


物理九年级全册(2024)第十六章 探究电路第二节 探究:电流与电压、电阻的关系学案及答案
展开 这是一份物理九年级全册(2024)第十六章 探究电路第二节 探究:电流与电压、电阻的关系学案及答案,共18页。学案主要包含了探究电流与电压的关系,探究电流与电阻的关系等内容,欢迎下载使用。
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
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练考点 强知识:7大核心考点精准练
第二步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步:测
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(学习目标:1.通过实验探究电流、电压和电阻的关系。2.会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和其中的电流。3.会用滑动变阻器改变部分电路两端的电压或使电阻两端电压不变。4. 学习用图象的方法来表示和研究物理规律。)
知识点1 探究电流与电压的关系
1.实验器材:
电源、开关、导线、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器。
滑动变阻器的作用:①保护电路。②改变定值电阻两端的电压。
2.实验思路:
控制定值电阻的阻值不变,用滑动变阻器改变定值电阻两端的电压,观察并记录电压表和电流表示数,分析电流随电压的变化关系。
3.设计实验电路:
4.实验步骤:
(1)设计电路图并且连接实物电路。
(2)调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻两端电压成倍数的变化,记下每次的电流表和电压表示数。
(3)绘制I-U图像。
(4)分析论证得出电流和电压的关系。
5.实验图像:
6.实验结论:
在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
(1)不能少条件:电流和电压是指同一段导体的同一时间段而言的。
(2)不能乱先后顺序:不能反过来说。电压是原因,电流是结果。是因为只有在导体两端加了电压,导体中才可能有了电流。
知识点2 探究电流与电阻的关系
1.实验器材:
电源、开关、导线、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器。
滑动变阻器的作用:①保护电路。②保持定值电阻两端的电压不变。
2.实验思路:
保持定值电阻两端电压不变,改变定值电阻大小,研究电流随电阻的变化关系,观察并记录电流表示数和定值电阻阻值。
3.设计实验电路:
4.实验步骤:
(1)设计电路图并且连接实物电路。
(2)断开开关,分别把阻值不同的定值电阻并联到电压表两端,然后调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻两端电压保持不变,记下每次的电流表示数和定值电阻阻值。
(3)绘制I-R图像。
(4)分析论证得出电流和电阻的关系。
5.实验图像:
6.实验结论:
在电压不变时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
滑动变阻器滑片的移动方向:
更换了大阻值定值电阻后,滑片移动方向应该能使变阻器接入电路中的电阻值变大,从而保证电压表的示数不变。(换大调大,换小调小)。
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考点一 探究电流与电压的关系
1.下列说法正确的是
A. 当加在导体两端的电压改变时,电压与电流的比值也随着改变
B. 用不同的导体研究电流和电压的关系,得到的结论不一样
C. 相同的电压加在电阻不同的导体两端,电流一定相同
D. 同一导体,两端电压越大,通过电流也越大。
【答案】D
【解析】在研究电流与电压的实验中,对同一导体,改变加在两端的电压,发现通过的电流也随之改变,但电压与电流的比值不变,换其他导体,也能得出同样结论。
故选D。
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( )
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
0.22
0.30
0.38
0.45
A.多次实验的目的是为了减小误差
B.第4次实验数据是错误的
C.由该实验可得出:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
D.由该实验可得出:在电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
【答案】C
【详解】A.探究电流与电压关系时,多次实验的目的是为了得到普遍规律,故A错误;
B.由第4次的实验数据可得,电压与电流的比值
U4/I4=1.5V/0.38A=3.94Ω U1/I1=0.6V/0.15A=4Ω
实验时存在误差,导致第4次实验数据偏小,但是正确,故B错误;
CD. 由该实验可得出:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。因为电压与电流无关,所以不能讲:电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比。
故选C。
3.在“探究电流与电压的关系”实验中:
(1)请你用笔画线代替导线把图甲电路连接完整(导线不得交叉);( )
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表的示数接近电源电压,其原因可能是_________________;
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为0.5V时,电流表的示数如图乙所示,则电流表示数为___________A;
(4)继续实验,记录实验数据如右下表,请你根据表中数据在图丙中描点作出图像______;分析图像可以得到的结论是___________。
电阻R=5Ω
【答案】①如图;②定值电阻R断路;③0.1;④如图;⑤导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【解析】(1)[1]将开关、定值电阻、滑动变阻器和电流表依次串联接入电路中,电压表并联在电阻两端,滑动变阻器按照“一上一下”的接法接入电路中,由表格中的数据可知,电流表和电压表均接小量程,如图所示:
(2)[2]连接电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电路可能出现断路,电压表的示数接近电源电压,原因可能是定值电阻R断路。
(3)[3]如图乙所示,电流表接的是小量程,则其分度值为0.02A,则电流表读数为0.1A。
(4)[4]根据表格中数据描点作图,如下图所示:
[5]根据图像可知,图像为一条过原点的直线,因此可得结论为:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
考点二 探究电流与电阻的关系
1.小刚用图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。在此实验过程中,当A、B两点间的电阻由10Ω更换为5Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的操作是:( )
A. 保持变阻器滑片不动;
B. 将变阻器滑片适当向左移动;
C. 将变阻器滑片适当向右移动;
D. 适当增加电池的节数。
【答案】B
【解析】电流跟电压、电阻有关,用控制变量法研究电流跟电压和电阻的关系。在研究电流跟电阻的关系时,保持电压不变,改变定值电阻的阻值,讨论电流跟电阻的关系。
在滑动变阻器的电阻值不变的情况下,电路中由于将10Ω定值电阻换成的5Ω定值电阻,使整个电路的电阻值减小;利用公式可知,电路中的电流增大,此时滑动变阻器两端的电压增大,定值电阻两端的电压减小;要使电阻两端的电压不变,即增大定值电阻两端的电压,根据欧姆定律可知应增大电路中的电流,减小滑动变阻器接入电路中的电阻,故将变阻器滑片适当向左移动,使电压表的示数不变。
故选B。
2.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像。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3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.多次实验是为了寻求普遍规律
【答案】D
【详解】A.电压一定时,电流与电阻成反比,故A错误;
B.由图和欧姆定律知,电阻两端电压恒为U=IR=0.4A×5Ω=2V
一节干电池的电压为1.5V,则电源至少选用两节新干电池(3V),故B错误;
C.换用2Ω电阻时,控制电阻两端的电压不变,则不需要更换电压表量程,故C错误;
D.多次实验是为了避免偶然性,得出普遍性的规律,故D正确。所以选D。
3.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
【答案】 (1) (2)右 2 反 (3)C
【解析】(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
(2)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)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。
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1.探究电流与电压的关系:
在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
2.探究电流与电阻的关系。
在电压不变时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
一、填空题
1.图是小欢探究电流与电压关系的实验电路,实验中要保持 不变,闭合开关后,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,出现此故障的原因可能是 。
【答案】 电阻 定值电阻断路
【详解】[1]在探究电流与电压关系的实验中,根据控制变量法,要保持电阻不变,改变电阻两端的电压,进而观察电流的变化情况。
[2]据图可知,电路是串联的,闭合开关后,电流表无示数,说明电路发生断路,电压表示数接近电源电压,则可能是定值电阻发生断路,电压表串联接入电路,测电源电压。
2.在利用下图探究“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 。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 。
【答案】 保护电路 改变电阻两端的电压 保持电阻两端的电压不变
【详解】[1]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。
[2]在探究“电流与电压关系”的实验中,滑动变阻器的作用是改变电阻两端的电压。
[3]在探究“电流和电阻的关系”实验时,滑动变阻器的作用是保持电阻两端的电压不变。
3.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 。
【答案】 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。
4.实验小组利用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。实验过程中,电阻箱阻值由80Ω调为40Ω,要继续探究,应该将滑片P向 (选填“左”或“右”)移。
【答案】左
【详解】电路中,电阻箱与变阻器串联,电压表测电阻箱的电压,实验过程中,电阻箱阻值由80Ω调为40Ω,由串联分压原理,电压表示数会变小;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减小滑动变阻器分得的电压,由串联分压原理,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数不变。
5.在利用实验探究同一电路中的电流、电压和电阻三者之间的关系时,可采用 法进行实验设计。如图所示是为了研究电流与电阻关系的实验电路图,实验过程中,当电阻由变为时,为使两端的电压保持不变,滑片应向 端滑动。
【答案】 控制变量 右
【详解】[1]探究电流与电压之间的关系时应控制电阻不变,探究电流与电阻之间的关系时应控制电压不变;最后得出三者之间的变化关系,这种探究问题的方法叫控制变量法。
[2]实验中,当把的电阻换成的电阻后,根据分压原理可知,定值电阻两端的电压会变大;探究电流与电阻关系时要控制定值电阻两端电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理可知,需要增大滑动变阻器电阻阻值,故应把滑动变阻器滑片向右端滑动。
二、单选题
6.关于电流、电压和电阻,下列说法正确的是( )
A.只要将导体连入电路,电路中就有电流
B.导体中通过的电流越大,它的电阻越小
C.有电流通过的小灯泡,其两端不一定有电压
D.定值电阻两端电压越大,通过它的电流就越大
【答案】D
【详解】A.将导体连入电路,闭合开关,电路是通路,同时电路中有电压,此时电路中才会有电流,故A错误;
B.电阻是导体本身的一种性质,跟导体中通过的电流大小无关,故B错误;
C.电压是形成电流的原因,有电流通过的小灯泡,其两端一定有电压,故C错误;
D.电压是形成电流的原因,当电路中电阻一定时,通过定值电阻的电流与定值电阻两端的电压成正比,所以定值电阻两端电压越大,通过它的电流就越大,故D正确。
故选D。
7.如图所示,探究“电流跟电压的关系”实验中,下列说法不正确的是( )
A.实验的结论是:导体中的电流跟导体两端的电压成正比
B.滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用
C.探究电流跟电压的关系时,需要控制导体的电阻一定
D.多次实验是为了得到电流跟电压之间的定量关系
【答案】A
【详解】ABC.根据控制变量法,探究“电流跟电压的关系”实验中应保持电阻不变,改变导体两端的电压,滑动变阻器在实验中的作用有保持电路及改变定值电阻两端电压,故实验的结论是:在导体电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比,故A错误,符合题意,BC正确,不符合题意;
D.一次实验得出的结论具有偶然性,本实验中多次实验是为了得到电流跟电压之间的定量关系,故D正确,不符合题意。
故选A。
8.物理学研究中常常用到“控制变量法”、“等效法”、“类比法”等科学方法。在下列研究实例中,运用“类比法”是( )
A.研究电流的形成原因时,将电流和水流比较,从分析水流的形成入手来分析电流的形成
B.研究电流的大小时,根据电流产生的效应来判断电流的大小
C.研究多个电阻的电路时,求出总电阻,用总电阻产生的效果来代替所有电阻产生的总效果
D.研究电流与电压的大小关系时,保持电阻大小不变,改变电阻两端的电压值,观察电流如何随电压的变化而变化
【答案】A
【详解】A.研究电流的形成原因时,将电流与水流相比较从分析水流的形成入手来分析电流的形成,这是类比法,故A符合题意;
B.研究电流的大小时根据电流产生的效应大小来判断电流的大小,这是利用的等效法,故B不符合题意;
C.研究多个电阻组成的电路时求出电路的总电阻用总电阻产生的效果来代替所有电阻产生的总效果,这是利用的等效法,故C不符合题意;
D.研究电流与电压的大小关系时,保持电阻大小不变,改变电阻两端的电压值,观察电流如何随电压变化而变化,这种研究问题的方法叫控制变量法,故D不符合题意。
故选A。
9.图象法是研究物理规律的好方法,下列叙述中与图象不相符的是
A.电阻一定时,电流与电压的关系
B.电压一定时,电流与电阻的关系
C.物体所受重力大小与物体质量的关系
D.同种物质组成的物体,其质量与体积的关系
【答案】B
【分析】该图象为正比例函数图象,然后对各选项进行逐一分析,找出符合正比例关系的实验.
【详解】A. 当电阻一定时,电流与电压成正比,因此与该图象符合; B. 电压一定时,电流与电阻成反比,因此与图象不符; C. 物体所受的重力与物体的质量成正比,因此与图象符合; D. 对于同种物质,即密度一定,物体的质量和体积成正比,因此与图象符合.
故选B.
10.某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时,根据收集到的数据画出了如图所示的I-R图象,下列结论与图象相符的是( )
A.电阻一定时,电流随着电压的增大而增大
B.电阻一定时,电压随着电流的增大而减小
C.电压一定时,电阻随着电流的增大而减小
D.电压一定时,电流随着电阻的增大而减小
【答案】D
【详解】图象的横坐标表示电阻,纵坐标表示电流,是个反比例函数图象,因此说明:电压一定时,电流随电阻的增大而减小,即电流与电阻成反比。
故选D。
11.如图所示是探究“通过导体的电流大小与导体电阻大小的关系”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左端
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.把定值电阻由5Ω更换为10Ω时,滑动变阻器的滑片应向左移动
【答案】B
【详解】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错误;
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,综上分析知,故B正确,C错误;
D.实验过程中电源电压不变,定值电阻两端的电压不变,则滑动变阻器两端的电压不变,因串联电路中导体两端的电压之比等于电阻之比,则定值电阻和滑动变阻器接入电路的阻值之比不变,所以将5Ω电阻换成10Ω电阻时,需增大滑动变阻器接入电路的阻值,所以滑动变阻器的滑片应向右移动,故D错误。
故选B。
12.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
【答案】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。
三、作图题
13.如图所示,是某同学在“探究电流与电压关系”实验中设计的没有完整的电路图,请补充完整:(①在两圆圈中填入合适的电表符号;②在虚线框内画出所缺少的部分电路)
【答案】
【详解】“探究电流与电压关系”的实验中,滑动变阻器与定值电阻串联,电流表串联在电路中测电路中电流,电压表并联在定值电阻两端测定值电阻两端电压,电路图如图所示:
四、实验题
14.小田用如图的装置和同学们一起探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”的实验。已知电源电压恒为4.5V,R为定值电阻,滑动变阻器、电流表、电压表和开关各一个,导线若干。
(1)连接电路时,开关应该处于 状态;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至 端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关后,发现电压表示数接近4.5V,电流表指针几乎不偏转,移动滑片P的过程中,两表示数均无变化,已知导线、仪表均完好,且接触良好,则电路中的故障可能是 ;
(4)排除故障后,正确连接电路进行实验,将滑动变阻器的滑片P逐渐向A端移动,发现电压表示数逐渐 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)通过调节滑动变阻器的滑片,多次改变定值电阻两端的电压,得到的实验数据记录如上表,分析数据可得:当导体电阻一定时, 。
【答案】(1)断开
(2)B
(3)定值电阻断路
(4)变大
(5)电流与电压成正比
【详解】(1)为了电路中各元件安全,连接电路时,开关应该处于断开状态。
(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大端,由图可知,应将滑动变阻器的滑片移至B端
(3)已知电源电压恒为4.5V,闭合开关后,发现电压表示数接近4.5V,即电压表示数等于电源电压,则电压表与电源正负极连接部分电路是完好的,电流表指针几乎不偏转,已知导线、仪表均完好,且接触良好,则电路中的故障可能是定值电阻断路。
(4)正确连接电路进行实验,将滑动变阻器的滑片P逐渐向A端移动,则滑动变阻器接入电路的阻值逐渐减小,由串联分压可知,滑动变阻器两端电压变小,则定值电阻两端电压增大,电压表测量定值电阻两端电压,所以电压表示数逐渐变大。
(5)分析表中数据可知,定值电阻的阻值一定时,通过定值电阻的电流随定值电阻两端电压增大而增大,电压与电流的比值不变,所以可得结论是:当导体的电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
15.在“探究电流与电阻的关系”的实验中,小强选用了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个定值电阻,电源电压恒为3V。
(1)根据图甲,用笔画线代替导线完成图乙的实物图连接;
(2)将5Ω的电阻接入电路,连接电路时,开关应该 (选填“断开”或“闭合”);闭合开关,移动滑片发现电压表有示数,电流表始终无示数,其原因可能是定值电阻 (选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后移动滑动变阻器的滑片,电流表示数如图丙所示,则此时电压表示数为 V;换上10Ω的定值电阻继续进行实验,闭合开关,电压表示数将 (选填“变大”或“变小”),此时应 (选填“增大”或“减小”)滑动变阻器连入电路的阻值,使定值电阻两端电压保持不变;
(4)在如图丁所示坐标系中已经描出所有实验数据对应的点,请绘出I-R图象 ,分析并得出结论: ;
(5)为了使结论具有普遍性,小俊提出用刚才的实验器材增加实验次数,小红提出换用不同的定值电阻重复前面的实验。你觉得科学合理的是 (选填“小俊”或“小红”)的方案。
【答案】(1)
(2) 断开 断路
(3) 2 变大 增大
(4) 电压不变时,通过导体的电流与电阻成反比
(5)小红
【详解】(1)变阻器上下接线柱各接一个接入电路中与电阻串联,由图甲知,滑动变阻器接左下接线柱,电压表并联在定值电阻两端如下所示:
(2)[1]为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
[2]电流表没有示数,说明电路为断路,电压表有示数,说明电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源是通路,所以故障为定值电阻R断路。
(3)[1]电流表连接小量程,分度值为0.02A,此时电流表的示数为0.4A,根据欧姆定律可得U=IR=0.4A×5Ω=2V
[2][3]根据串联分压原理可知,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,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,使电压表的示数保持不变。
(4)[1]根据坐标系中的点连线,如图所示:
[2]由图象知电流与电阻成反比,故可以得出结论:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(5)实验中为了获得普遍的规律,应换用阻值不同的定值电阻多次测量,所以小红的方法是合理的。教材习题02
根据欧姆定律,判断下列说法是否正确,并说明理由。
(1)通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小;
(2)导体两端的电压越高,这段导体的电阻就越大;
(3)导体的电阻与电压成正比,与电流成反比;
(4)导体两端的电压越高,通过这段导体的电流就越大。
解析:
电阻是导体的一种属性,它与导体的材料、长度、横截面积等有关,而电压、电流等无关;在电阻一定时,导体中的电压与导体两端的电压成正比.
本题考查了对欧姆定律的理解,不过同时考查的还有对电阻这一物理量的理解,只有真正理解了电阻的概念,本题才不至于选错.电阻是导体的一种属性,它与导体的材料、长度、横截面积等有关,而电压、电流等无关.
【答案】D。
教材习题03
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 ;若它两端的电压变为 2.5V,则通过它的电流变为 ;若它两端的电压变为 0V,,则通过它的电流为 ,电阻是 。
解析:
电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,所以电阻始终为50Ω;
因为在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比,当电压缩小到1/2时,电流也缩小到1/2;
若它两端的电压变为 0V时,电流中就没有电流了。
【答案】50Ω;0.05A;0A;50Ω。
教材习题04
某导体两端的电压是3V时,通过它的电流为200mA,这个导体的电阻多少?现将电压增加到6V,若电流表有0-0.6A、0-3A两种量程,应选用哪一种量程来测量导体中的电流?
解析:
【答案】见解析。
电压U/V
0.5
10
1.5
2.0
2.5
3
电流I/A
0.2
0.3
0.38
0.506
实验次数
1
2
3
电压表示数U/V
1.0
2.0
3.0
电流表示数I/A
0.10
0.20
0.30
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