探究电流与电压、电阻的关系(4)

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第14章　欧姆定律第1节　探究电流与电压、电阻的关系1. (2019沈阳)在“探究电流与电压的关系”的实验中，小明设计了如图甲所示的电路图．(1)小明探究通过定值电阻的电流与其两端电压的关系．①在连接实验电路时，开关应________．②实验过程中，小明调节滑动变阻器使电压表的示数为1 V，记录此时电流表的示数，接着他向____(选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数增大为2 V，记录此时电流表的示数，继续移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3 V，记录此时电流表的示数．小明分析所测数据．得出结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比．③此实验中多次测量的目的与下面的________(选填“A”或“B”)实验中多次测量的目的相同．A. 探究串联电路的电压规律B. 测量定值电阻的阻值次数电压U/V电流I/A11.5 22.00.2832.50.30　丁第1题图(2)如图乙所示，小明将定值电阻换成额定电压为2.5 V的小灯泡，探究通过小灯泡的电流与其两端电压的关系．①小明闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡发光，但是电压表的示数始终为0 V．经检查后发现是电路中一根导线断路．则发生断路的导线是a、b、c、d中的________(填字母)；②更换导线后，小明完成了三次实验测量，并把数据写在表格中，其中第一次测量时，电流表的示数如图丙所示，此时的电流为________A；③又进行了几次实验后，小明根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的I－U图像应与图丁中图像________(选填“a”或“b”)相似．2. (2019荆州)小阳利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”．已知电源电压为4.5 V且保持不变，实验用到的定值电阻阻值分别为25 Ω、20 Ω、15 Ω、10 Ω、5 Ω，滑动变阻器的规格为“0～50 Ω”．    甲               乙                         丙第2题图(1)如图乙所示的实物电路中存在连线错误，而且只要改接一根导线就可以了，请你把接错的那根导线打上“×”，再画线把它改到正确位置上(导线不允许交叉)．(2)电路改正以后，闭合开关前应将滑动变阻器滑片调至最________端(选填“左”或“右”)．(3)连接好电路后，如果将电流表和电压表在电路中位置交换，则闭合开关后，会发现两表中只有________表有示数(选填“电流”或“电压”)．(4)为了用上所有的定值电阻正确完成五次实验，应利用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压至少保持________V不变．(5)实验中将5 Ω的定值电阻更换为10  Ω的定值电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器滑片向______(选填“左”或“右”)适当滑动，使电压表示数恢复到原来的值．(6)小阳同学每次随机选取一个定值电阻，进行了五次实验，根据所得数据画出电流与电阻关系的图像如图丙所示，且实验中各电路元件完好，读数、记录均正确．但老师发现五次实验中有一次未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定，根据图丙中的数据分析，阻值为________Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片，这次实验之前的那一次实验，小阳选取的是阻值为________Ω的定值电阻．3. (2019秦皇岛海港区二模)某实验小组在探究“电流跟电阻的关系”的实验中，设计电路图如图甲所示．第3题图(1)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)．(2)连接电路时，开关应该处于________状态；闭合开关后，发现只有电压表的指针一直晃动，造成这一现象的原因是____________________________________________________．(3)排除电路故障后继续进行实验，多次改变R的阻值，调节滑动变阻器，使电压表示数保持不变，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，请将其读数填入下表． 实验次数12345电阻R/Ω1020304050电流I/A0.60.30.20.15____(4)请依据表格中的数据和电路图分析，将电阻由30 Ω换成40 Ω，闭合开关进行实验时，应向________(选填“左”或“右”)移动滑片P，使电压表的示数保持________V不变．(5)分析表格中的数据，得出实验结论．【拓展】根据欧姆定律，推导出计算电阻的公式R＝，根据这个公式能说“电压一定时，导体的电阻与电流成反比”吗？请说明原因________________________________________________________________________________________________________________________________________________.4. (2019唐山丰南区一模)小芳利用如图甲所示的电路，探究“电流与电压、电阻的关系”．实验器材：电源(电压恒为4.5 V)、电流表、电压表各一个，一个开关，若干定值电阻(5 Ω、10 Ω、15 Ω、25 Ω、30 Ω)，一个滑动变阻器(60 Ω　3 A)，导线若干．第4题图(1)请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线把图乙所示的实物电路连接完整．(2)小芳在闭合开关S后，发现电压表指针反向偏转，出现这种现象的原因可能是：________________________________________________________________________________________________．(3)小芳在探究“电流与电压的关系”，连接好电路，闭合开关前滑片应置于________端(选填“A”或“B”)，通过实验得到多组实验数据，如下表所示，由这些数据可得结论：当电阻一定时，__________________________________________________________________________________________________．电压/V1.01.52.02.5电流/A0.20.30.40.5(4)小芳在探究“电流与电阻的关系”时，为了保证所有定值电阻均能完成实验，实验过程中小芳应该保证电压表示数最小为________V不变．【拓展】实验结束后小芳找来一个小灯泡代替定值电阻探究“电流与电压的关系”，闭合开关，滑动变阻器滑片P滑动过程中，发现电流表的示数与电压表的示数不成正比，原因是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________；在此过程中小灯泡阻值的变化量大小为ΔR1，滑动变阻器连入电路阻值的变化量大小为ΔR2，则这两个量的大小关系是：ΔR1________ΔR2(选填“大于”、“小于”或“等于”)．
 参考答案及解析 第14章　欧姆定律第1节　探究电流与电压、电阻的关系1. (1)①断开　②B　③A　(2)①c　②0.24　③b2. (1)如答图所示　(2)右　(3)电压　(4)1.5　 (5)右  (6)20　10 第2题答图【解析】(1)电流表，滑动变阻器和定值电阻应串联接入电路，电压表并联接在定值电阻两端，如答图所示；(2)为了电路安全，闭合开关前，滑动变阻器要处于阻值最大处，即滑片移至最右端；(3)如果将电流表和电压表互换，电压表串联在电路中，由于电压表电阻非常大，导致电路中几乎没有电流，所以电压表测的是电源电压，电压表有示数；(4)取25 Ω电阻做实验，当滑动变阻器的电阻为最大值50 Ω时，电路中的电流最小为I1＝＝＝0.06 A，定值电阻两端的最小电压为U1＝I1R＝0.06 A×25 Ω＝1.5 V，因此用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压至少保持1.5 V不变；(5)将5 Ω电阻换成 10 Ω的电阻后，电阻增大，如果滑动变阻器的电阻不变，根据串联电路电压规律，电阻两端电压增大，要使电压恢复到原来的值，就要减小电阻两端的电压，减小电流，因此要增大滑动变阻器的阻值，即滑动变阻器的滑片应向右移动；(6)分析数据得，只有当电阻为20 Ω时，定值电阻两端的电压不是3 V，根据U＝IR，其他每次实验定值电阻两端的电压都是3 V；根据题意，当接入20 Ω电阻时没有调节滑动变阻器，此时电阻两端的电压为U1＝I1′R＝0.18 A×20 Ω＝3.6 V，滑动变阻器连入电路中的电阻为RP＝＝＝＝5 Ω，上一次实验电阻两端的电压为3 V，滑动变阻器两端的电压则为UP＝U－U2＝4.5 V－3 V＝1.5 V，根据串联电路电压和电阻成正比，所以定值电阻阻值一定是滑动变阻器的电阻的两倍，即为10 Ω.3. (1) 如答图所示　(2)断开　电压表接触不良(3)0.12　(4) 左　6　【拓展】不能，导体的电阻是由导体自身的性质决定的，并不是由流经导体的电流决定的第3题答图【解析】(1)测量定值电阻两端的电压时，电流应从电压表的正接线柱流入负接线柱流出．滑动变阻器的接法：一根线接上面的金属杆，另一根线接下面的接线柱；(2)连接电路时，开关应是断开的．电压表指针一直晃动说明电压表某处接触不良；(3)从表格中看出：电压不变，电阻增大，电流减小，电流与电阻的乘积不变．电流表接0～0.6 A量程，故空格处应为0.12 A；(4)换阻值更大的定值电阻，定值电阻分得的电压会增大，只有增大滑动变阻器接入电路的阻值才能保证定值电阻两端的电压不变．电流与电阻的乘积不变，U＝IR＝6 V；【拓展】导体的电阻是由导体自身的性质决定的，并不是由流经导体的电流决定的．4. (1)如答图所示　(2)电压表正负接线柱接反了　(3)A　通过导体的电流与导体两端的电压成正比　(4)1.5　【拓展】灯泡电阻随温度的升高而增大　小于第4题答图【解析】(1)探究“电流与电压、电阻的关系”的实验中，由图可知，电源、开关、滑动变阻器、定值电阻和电流表应串联，电压表并在定值电阻两端，滑动变阻器“一上一下”接入电路，具体如答图所示；(2)闭合开关后发现电压表指针反偏，说明在连接电路时电压表正负接线柱接反了；(3)为了保护电路，在闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即滑片远离下面的B接线柱，故应移到A端；(4)电源电压为4.5 V，根据串取电路分压特点可知，当滑动变阻器和定值电阻接入电阻分别最大时，电压表有最小示数，于是有＝，带入数据：＝，解得UR＝1.5 V，即电压表示数最小为1.5 V；【拓展】小灯泡的电阻会随温度的升高而增大，所以用小灯泡探究“电流与电压的关系”时电流与电阻并不成反比；假设原来电路中的电流为I1，滑片向右移动后，电路中的电流为I2；由于向右移动滑片，滑动变阻器连入电路的电阻变小，灯泡变亮，灯丝电阻变大，而电路中的总电阻变小，所以灯泡电阻的增大量小于变阻器连入电路电阻的减小量，即ΔR1<ΔR2.