为 1.2A。
37. 单选题 中等
如图甲所示的电路,电源电压恒定不变,定值电阻 R1 =5Ω,闭合开关后,两电流表指针均指在图乙同一位置,则下列选项正确的是()
A. 电流表 A1 的示数为 0.3AB. 电流表 A2 的示数为 0.6AC. 定值电阻 R2 的阻值为 20ΩD. 电压表的示数为 7.5V答案: C
查看解析 AB.据图可知,闭合开关后,电路是两定值电阻并联,电流表 A1 测干路电流,电流表 A2 测 R2 支路电流,已知两电流表指针均指在图乙同一位置,说明电流表 A1 使用的是大量程,分度值是 0.1A,读数为 1.5A,电流表 A2 使用的是小量程,分度值是 0.02A,读数为 0.3A,故 AB 错误;
CD.图中电压表测电源电压,根据并联电流规律可得,R1 支路电流为 I1 =I−I2 =1.5A−0.3A=1.2A
电源电压为 U=U1 =I1 R1 =1.2A×5Ω=6V
则定值电阻 R2 的阻值为 R2 =U/I2 =6V/0.3A=20Ω
故 C 正确,D 错误。
故选 C。
38. 填空题 中等
如图所示的电路中,电源电压保持不变。定值电阻 R1 =10Ω,只闭合开关 S 时,电流表的示数为 0.3A;当同时闭合开关 S、S1 时,电流表的示数为 0.4A。则电源电压为____V,定值电阻 R2 的阻值为____Ω。
答案: 3;30
查看解析 [1] 定值电阻 R1 =10Ω,只闭合开关 S 时,此时电路只有 R1 接入电路,电流表的示数为 0.3A,电源电压为
U=I1 R1 =0.3A×10Ω=3V
[2] 当同时闭合开关 S、S1 时,两电阻并联,电流表测量干路电流,电流表的示数为 0.4A,R2 的电流为
I2 =I−I1 =0.4A−0.3A=0.1A
并联电路各支路电压等于电源电压,则 R2 两端电压 U=3V,
定值电阻 R2 的阻值:R2 =U/I2 =3V/0.1A=30Ω。
39. 计算题 中等
如图所示的电路中,电源电压恒定不变,当 S 闭合,S1 断开时,电压表的示数为 3V,电流表的示数为 0.4A;当 S、S1 都闭合,电流表的示数为 1A;求:
(1) 电源电压是多少?
答案:3V
(2) 当 S、S1 都闭合时,通过 R1 的电流是多少?R1 的阻值是多少。
答案:0.6A,5Ω
答案: (1) 3V;(2) 0.6A,5Ω
查看解析 (1)当 S 闭合,S1 断开时,只有 R2 连入电路,电压表测电源电压,则电源电压为 3V。
(2)当 S、S1 都闭合,R1 与 R2 并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流,因并联电路各支路两端的电压相等,则 R1 两端的电压 U1 =U=3V。
因并联电路两电阻互不影响,则通过 R2 的电流仍为 0.4A,则此时通过 R1 的电流为
I1 =I−I2 =1A−0.4A=0.6A
R1 的阻值是 R1 =U1 /I1 =3V/0.6A=5Ω。
40. 单选题 中等
跟踪训练 1・如图所示电路,R1 为一个 5Ω 的定值电阻,在不考虑温度影响的情况下,下列说法正确的是()
A. 在开关断开时,R1 的阻值为 0B. 在开关断开时,R1 的阻值为 5ΩC. 当 R2 滑片向左滑动时,电流表的示数变小D. 当 R2 滑片向右滑动时,电压表的示数变小答案: B
查看解析 AB.电阻与导体的材料、长度、横截面积有关,与电路通断无关,在开关断开时,R1 的阻值不变,为 5Ω,故 A 错误,B 正确;
C.定值电阻 R1 与变阻器 R2 串联,电流表测量电路电流。当 R2 滑片向左滑动时,变阻器 R2 接入电路中电阻变小,电路总电阻变小,由欧姆定律可知电路中的电流变大,电流表的示数变大,故 C 错误;
D.电压表测量 R2 的电压,当 R2 滑片向右滑动时,变阻器 R2 接入电路中电阻变大,由串联电路中电阻越大分到的电压越大得,电压表的示数变大,故 D 错误。
故选 B。
41. 填空题 中等
如图甲是小灯泡 L 和电阻 R 的电流随电压变化图象,将它们按图乙所示接入电压为 2V 的电路中,只闭合开关 S,则此时小灯泡的电阻为____Ω;再闭合开关 S1 ,通过定值电阻的电流是____A,此时电流表的示数为____A。
答案: 4;0.2;0.7
查看解析 [1] 由图乙可知,只闭合开关 S,电路为小灯泡的简单电路,由图像甲可知,当小灯泡两端电压为 2V 时,通过它的电流为 0.5A,则此时小灯泡的电阻为
RL =U/IL =2V/0.5A=4Ω
[2] 再闭合开关 S1 ,小灯泡和定值电阻并联,定值电阻两端电压也为 2V,由图甲可知,通过定值电阻的电流是 0.2A。
[3] 电流表测干路电流,此时电流表的示数为
I=IL +IR =0.5A+0.2A=0.7A
42. 计算题 中等
在图 1 所示的电路中,电源电压保持 6 伏不变,R1 的阻值为 10 欧。闭合电键 S,电压表的示数如图 2 所示。
(1) 求通过电阻 R1 的电流;
答案:0.2A
(2) 求电阻 R2 的阻值;
答案:20Ω
(3) 现有阻值分别为 10 欧、50 欧、100 欧的三个定值电阻,电路连接保持不变,只选择其中一个定值电阻替换电路中的电阻 R2 ,闭合开关 S,使电压表指针偏离零刻度线的角度是原来的一半。请判断:所提供的三个定值电阻中,哪个电阻符合要求?并指出电压表所选用的量程,请说明理由。
答案:见解析
答案: (1) 0.2A;(2) 20Ω;(3) 见解析
查看解析 (1)分析电路可知,R1 、R2 串联,电压表测 R1 电压。电源电压保持 6 伏不变,则电压表选用小量程,分度值为 0.1V,示数为 2V。则通过电阻 R1 的电流为
I=U1 /R1 =2V/10Ω=0.2A
(2)电阻 R2 的电压为
U2 =U−U1 =6V−2V=4V
则电阻 R2 的阻值为
R2 =U2 /I=4V/0.2A=20Ω
(3)选择其中一个定值电阻替换电路中的电阻 R2 ,电压表指针偏离零刻度线的角度是原来的一半,若电压表选用 0~3V 的量程,则电压表示数为 1V,根据串联分压原理则有
10Ω/R=1V/(6V−1V)
解得接入的定值电阻阻值 R=50Ω;若电压表选用 0~15V 的量程,则电压表示数为 5V,根据串联分压原理则有
10Ω/R=5V/(6V−5V)
解得接入的定值电阻阻值 R=2Ω。所以所提供的三个定值电阻中,阻值为 50Ω 的定值电阻符合要求,电压表选用 0~3V 的量程。
43. 单选题 中等
在图所示的电路中,开关 S 闭合时,电压表 V 和 V1 的示数如图甲、乙所示,则该电路中的电流为()
A. 1AB. 0.4AC. 0.2AD. 0.6A答案: D
查看解析 由题图可知,电压表 V 测量电源两端的电压,电压表 V1 测量灯泡两端的电压,则电压表 V 的示数要大于 V1 的示数,所以 V 的量程肯定要比 V1 大,此时电压表 V 的示数是 6V,V1 的示数是 2.4V,根据串联电路的电压规律,所以电阻 R 两端的电压是 6V‑2.4V=3.6V。
则电路中的电流 I=U/R=3.6V/6Ω=0.6A。
故 D 符合题意,ABC 不符合题意。
故选 D。
44. 单选题 中等
如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关后,当滑动变阻器滑片向左端滑动过程中,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数变大,灯泡亮度不变B. 电流表示数变小,灯泡变暗C. 电压表示数变小,灯泡变亮D. 电压表示数变大,灯泡变亮答案: C
查看解析 由电路图可知,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路的电流,当滑动变阻器滑片向左端滑动过程中,滑动变阻器连入电路的电阻变小,则电路中的电流变大,所以灯泡的亮度变亮,电流表示数变大,根据串联电路的分压特点可知,滑动变阻器两端电压变小,所以电压表示数变小,故ABD错误,C正确。
故选C。
45. 单选题 中等
用同种材料制成两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体 A、B,导体 A 比 B 的横截面积大。将它们按甲、乙、丙、丁四种方式接入电路中,其中丙、丁是导体 A、B 焊接在一起接入电路的。设四个图中连入电路的电阻为 R甲 、R乙 、R丙 、R丁 ,下列说法正确的是()
A. R甲 >R乙 >R丙 >R丁 B. R乙 >R丁 >R甲 >R丙 C. R丙 >R乙 >R丁 >R甲 D. R丁 >R乙 >R甲 >R丙 答案: D
查看解析 导体 A、B 材料、长度相同,A 横截面积较大,则 A 的电阻小于 B 的电阻;串联电路总电阻等于各电阻之和,并联电路总电阻小于任何一支路的电阻,丙图两电阻并联,丁图两电阻串联,所以,四个图中电路的电阻大小关系为 R丁 >R乙 >R甲 >R丙 。
故 D 正确,ABC 错误。
故选 D。
46. 单选题 中等
如图 a 所示的电路中电源电压恒定,闭合开关 S0 。当 S 断开,甲、乙两表为电流表时,两表示数均如图 b 所示;当 S 闭合,甲、乙两表为电压表时,甲、乙两表示数分别为 U甲 、U乙 ,则下列说法中()
①当 S 断开时,电阻 R1 中的电流是 1.5A
②当 S 断开时,电阻 R2 中的电流是 0.3A
③当 S 闭合时,U甲 ∶U乙 =5∶4
④当 S 闭合时,U甲 ∶U乙 =5∶1
A. 只有①③正确B. 只有②③正确C. 只有②④正确D. 只有①④正确答案: B
查看解析 ①②当 S 断开时,甲、乙两表为电流表,甲测 R2 电流,乙测总电流,根据并联电路电流的规律,乙表应为 0~3A 量程,分度值为 0.1A,读数为 1.5A,甲电流表应接入 0~0.6A,分度值 0.02A,读数为 0.3A,故电阻 R2 中的电流是 0.3A,电阻 R1 中的电流是
I1 =I−I2 =1.5A−0.3A=1.2A
故两电阻之比为
R1 /R2 =I2 /I1 =0.3A/1.2A=1/4
故①错误,②正确;
③④当 S 闭合时,甲、乙两表为电压表时,甲测电源电压,乙测 R2 两端的电压,故
U甲 /U乙 =(R1 +R2 )/R2 =(1+4)/4=5/4
故③正确,④错误。
故只有②③正确,①③错误,故 ACD 不符合题意,B 符合题意。
故选 B。
47. 单选题 中等
如图所示,电源电压恒定,闭合开关 S,滑动变阻器滑片 P 向右移动过程中()
A. 电流表 A1 示数变大,电流表 A2 示数变小B. 电流表 A1 示数变小,电压表示数变小C. 电压表示数变大,电流表 A2 示数不变D. 电流表 A1 示数变小,电流表 A2 示数不变答案: D
查看解析 由电路图可知,两个电阻并联,电压表测电源两端的电压,电流表 A2 测 R1 支路的电流,电流表 A1 测干路电流;因电源电压保持不变,所以滑片移动时电压表的示数不变;并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以滑片移动时通过 R1 的电流不变,电流表 A2 示数不变;滑动变阻器滑片 P 向右移动过程中,变阻器接入电路中的电阻变大,由 I=U/R 可知,通过 R2 的电流变小;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流变小,即电流表 A1 的示数变小;综上所述,故 D 符合题意,ABC 不符合题意。
故选 D。
48. 单选题 中等
如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关 S,滑动变阻器 R2 滑片从最左端移至最右端,两电阻的 I−U 关系图像如图乙所示。则下列判断正确的是()
A. 图线 A 是电阻 R1 的 I−U 关系图像B. 电阻 R1 的阻值是 10ΩC. 滑动变阻器 R2 的最大阻值为 70ΩD. 该电路的电源电压为 14V答案: C
查看解析 由图甲可知,两电阻串联,电压表 V1 测定值电阻 R1 两端电压,电压表 V2 测滑动变阻器两端 R2 电压,电流表测电路中的电流。
A.当滑动变阻器接入电路中的电阻为 0 时,电路中的电流最大,R1 两端的电压最大,R2 两端的电压为 0,由图像可知,A 为滑动变阻器 R2 的 I−U 关系图像,B 为电阻 R1 的 I−U 图像,故 A 错误;
BCD.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由 I−U 图像可知,电路中的最小电流为 I1 =0.2A,此时 R1 两端的电压为 U1 =4V,R2 两端的电压 U2 =14V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源电压为
U=U1 +U2 =14V+4V=18V
由欧姆定律可得定值电阻的阻值为
R1 =U1 /I1 =4V/0.2A=20Ω
由欧姆定律可得滑动变阻器的最大阻值为
R2 大 =U2 /I1 =14V/0.2A=70Ω
故 C 正确,BD 错误。
故选 C。
49. 单选题 中等
如图所示是定值电阻 R 和小灯泡 L 的电流随电压变化的图像,下列说法不正确的是()
A. 甲是小灯泡的 I−U 图像B. 当小灯泡两端电压为 2V 时,通过小灯泡的电流是 0.6AC. 定值电阻的阻值是 10ΩD. 小灯泡两端电压变大时,小灯泡的电阻在减小答案: D
查看解析 A.电阻的阻值一定时,通过电阻的电流与它两端的电压成正比,由图像可知,乙的 I−U 关系图像是正比例函数图像,即乙的电流与它两端的电压成正比,故乙为定值电阻 R 的 I−U 图像,甲为小灯泡 L 的 I−U 图像,故 A 正确,不符合题意;
BD.由图像可知,当灯泡两端的电压是 1V 时,通过灯泡的电流是 0.4A,灯泡的电阻 R1 =U1 /I1 =1V/0.4A=2.5Ω。
当灯泡两端的电压是 2V 时,通过灯泡的电流是 0.6A,灯泡的电阻 R2 =U2 /I2 =2V/0.6A≈3.3Ω。
当灯泡两端的电压是 4V 时,通过灯泡的电流是 0.8A,灯泡的电阻 R3 =U3 /I3 =4V/0.8A=5Ω。
所以小灯泡两端电压变大时,小灯泡的电阻在变大,故 D 错误,符合题意,故 B 正确,不符合题意;
C.由图像可知,当乙两端的电压为 UR =4V 时,通过它的电流为 IR =0.4A,则定值电阻的阻值为
R=UR /IR =4V/0.4A=10Ω
故 C 正确,不符合题意;
故选 D。
50. 单选题 中等
如图所示,现有一个阻值随长度均匀变化的金属丝接入电路。当滑片在 A 点时,电流表示数为 0.3A。当滑片向右移动 2cm 到达 B 点时,电流表示数为 0.4A。当滑片再向右移动 2cm 到达 C 点时,电流表的示数为()
A. 0.5AB. 0.6AC. 0.8AD. 1.2A答案: B
查看解析 分析电路可知,滑动变阻器和定值电阻 R0 串联,电流表测电路电流。设滑片在 A 点时,电路总电阻为 R,根据 I=U/R,则有 U/R=0.3A ①。
设滑片每向右移动 2cm 减少的电阻为 R',则当滑片向右移动 2cm 到达 B 点时,则有 U/(R−R')=0.4A ②。
联立①②则有 R'=1/4R。则当滑片再向右移动 2cm 到达 C 点时,电流表的示数为
I=U/(R−2R')=U/(R−2×1/4R)=2×U/R=2×0.3A=0.6A。
故 B 符合题意,ACD 不符合题意。
故选 B。
本章共 142 题,上面已列出前 50 题。点击上方小节可查看该节完整题目;扫码进小程序可在线刷题、按章节组卷并导出试卷。