第十七章 欧姆定律 专题训练探究电流与电压和电阻的关系原卷+解析.docx
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第十七章欧姆定律专题训练探究电流与电压和电阻的关系原卷+解析
专题训练探究电流与电压和电阻的关系
1.(2019·泰州)小华在“探究电流与电阻关系”的实验中
(1)按要求将实物图连接完整(要求:
滑片P向右滑时变阻器接入电路的电阻变大)。
(2)在连接电路的过程中,开关必须处于_________(闭合/断开)状态,滑动变阻器的滑片P应放在最_________(左/右)端。
(3)小华用三只阻值分别为15Ω、10Ω和5Ω的电阻探究“电流与电阻关系”的过程中,将15Ω电阻换成10Ω时,应将滑片向_________(左/右)移动,其目的是_________。
2.(2019·桂林)小飞在做探究电流与电压、电阻的关系“实验时,准备了以下器材:
两节新的干电池,电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻(5Ω,10Ω,15Ω,20Ω)、开关、导线若干。
(1)在按电路图连接实物时,开关必须处于_____状态;在实物图中,滑变阻器的滑片要移到_____(选填“最右端”或“最左端”)。
(2)如图乙是小飞连接好的实验电路,闭合开关后,他发现移动滑片的过程中,电流表的示数_____,电压表的示数_____(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)小冲在一旁观察后指出小飞没有按照电路图正确连接实物,请你在实物图上对连接错误的一根导线打“×”,并用笔补画一根线代替导线将电路连接正确。
(4)问题解决后,他们接入10Ω的电阻进行实验,并得出下表中的数据,对数据进行分析后得出实验结论是:
________。
电压U/V
1
1.5
2
2.5
电流I/A
0.1
0.15
0.2
0.25
(5)接下来他们分别接入其它电阻再次对电流与电阻关系进行探究,并作出了如图丙所示图象,请你通过图像中所给信息计算出实验过程中滑动变阻器两端的电压U=______V。
3.(2019·七台河)某学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中,小明连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V不变)。
(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整(要求:
滑动变阻器的滑片P向左移动,电路中电流变大,导线不得交叉)。
(2)连接好电路,闭合开关,发现电压表示数接近于电源电压,电流表几乎无示数,则故障为定值电阻R (填“短路”或“断路”)
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象,由图象可知R两端的电压为 V;当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,为使R两端的电压 (填“改变”或“不变”),滑动变阻器的滑片应向 (填“左”或“右”)端滑动;若实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω,则滑动变阻器的阻值至少是 Ω。
4.(2019·潍坊)在“探究电流与电阻的关系”实验中,某小组利用电阻箱等连接了如图甲所示的实物电路(电源电压恒为6V)。
序号
电压/V
电阻/Ω
电流/A
1
4
10
0.4
2
20
(1)用笔画线代替导线将图甲中电路连接完整(要求滑动变阻器滑片向B端滑动时接入电路的阻值变大);
(2)将第一次实验得到的数据填入表格,然后将电阻箱接入电路的阻值由10Ω调至20Ω,滑动变阻器的滑片向______(选填“A”或“B”)端移动,直到______为止,此时电流表指针位置如图乙所示,其示数为______A;
(3)根据以上实验数据得出结论:
电流与电阻成反比。
请对上述探究写出一条改进性建议______。
(4)再次改变电阻箱阻值,发现无论怎样调节滑动变阻器都不能达到实验要求,若电路无故障,则引起这种情况的原因可能是_____。
5.(2019·山西)在“探究电流与电阻的关系”实验中:
(1)如图甲所示,请你用笔画线代替导线,将图中电路连接完整(请勿更改原有导线,导线不得交叉),要求:
当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中的电流变大。
连接电路时,开关必须 。
(2)闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,其原因是 。
(3)实验过程中,将5Ω的电阻接入电路中,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表示数如图乙所示,则电流表示数为 A.将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表示数为 V。
6.(2019·武威)小欣利用实验探究“电流跟电阻的关系”。
已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)请根据图甲所示的电路图将图乙所示的实物电路连接完整(导线不允许交叉);
(2)小欣把5Ω定值电阻接入电路后,闭合开关,发现电流表无示数而电压表有示数,则电路中的故障可能是________;
A.电阻处短路B.电阻处断路C.滑动变阻器处断路
(3)排除故障后进行实验。
实验中多次改变R的阻值,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,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:
电压一定时________________________;
(4)将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻后,闭合开关,为了保持电压表的示数为________V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。
7.(2019·荆州)小阳利用如图甲的电路探究“电流与电阻的关系”。
已知电源电压为4.5V且保持不变,实验用到的定值电阻阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω,滑动变阻器的规格为“0~50Ω”。
(1)如图乙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5Ω的定值电阻更换为10Ω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象如图丙,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。
8.(2019·吉林)在探究电流与电压和电阻的关系实验中,电路图如图所示,电源电压为4.5V保持不变,三个定值电阻分别为Rx、10Ω、20Ω(忽略温度对电阻的影响)。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
2.0
3.0
电流I/A
0.2
0.4
0.6
(1)在开关闭合前,滑动变阻器的滑片应放在________端;
(2)将电阻Rx连入电路,调节滑片位置进行三次实验,数据如上表所示,分析数据可得出结论:
在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成________;
(3)做完第三次实验后,保持滑片位置不变,断开开关,将电阻Rx换成10Ω的电阻,再闭合开关,此时电压表的示数________3V,调节滑片位置,使电压表的示数仍为3V,读出电流表的示数,此时滑动变阻器接入电路的阻值为R1;
(4)再断开开关,将10Ω的电阻换成20Ω的电阻,闭合开关,调节滑片位置,使电压表的示数仍为3V,读出电流表的示数,此时滑动变阻器接入电路的阻值为R2,则R1________R2。
9.(2019·连云港)某实验小组利用如图所示电路探究“导体中电流和电压的关系”,提供的实验器材有:
电源(6V)、电流表、电压表定值电阻(10Ω)、滑动变阻器(40Ω0.5A)、开关和导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图中实物电路连接完整;
(2)闭合开关前,应该将滑片P置于______端(选填“A”或“B);
(3)小明同学进行了正确的实验操作,某次电流表的示数为0.2A,变阻器接入电路的阻值为______Ω。
(4)同组的小红同学想要探究“导体中电流和电阻的关系”,她又找来了两个阻值分别为5Ω和20Ω的电阻,用图示电路,为完成三次实验,则定值电阻两端电压的最小预设值是______V。
10.(2019·临沂)在“探究电流与电阻关系”的实验中,小明依次选用阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻进行实验。
(1)图甲是实验的实物连线图,其中有一条导线连接错误,请在该导线上打“×”并画出正确连线。
(2)改正错误后闭合开关,电流表有示数而电压表无示数,电路故障可能是______
。
(3)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,电流表的示数如图乙所示,此时电路中的电流为______A。
(4)断开开关,将5Ω的定值电阻换成10Ω的并闭合开关,此时应将滑动变阻器的滑片向______(选填“左”或“右”)端移动,这一过程中眼睛要一直观察______表示数的变化。
(5)下表是实验中记录的数据,分析数据可知:
实验次数
1
2
3
定值电阻R/Ω
5
10
20
电流/A
0.2
0.1
当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______比。
11.(2019·巴中)同学们想探究“导体中电流跟导体两端电压的关系”。
(1)小明同学通过学习知道了 是形成电流的原因,因此做出了如下三种情想:
A.电流跟电压成反比
B.电流跟电压成正比
C.电流跟电压无关
(2)为了验证猜想,小明设计了如图甲所示的电路图,其中电源为三节新干电池,电阻R为10Ω,滑动变阻器R′标有“50Ω1A”字样,电压表电流表均完好。
实验次数
1
2
3
电压U/V
2
2.6
3
电流I/A
0.20
0.26
0.30
①根据甲电路图将乙图实物电路连接完整;
②闭合开关前,小明应将滑动变阻器滑片移到 阻值处(选填“最大”或“最小”);
③他检查电路时发现电压表、电流表位置互换了,若闭合开关电流表 (选填“会”或“不会”)被烧坏;
④排除故障后小明进行了实验,得到表格中的实验数据。
分析数据,可得出的正确结论是:
电阻一定时, 。
(3)小明将电阻R换成一只额定电压是4V的小灯泡(阻值约为13Ω),电阻一定时,并将电压表更换为15V的量程,闭合开关S后,调节滑片至电压表示数为4.0V时,电流表示数如图丙所示为 A。
12.(2019·丽水)利用如图电路研究“电流与电阻的关系”,其中电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,滑动变阻器的规格为“50Ω,1A”,依次将阻值为5欧、10欧、20欧的定值电阻接入AB之间完成实验,获得数据如下表。
实验组别
1
2
3
电阻R(欧)
5
10
20
电流I(安)
0.4
0.2
0.1
请回答:
(1)完成第一组实验,断开开关,拆下5欧的电阻,改接10欧的电阻。
继续操作有以下四步:
①闭合开关;②将滑动变阻器的滑片移到最右端;③记录电流表示数;④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。
从安全和规范角度考虑,正确的顺序是______;
(2)上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是______;
(3)依据表中数据作出了下列图象,其中正确的是______;
A BC D
(4)要完成本次实验,电源最多只能将______节干电池串联。
13.(2019·新疆)小华在“探究电流和电阻的关系”的实验中,设计了如图甲所示的电路。
(1)请根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的电路连接完整。
(2)闭合开关后发现,电流表示数为零,电压表有明显偏转,则该电路故障是处断路。
(3)小华排除电路故障后,先将5Ω的定值电阻接入电路中,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数如图丙所示,记下此时的电流值。
取下5Ω的电阻,再分别接入10Ω、15Ω的电阻,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数均为V,记下对应的电流值。
通过实验可得出的结论是:
当电压一定时,电流与电阻成。
14.(2019·铜仁)小李为了探究“电流与电压的关系”,请你与他合作并完成以下实验步景。
(1)请你在虚线框中设计出相应的电路图。
(2)小李在探究电流与电压的关系时,要控制不变。
通过实验探究,得到以下数据。
在进行数据分析时,小李发现表格中有一组错误的数据,请你找出第组数据是错误的。
序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
电流I/A
0.16
0.24
0.32
0.44
0.48
(3)为了分析电流与电压的定量关系,请你利用正确的数据,在坐标中绘制出电流与电压关系的图像。
15.(2019·本溪)利用所学知识完成下面的电学实验。
探究电流与电阻关系
(1)用四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、电压恒为8V的电源、“40Ω1A”的滑动变阻器、量程为0~0.6A的电流表和量程合适的电压表连接了如图甲所示电路。
闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最(填“左”或“右”)端。
实验中分别将四个定值电阻单独接入电路,并调节滑动变阻器的滑片,控制定值电阻两端电压保持不变并记录对应的电流值,为了完成四次实验,实验中定值电阻两端控制不变的电压最高不应超过V。
(2)根据实验数据绘制了如图乙所示的图象,通过分析图象得出结论:
当一定时,通过导体的电流与导体的电阻成。
甲乙
16.(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1V,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2V,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3V,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
(2)如图乙所示,小明将定值电阻换成额定电压为2.5V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0V。
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,并把数据填写在表格中。
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;
次数
电压U/V
电流I/A
1
1.5
2
2.0
0.28
3
2.5
0.30
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图象应与图丁中图象____(选填“a”或“b”)相似。
专题训练探究电流与电压和电阻的关系(答案解析)
1.(2019·泰州)小华在“探究电流与电阻关系”的实验中
(1)按要求将实物图连接完整(要求:
滑片P向右滑时变阻器接入电路的电阻变大)。
(2)在连接电路的过程中,开关必须处于_________(闭合/断开)状态,滑动变阻器的滑片P应放在最_________(左/右)端。
(3)小华用三只阻值分别为15Ω、10Ω和5Ω的电阻探究“电流与电阻关系”的过程中,将15Ω电阻换成10Ω时,应将滑片向_________(左/右)移动,其目的是_________。
【答案】
(1)
(2)断开右(3)左控制电阻两端的电压不变。
【解析】
(1)要求滑片P向右滑时变阻器接入电路的电阻变大,故变阻器左下接线柱连入电路中,如图所示。
(2)在连接电路的过程中,开关必须处于断开状态,滑动变阻器的滑片P应放在阻值最大处,即最右端。
(3)根据串联分压原理可知,将定值电阻由15Ω改接成10Ω的电阻,电阻减小,其分得的电压减小;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减小滑动变阻器分得的电压,由分压原理,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,控制电阻的电压不变。
2.(2019·桂林)小飞在做探究电流与电压、电阻的关系“实验时,准备了以下器材:
两节新的干电池,电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻(5Ω,10Ω,15Ω,20Ω)、开关、导线若干。
(1)在按电路图连接实物时,开关必须处于_____状态;在实物图中,滑变阻器的滑片要移到_____(选填“最右端”或“最左端”)。
(2)如图乙是小飞连接好的实验电路,闭合开关后,他发现移动滑片的过程中,电流表的示数_____,电压表的示数_____(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)小冲在一旁观察后指出小飞没有按照电路图正确连接实物,请你在实物图上对连接错误的一根导线打“×”,并用笔补画一根线代替导线将电路连接正确。
(4)问题解决后,他们接入10Ω的电阻进行实验,并得出下表中的数据,对数据进行分析后得出实验结论是:
________。
电压U/V
1
1.5
2
2.5
电流I/A
0.1
0.15
0.2
0.25
(5)接下来他们分别接入其它电阻再次对电流与电阻关系进行探究,并作出了如图丙所示图象,请你通过图像中所给信息计算出实验过程中滑动变阻器两端的电压U=______V。
【答案】
(1)断开最左端
(2)不变不变(3)如图所示
(4)当电阻一定时,电流与电压成正比(5)l
【解析】
(1)连接电路时,开关必须断开,因为滑片在最左端时变阻器的阻值最大,所以在开关闭合前,滑动变阻器的滑片应放在最左端;
(2)因滑动变阻器与定值电阻并联,电压表在滑动变阻器所在支路,相当于开路,因此移动滑片,两电表示数均不变;
(3)滑动变阻器与定值电阻应串联,因此改动如图所示;
(4)分析表格数据可知,电压与电流比值一定,因此可得出结论:
当电阻一定时,电流与电压成正比;
(5)图丙中为反比例函数图,乘积为2,根据控制变量法可知,要维持电阻两端电压为2V,电源电压为3V,则滑动变阻器两端电压为lV。
3.(2019·七台河)某学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中,小明连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V不变)。
(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整(要求:
滑动变阻器的滑片P向左移动,电路中电流变大,导线不得交叉)。
(2)连接好电路,闭合开关,发现电压表示数接近于电源电压,电流表几乎无示数,则故障为定值电阻R (填“短路”或“断路”)
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象,由图象可知R两端的电压为 V;当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,为使R两端的电压 (填“改变”或“不变”),滑动变阻器的滑片应向 (填“左”或“右”)端滑动;若实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω,则滑动变阻器的阻值至少是 Ω。
【答案】
(1)
(2)断路(3)3不变右7.5
【解析】
(1)滑动变阻器的滑片P向左移动,电路中电流变大,即电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联,如图所示。
(2)若定值电阻短路,电压表示数为0,电流表有示数,不符合题意;
若定值电阻R断路,电流表示数为0,电压表串联在电路中测电源电压,有示数,符合题意,故闭合开关,发现电压表示数接近于电源电压,电流表几乎无示数,则故障为定值电阻R断路;
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象,由图象可知R两端的电压为:
U=IR=0.6A×5Ω=﹣﹣﹣=0.2A×15Ω=3V;
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,所以滑片应右端移动,使电压表的示数为3V。
电压表控制的电压为3V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:
U滑=4.5V-3V=1.5V,变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍,根据分压原理,当接入15Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:
R滑=0.5×15Ω=7.5Ω,故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少7.5Ω的滑动变阻器。
4.(2019·潍坊)在“探究电流与电阻的关系”实验中,某小组利用电阻箱等连接了如图甲所示的实物电路(电源电压恒为6V)。
序号
电压/V
电阻/Ω
电流/A
1
4
10
0.4
2
20
(1)用笔画线代替导线将图甲中电路连接完整(要求滑动变阻器滑片向B端滑动时接入电路的阻值变大);
(2)将第一次实验得到的数据填入表格,然后将电阻箱接入电路的阻值由10Ω调至20Ω,滑动变阻器的滑片向______(选填“A”或“B”)端移动,直到______为止,此时电流表指针位置如图乙所示,其示数为______A;
(3)根据以上实验数据得出结论:
电流与电阻成反比。
请对上述探究写出一条改进性建议______。
(4)再次改变电阻箱阻值,发现无论怎样调节滑动变阻器都不能达到实验要求,若电路无故障,则引起这种情况的原因可能是_____。
【答案】
(1)
(2)B电压表的示数为4V0.2(3)进行多次实验(或结论中添加“电压一定”的前提)(4)电阻箱的阻值调得太大(或滑动变阻器R的阻值太小)
【解析】
(1)由于电源电压为6V,所以电压表的量程选择0~15V,然后并联到定值电阻两端,注意正、负接线柱不要接反;滑动变阻器滑片向B端滑动时接入电路的阻值变大,接滑动变阻器下面的A接线柱即可,如图所示:
(2)实验中应控制电阻两端的电压不变,将电阻箱接入电路的阻值由10Ω调至20Ω后,电阻两端的电压会变大,因此应当减小电路中电流,滑片应向右端(B端)移动,直到电压表示数为4V;电流表使用的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,此时电流表的示数为0.2A。
(3)因为实验次数太少,存在很大的偶然性,应该多次测量才能得出普遍规律;在得出实验结论时,需要加上“电压一定”的条件。
(4)电源电压为6V,电阻与滑动变阻器串联,根据串联电路电压的特点,当电阻电压为4V时,滑动变阻器两端的电压应为2V,根据分压原理,则滑动变阻器的阻值为待测电阻的2倍,才能达到要求,所以电阻两端电压达不到4V,是因为滑动变阻器R的阻值太小造成的或电阻箱的阻值调的过大。
5.(2019·山西)在“探究电流与电阻的关系”实验中:
(1)如图甲所示,请你用笔画线代替导线,将图中电路连接完整(请勿更改原有导线,导线不得交叉),要求:
当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中的电流变大。
连接电路时,开关必须 。
(2)闭合开关后,
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