1、实验 24 探究电流与电压和电阻的关系 考点精讲 【猜想与假设】【猜想与假设】 电阻一定时,电压越高,电路中的电流越大;电压一定时,电阻越大,则电路中 电流越小。 【设计与进行实验】【设计与进行实验】 1.实验器材:电源、不同阻值的定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、 导线; 2.实验步骤: (1)闭合开关,保持电路中电阻 10不变,分别调节滑动变阻器的滑片,使电 阻两端的电压成倍数增加,观察电流表示数,将数据填入表格。 (2)闭合开关,分别将阻值不同的电阻接入电路,并且通过调节滑动变阻器的 滑片,使阻值不同的定值电阻 R 两端的电压保持 3V 不变,观察电流表示 数,将实验数据记录表
2、中。 根据上述表中的数据绘制的IU 图像和RI 图像如图所示。 【分析和论证】【分析和论证】 观察到IU 图像可知, 在R一定时,I与U成正比。 观察到RI 图像可知, 在U 一定时,I与R成反比。 【实验结论】【实验结论】 在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比; 在电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。 【实验方法】【实验方法】 控制变量法: 探究电流与电压的关系时:控制定值电阻的阻值不变,移动滑片,改变定值 电阻两端的电压,观察电流表的示数; 探究电流与电阻的关系时: 更换电阻, 调节滑片位置, 控制电压表示数不变, 观察电流表的示数; 【交流与讨论】【交流与讨论】 (1)
3、滑动变阻器的作用: 探究电流与电压的关系:保护电路、改变定值电阻两端的电压; 探究电流与电阻的关系:保护电路、保持定值电阻两端的电压不变; (2)连接电路前,开关应断开,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑动到阻值 最大处。 (3)电流表、电压表的使用和读数。 (4)实物电路图连接、纠错及画电路图。 (5)多次测量的目的:使结论更具有普遍性。 (6)在探究电流与电阻关系实验中,更换阻值不同的电阻后,移动滑片方向判 断:换大调大。 (7)电路故障分析。 (8)表格错误数据的分析: 探究电流与电压的关系: 分析比较各组数据电压与电流的比值是否相同, 不同的一组数据为错误数据。 探究电流与电阻的关系:比
4、较各组数据电阻与电流的乘积是否相同,不 同的一组为错误数据。 (8)欧姆定律的相关计算。 (9)将定值电阻换为小灯泡的评估:小灯泡的电阻会随温度变化而变化,从而 会影响实验结论,因此不能将定值换作小灯泡进行实验。 【例 1】 小薇和小亮两位同学在“探究电流与电压的关系”实验中, 使用两节新干电池作电源, 滑动变阻器 R的规格是“20 2 A”. (1)如图甲所示是小薇画的电路图,根据电路图连接的实物图如图乙所示,请你在虚线框 内把电路图补画完整(要求所补画的元件与实物电路对应). 甲乙 (2) 开关闭合前, 小薇发现电流表的指针在零刻度线左侧, 原因是A(选填“A”或“B”) . A.电流表没
5、调零B.电流表正负接线柱接反了 (3)小薇确认电路无误后,应将滑动变阻器滑片移到最左端,再闭合开关.此实验中 滑动变阻器的作用是保护电路和改变定值电阻两端电压. (4) 小薇闭合开关进行实验, 当电流表示数为0.5A时, 电压表示数如图丙所示, 为2.5V. (5)小薇记录的数据如下表所示,由实验数据可计算出本实验中使用的定值电阻的阻值为 5;老师指出其中一组数据有拼凑的嫌疑,你认为是第1组(填写实验序号) ,理由 是电路中的最小电流为 0.12A. (6)排除有拼凑嫌疑的数据后,请根据小薇的实验数据,在图丁中描出各组数据对应的点 并连线,作出定值电阻的 I-U 图像. (7)分析数据可以得到
6、的结论是:在电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压 成正比. (8)小亮做完实验,利用和小薇一样的方法作出了 I-U 图像,发现两条图线的倾斜程度不 一样,原因是小薇和小亮选用的定值电阻的阻值不同. (9)下列实验与本实验进行多次测量的目的不相同的是C A.探究影响滑动摩擦力大小的因素B.探究杠杆的平衡条件C.用刻度尺测物体的长度 【例 2】小峻和小薇两位同学在“探究欧姆定律”的实验中,所用器材有:学生电源、电流表、 电压表、标有“20 2 A”的滑动变阻器 R、开关,导线和定值电阻 R 若干 甲乙丙 (1)请根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路连接完整 (要求:向右移动滑 动变
7、阻器滑片时,电路中的电流变小,且导线不能交叉) (2)连接电路时,开关必须断开;连接完电路后,小薇发现电流表和电压表的位置互 换了,如果闭合开关,则电压(选填“电压”或“电流”)表的指针可能有明显偏转 (3)排除故障后,他们先探究电流与电压的关系,闭合开关,移动滑片依次测得 5 组数据, 其中第 5 次实验中电压表的指针如图丙所示,其示数为2.2V他们记录的数据如表一 所示, 分析数据可以得到的结论是: 在电阻一定时, 通过导体的电流与导体两端的电压成正 比 表一电流与电压关系 实验序号12345 电压/V1.01.21.82 电流/A0.200.240.360.400.44 (4)他们继续探
8、究电流与电阻的关系,先将电源电压调为 6 V,分别换上多个定值电阻进 行探究,数据记录如表二所示,老师指出其中一组数据是拼凑的,你认为是第4(选填 实验序号)组,理由是实验所用的滑动变阻器的最大阻值太小(选填“大”或“小”)了 表二电流与电阻关系 实验序号1234 电阻/10152025 电流/A0.300.200.150.12 (5)排除拼凑的数据后,分析数据可以得到的结论是:在电压一定时,通过导体的电 流与导体的电阻成反比 (6)在不更换滑动变阻器的情况下,可以采取B(填选填字母)的措施,完成这组拼 凑数据所对应的实验测量 A降低定值电阻两端的电压B降低电源电压 C选用更大阻值的定值电阻
9、(7)测完表二的第 2 组数据后,换用阻值为 20 的电阻进行第 3 次实验,电路连接好后, 闭合开关,电压表的示数将增大(选填“增大”或“减小”) ,此时应该将滑动变阻器的滑 片向右移动,从而使得电压表示数为3V 不变 (8)利用该实验电路图还可以做的实验是测量小灯泡的电阻(或额定功率)(填一项即 可) 实验 24 探究电流与电压和电阻的关系 考点精 练 一选择题(共一选择题(共 5 小题)小题) 1小佳同学用如图 3 所示的电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系” 。在实验过程中,当 定值电阻 2 R由5更换为10后,为了探究上述问题,他下一步应该采取的操作是() A调节滑动变阻器 1 R的
10、滑片,保持电流表示数不变,观察并记录电压表的示数 B调节滑动变阻器 1 R的滑片,保持电压表示数不变,观察并记录电流表的示数 C换用更精确的电压表进行测量 D增加电池的个数,使电源电压变大 2某同学在探究“电流跟电阻、电压的关系”时,收集到的数据如下表,根据表中数据可 得出的实验结论为() 电阻/R102030 电流/IA0.300.150.10 A电阻一定时,电流与电压成正比 B电阻一定时,电压与电流成正比 C电压一定时,电阻与电流成反比 D电压一定时,电流与电阻成反比 3张华同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时,将记录的实验数据通过整理作 出了如图所示的图象,根据图象,下列说法错误
11、的是() A通过导体甲的电流与其两端的电压成正比 B导体甲的电阻大于导体乙的电阻 C当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过导体乙的电流为0.1A D将导体甲、乙并联接到电压为2V的电源上时,干路中的电流为0.6A 4 对于 “探究电流跟电阻的关系” 和 “伏安法测定值电阻的阻值” 这两个实验, 错误是() A两个实验都用到了控制变量法 B前者多次测量的目的是使结论具有普遍性 C它们的实验电路在教科书中是相同的 D后者多次测量的目的是取平均值,减小误差 5研究电流跟电阻、电压的关系,实验时,分别保持电阻不变和保持电压不变两步进行探 究,在保持电阻不变这一步中,实验要求() A保持滑动变阻器的滑片
12、位置不变 B保持电阻R两端的电压不变 C保持电路中的电流不变 D保持定值电阻值不变,调节滑动变阻器的滑片到不同的位置 二填空题(共二填空题(共 3 小题)小题) 6在“探究导体中电流与电压的关系”实验中,应多次改变某导体两端的,获取实验 数据;使用电流表时,所测电流不得超过它的;换不同导体进行多次实验的目的是为 了;该关系是德国物理学家首先发现的。 7如图是小红探究“电流跟电压、电阻的关系”的实验电路。她在探究“电流跟电阻的关 系”时,保持电源两端电压和滑动变阻器滑片的位置不变,当把5的电阻更换为10的电 阻后,电压表的示数将(选填“变大” 、 “不变”或“变小”),要保持电压表的示数 不变,
13、应该(结合电路图填写实验的具体措施) 。 8张莉用如图所示的电路,探究“电压一定时,通过导体的电流跟电阻的关系” ,已知电源 电压为6V,实验用到的电阻分别为5、10、15、20、25。实验中保持电压表示 数为2.5V不变,并且将电阻R由小到大进行更换,则滑动变阻器的滑片P应该(选填 “向左端移动” “向右端移动”或“不动”)。为了能够完成整个实验,滑动变阻器的最大 阻值应不小于。 三实验探究题(共三实验探究题(共 6 小题)小题) 9如图是小华同学探究“电流与电压关系”的电路图。 (1)请按电路图将实物图连接完整(滑片P向左滑时接入电阻变大) 。 (2) 小华连接电路时, 开关应, 滑动变阻
14、器的滑片P应放在最(选填 “左” 或“右” )端,电路中滑动变阻器起到了保护电路元件安全和的作用。 (3)接着小华取来三只阻值分别为5、10、15的电阻,探究“电流与电阻关系” ,他 将电阻5换成10后,闭合开关,电压表示数将(选填“变大” 、 “变小”或“不变” ),此时应移动滑动变阻器滑片P,其目的是。 10在探究“电流与电阻的关系”时,现提供下列器材:学生电源(电压恒为6 )V、电流表、 电压表、定值电阻(5、10、15各一个) ,开关、滑动变阻器和导线若干。 (1)连接电路时,开关应,滑动变阻器的滑片P应处于(选填“A”或“B”)。 (2) 用5的电阻做实验, 闭合开关移动滑片。 此时
15、电压表示数为2V, 电流表示数为0.4A, 若此时保持变阻器的滑片位置不变,断开开关将R为10的电阻接入电路,再闭合开关, 发现电压表的示数(选填“变大” “变小”或“不变”),此时应向(选填“A” 或“B”)端移动滑片,使一只电表的示数变为时,同时读出另一只电表的示数; (3)换用阻值更大的定值电阻继续实验时,发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片都无法使 电压表的示数达到实验要求的值,要想继续完成实验,请写出一条解决措施:。 11在“探究导体中电流与电压关系”实验中,某小组同学测量了A导体两端的电压和通过 的电流,实验数据记录在下表中,并根据实验结果绘制UI图线,如图所示。 序号电压( )V电流
16、(A) 11.60.16 22.50.24 33.00.30 小明认为“绘制UI图线只需要一组电压和电流值,这组数据在UI图中对应的点和 原点连成直线,就是该导体的UI图线” 。你是否赞同小明的观点,理由是:。 在绘制UI图线时,小红想: “为什么实验获得的三组数据对应的三个点要用直线连接, 而不是曲线呢?”解决小红疑惑的方法是。 该小组同学查阅历史资料,了解到: “十九世纪初,德国物理学家欧姆由于缺少资料,并 且没有稳定的电源, 也没有较精确的测量电流强度的仪器, 致使探索电流规律的工作十分艰 难。期间欧姆自己设计电流扭秤,经历了不少坎坷,但他不畏艰难,坚持不懈,终于获得成 功。 ”对此你有
17、什么感想:。 12某同学知道导体中的电流与导体两端的电压和电阻有关,在探究“导体中的电流与导体 两端电压的关系”实验中,所用的实验器材有:两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、 开关、定值电阻、导线等。 (1)用笔画线,将图 1 中的电路连接完整。 (2)连接好电路后,该同学要确定电流表所选量程是否合适,应该进行的实验操作是。 (3)实验时,电压表指针的位置如图 2 所示,则此时显示的电压值为V。 (4)实验记录的数据如表,请根据表中的数据,在方格纸上画出电流I与电压U的关系图 象。 电阻5R 实验次数123456 电压/UV0.40.81.21.62.02.4 电流/IA0.080.160
18、.240.320.400.48 (5)分析数据和图象,可得出的探究结论是:。 13小赵同学设计了“探究电流与电阻的关系”的实验,器材如下:电源电压恒为4.5V, 五个定值电阻R分别为:5,10,15,20及25, 标有 “501A” 的滑动变阻器R、 电压表(可用量程:0 3V、0 15 )V、电流表(0 0.6 )A、开关各 1 只,导线若干。 (1)请根据图甲所示电路图将图乙所示的实物电路连接完整(要求:导线不允许交叉) 。 (2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片P移到最端,目的是。 (3)小赵把5的电阻R接入电路后,闭合开关S,发现电流表无示数,电压表有示数。 若电路故障只出现在R和 R
19、上,则电路故障是,排除电路故障后,适当调整滑动变阻 器,当电压表示数为2.5V时,读出了对应的电流值。 (4)断开开关,保持滑片P位置不变,用10的电阻替换5,闭合开关,发现电压表示 数2.5V(选填“大于”或“小于”),应向(选填“左”或“右”)移动滑片P 才能达到实验要求。 (5)小赵再分别将定值电阻15,20,25连入,根据实验所得的五组数据绘制出IR 图象,如图丙所示,由图象可得出的结论是:。 (6)完成该实验探究,滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为。 14小明同学在“探究通过导体的电流与电阻的关系”时,他用如图所示的电路进行实验, 可供选择的定值电阻分别为2.5、5、10、15、20
20、、25,滑动变阻器的规格为 “151A” (1)连接电路时开关应该(选填“闭合”或“断开”)正确连接完电路,如图 1 所 示,闭合开关后,发现电流表几乎无示数,电压表示数明显,那么出现该状况的原因应该是 (选填“A” 、 “B” 、 “C”或“D”) A电流表内部断路了 B定值电阻开路 C定值电阻短路 D滑动变阻器的电阻线断了 (2)排除故障后,小明实验前预设电压表示数为2V不变为了电路安全,小明不能选用的 定值电阻为某次实验时,将10电阻换成15后,他下一步操作是:将滑动变阻 器的滑片向(选填“A”或“B”)端移动,同时眼睛盯着(选填“电流表”或 “电压表”) (3)根据收集的实验数据小明绘
21、出了I与 1 R 的图象,如图 2,由图象可得:在电压不变时, 通过导体的电流与导体电阻成 (4)小明分析:若预设电压表示数越大,那么滑动变阻器移动范围越(选填“大”或 “小”)若电源更换为可调电压电源,但仍预设电压表示数为2V不变,为了保证可用定 值电阻均能正常进行实验,则该电源电压应该控制在VV之间 实验 24 探究电流与电压和电阻的关系 考点精 练 一选择题(共一选择题(共 5 小题)小题) 1小佳同学用如图 3 所示的电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系” 。在实验过程中,当 定值电阻 2 R由5更换为10后,为了探究上述问题,他下一步应该采取的操作是() A调节滑动变阻器 1 R的滑
22、片,保持电流表示数不变,观察并记录电压表的示数 B调节滑动变阻器 1 R的滑片,保持电压表示数不变,观察并记录电流表的示数 C换用更精确的电压表进行测量 D增加电池的个数,使电源电压变大 【解答】 解: 在滑动变阻器的电阻值 1 R不变的情况下, 电路中由于将5的定值电阻换成10 的定值电阻,使整个电路的总电阻增大。 利用公式 U I R 可知,电路中的总电流减小。 根据UIR可知,此时滑动变阻器两端的电压的减小, 根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知,定值电阻两端的电压变大; 要使电压表的示数不变,只能减小电路中的电流,所以要使电路中的电阻增大,即滑片P向 右端移动增大电阻,观察并记录电
23、流表的示数; 综上所述,B正确。 故选:B。 2某同学在探究“电流跟电阻、电压的关系”时,收集到的数据如下表,根据表中数据可 得出的实验结论为() 电阻/R102030 电流/IA0.300.150.10 A电阻一定时,电流与电压成正比 B电阻一定时,电压与电流成正比 C电压一定时,电阻与电流成反比 D电压一定时,电流与电阻成反比 【解答】解: 由表中数据,电流与电阻之积为: 0.30100.15200.10303UIRAAAV ,为一定值, 故可得出结论:电压一定时,电流与电阻成反比。只有D正确; 故选:D。 3张华同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时,将记录的实验数据通过整理作 出
24、了如图所示的图象,根据图象,下列说法错误的是() A通过导体甲的电流与其两端的电压成正比 B导体甲的电阻大于导体乙的电阻 C当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过导体乙的电流为0.1A D将导体甲、乙并联接到电压为2V的电源上时,干路中的电流为0.6A 【解答】解:A由图象可知,通过甲、乙两电阻的电流与各自两端的电压成正比例函数, 即通过导体甲、乙的电流与两端的电压成正比,故A正确; B由图象可知,当2UUV 乙甲 时,0.4IA 甲 ,0.2IA 乙 , 由 U I R 可得: 2 5 0.4 UV R IA 甲 甲 甲 , 2 10 0.2 UV R IA 乙 乙 乙 , 所以,导体甲的电
25、阻小于导体乙的电阻,故B错误; C当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过导体乙的电流: 1 0.1 10 UV IA R 乙 乙 乙 ,故C正确; D将导体甲、乙并联接到电压为2V的电源上时, 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和, 所以,干路中的电流: 0.40.20.6IIIAAA 乙甲 ,故D正确。 故选:B。 4 对于 “探究电流跟电阻的关系” 和 “伏安法测定值电阻的阻值” 这两个实验, 错误是() A两个实验都用到了控制变量法 B前者多次测量的目的是使结论具有普遍性 C它们的实验电路在教科书中是相同的 D后者多次测量的目的是取平均值,减小误差 【解答】解:A探究电流跟电阻的关系,
26、要控制电压不变; 伏安法测定值电阻的阻值没有用到控制变量法,A错误; BD前者多次测量的目的是使结论具有普遍性;后者多次测量的目的是取平均值,减小误 差;BD正确; C、 “探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测定值电阻的阻值“实验中,电压表与并联,电 流与电阻串联,滑动变阻器串联在电路中,电路图均是下图: 它们的实验电路在教科书中是相同的,C正确。 故选:A。 5研究电流跟电阻、电压的关系,实验时,分别保持电阻不变和保持电压不变两步进行探 究,在保持电阻不变这一步中,实验要求() A保持滑动变阻器的滑片位置不变 B保持电阻R两端的电压不变 C保持电路中的电流不变 D保持定值电阻值不变,调节滑动变
27、阻器的滑片到不同的位置 【解答】解:电流跟电阻、电压的大小有关,研究电流与其中一个因素的关系时,要控制另 外一个因素不变,根据保持电阻不变,即研究电流与电压的关系,为得出普遍性的结论,要 改变电阻的电压和电流多次测量, 故保持定值电阻值不变, 调节滑动变阻器的滑片到不同的 位置,只有D正确。 故选:D。 二填空题(共二填空题(共 3 小题)小题) 6在“探究导体中电流与电压的关系”实验中,应多次改变某导体两端的电压,获取 实验数据;使用电流表时,所测电流不得超过它的;换不同导体进行多次实验的目的是 为了;该关系是德国物理学家首先发现的。 【解答】解: “探究导体中电流与电压关系”的实验中,需保
28、持导体的电阻不变,多次改变 导体两端电压; 实验中为了得到普遍的规律, 换不同导体进行多次实验; 实验探究的结论是: 通过导体的电流与导体两端的电压成正比, 跟导体的电阻成反比, 这是德国物理学家欧姆提 出的欧姆定律。 故答案为:电压;量程:得到普遍规律;欧姆。 7如图是小红探究“电流跟电压、电阻的关系”的实验电路。她在探究“电流跟电阻的关 系”时,保持电源两端电压和滑动变阻器滑片的位置不变,当把5的电阻更换为10的电 阻后,电压表的示数将变大(选填“变大” 、 “不变”或“变小”),要保持电压表的 示数不变,应该(结合电路图填写实验的具体措施) 。 【解答】解:根据串联分压原理可知,将定值电
29、阻由5改接成10的电阻,电阻增大,其 分得的电压增大,电压表示数变大; 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,使电压表的示数不变。 故答案为:变大;向右移动变阻器的滑片。 8张莉用如图所示的电路,探究“电压一定时,通过导体的电流跟电阻的关系” ,已知电源 电压为6V,实验用到的电阻分别为5、10、15、20、25。实验中保持电压表示 数为2.5V不变,并且将电阻R由小到大进行更换,则滑动变阻器的滑片P应该向右端移 动(选填“向左端移动”
30、“向右端移动”或“不动”)。为了能够完成整个实验,滑动变 阻器的最大阻值应不小于。 【解答】解: (1)根据串联分压原理可知,并且将电阻R由小到大进行更换,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, 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2.5V不变; (2)由图知,电阻两端的电压始终保持2.5 V UV,根据串联电路电压的规律,变阻器分得 的电压: 62.53.5 V UUUVVV 滑 ,变阻器分得的电压为电压表示数的 1.4
31、 倍,根据分压原理, 当接入25电阻时,变阻器连入电路中的电阻为: 1.42535R 滑 ,故为了完成整个实验,滑动变阻器的最大阻值应不小于35。 故答案为: (1)向右端移动; (2)35。 三实验探究题(共三实验探究题(共 6 小题)小题) 9如图是小华同学探究“电流与电压关系”的电路图。 (1)请按电路图将实物图连接完整(滑片P向左滑时接入电阻变大) 。 (2)小华连接电路时,开关应断开,滑动变阻器的滑片P应放在最(选填“左” 或“右”)端,电路中滑动变阻器起到了保护电路元件安全和的作用。 (3)接着小华取来三只阻值分别为5、10、15的电阻,探究“电流与电阻关系” ,他 将电阻5换成1
32、0后,闭合开关,电压表示数将(选填“变大” 、 “变小”或“不变” ),此时应移动滑动变阻器滑片P,其目的是。 【解答】解: (1)滑片P向左滑时接入电阻变大,故将变阻器滑片以右电阻丝连入电路中, 电源电压为3V,故电压表选用小量程与电阻并联,如下所示: (2)小华连接电路时,开关应断开,滑动变阻器的滑片P应放在阻值最大处,即最左端; 变阻器的基本作用是保护电路, 在研究电流与电压关系时, 为得出普遍性的结论要多次测量, 故滑动变阻器还有改变电阻两端电压和通过电阻的电流的作用; (3)根据串联分压原理可知,将定值电阻由5改接成10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
33、控制电压不变, 即应保持电阻两端的电压不变, 故移动滑动变阻 器变片,使电压表的示数为不变。 故答案为: (1)如上所示; (2)断开;左;改变电阻两端电压和通过电流; (3)变大;保持 定值电阻两端电压不变。 10在探究“电流与电阻的关系”时,现提供下列器材:学生电源(电压恒为6 )V、电流表、 电压表、定值电阻(5、10、15各一个) ,开关、滑动变阻器和导线若干。 (1)连接电路时,开关应断开,滑动变阻器的滑片P应处于(选填“A”或“B” )。 (2) 用5的电阻做实验, 闭合开关移动滑片。 此时电压表示数为2V, 电流表示数为0.4A, 若此时保持变阻器的滑片位置不变,断开开关将R为1
34、0的电阻接入电路,再闭合开关, 发现电压表的示数(选填“变大” “变小”或“不变”),此时应向(选填“A” 或“B”)端移动滑片,使一只电表的示数变为时,同时读出另一只电表的示数; (3)换用阻值更大的定值电阻继续实验时,发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片都无法使 电压表的示数达到实验要求的值,要想继续完成实验,请写出一条解决措施:。 【解答】解: (1)连接电路时,开关应断开,滑动变阻器的滑片P应处于阻值最大处的A; (2) 用5的电阻做实验, 闭合开关移动滑片。 此时电压表示数为2V, 电流表示数为0.4A, 若此时保持变阻器的滑片位置不变,将定值电阻R由5改接成10的电阻,电阻增大,根 据
35、串联分压原理可知其分得的电压增大, 即发现电压表的示数变大, 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A 端移动,同时读出另一只电表的示数; (3)电阻两端的电压始终保持2 V UV,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压: 624 V UUUVVV 滑 ,变阻器分得的电压为电压表示数的 2 倍,根据分压原理,变 阻器连入电路中的电阻为: 2RR 滑大,故换用阻值更大的定值电阻继续实验时,发现无论怎么移动滑动变阻器的滑 片都无法使电压表的示数达到实
36、验要求的值,要想继续完成实验,解决措施:可换用最大阻 值更大的滑动变阻器。 故答案为: (1)断开;A; (2)变大;AV;2V; (3)可换用最大阻值更大的滑动变阻 器。 11在“探究导体中电流与电压关系”实验中,某小组同学测量了A导体两端的电压和通过 的电流,实验数据记录在下表中,并根据实验结果绘制UI图线,如图所示。 序号电压( )V电流(A) 11.60.16 22.50.24 33.00.30 小明认为“绘制UI图线只需要一组电压和电流值,这组数据在UI图中对应的点和 原点连成直线,就是该导体的UI图线” 。你是否赞同小明的观点,理由是:不赞同, 一组实验数据无法得出结论。 在绘制U
37、I图线时,小红想: “为什么实验获得的三组数据对应的三个点要用直线连接, 而不是曲线呢?”解决小红疑惑的方法是。 该小组同学查阅历史资料,了解到: “十九世纪初,德国物理学家欧姆由于缺少资料,并 且没有稳定的电源, 也没有较精确的测量电流强度的仪器, 致使探索电流规律的工作十分艰 难。期间欧姆自己设计电流扭秤,经历了不少坎坷,但他不畏艰难,坚持不懈,终于获得成 功。 ”对此你有什么感想:。 【解答】解:为得出普遍性的规律,要多次测量,获得多组数据,故不赞同小明的观点, 一组实验数据无法得出结论; 对同一导体,多做几次实验,获得更多的数据,观察这些数据在UI图中对应的点是否 都在这条直线上 感想
38、:世上无难事,只要肯登攀(合理即可) 。 故答案为:不赞同,一组实验数据无法得出结论;对同一导体,多做几次实验,获得更 多的数据,观察这些数据在UI图中对应的点是否都在这条直线上;世上无难事,只要 肯登攀(合理即可) 。 12某同学知道导体中的电流与导体两端的电压和电阻有关,在探究“导体中的电流与导体 两端电压的关系”实验中,所用的实验器材有:两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、 开关、定值电阻、导线等。 (1)用笔画线,将图 1 中的电路连接完整。 (2)连接好电路后,该同学要确定电流表所选量程是否合适,应该进行的实验操作是试 触。 (3)实验时,电压表指针的位置如图 2 所示,则此时显
39、示的电压值为V。 (4)实验记录的数据如表,请根据表中的数据,在方格纸上画出电流I与电压U的关系图 象。 电阻5R 实验次数123456 电压/UV0.40.81.21.62.02.4 电流/IA0.080.160.240.320.400.48 (5)分析数据和图象,可得出的探究结论是:。 【解答】解: (1)电压表并联在定值电阻的两端,因为电源为两节干电池,所以电压表选用 03V的量程即可,如下图所示: (2)连接好电路后,为了确定电流表的量程选择是否合适,应进行试触; (3)由(1)知电压表的量程为03V,分度值为0.1V,电压表的示数为1.2V; (4)根据表格数据描点连线,见下图: (
40、5)横向分析表中数据,电压为原来的几倍,通过的电流也为原来的几倍,即在电阻不变 时,通过导体的电流与导体的电压成正比。 故答案为: (1)见上图; (2)试触; (3)1.2; (4)见上图; (5)在电阻不变时,通过导体的电流与导体的电压成正比。 13小赵同学设计了“探究电流与电阻的关系”的实验,器材如下:电源电压恒为4.5V, 五个定值电阻R分别为:5,10,15,20及25, 标有 “501A” 的滑动变阻器R、 电压表(可用量程:0 3V、0 15 )V、电流表(0 0.6 )A、开关各 1 只,导线若干。 (1)请根据图甲所示电路图将图乙所示的实物电路连接完整(要求:导线不允许交叉)
41、 。 (2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片P移到最左端,目的是。 (3)小赵把5的电阻R接入电路后,闭合开关S,发现电流表无示数,电压表有示数。 若电路故障只出现在R和 R 上,则电路故障是,排除电路故障后,适当调整滑动变阻 器,当电压表示数为2.5V时,读出了对应的电流值。 (4)断开开关,保持滑片P位置不变,用10的电阻替换5,闭合开关,发现电压表示 数2.5V(选填“大于”或“小于”),应向(选填“左”或“右”)移动滑片P 才能达到实验要求。 (5)小赵再分别将定值电阻15,20,25连入,根据实验所得的五组数据绘制出IR 图象,如图丙所示,由图象可得出的结论是:。 (6)完成该实验探究
42、,滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为。 【解答】解: (1)变阻器按一上一下连入电路中,电压表与电阻并联,如下所示: (2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片P移到最左端,目的是保护电路。 (3)小赵把5的电阻R接入电路后,闭合开关S,发现电流表无示数,电路可能断路, 电压表有示数,电压表与电源连通,若电路故障只出现在R和 R 上,则电路故障是R断路; (4)根据串联分压原理可知,将定值电阻由5改接成10的电阻,电阻增大,其分得的 电压增大,发现电压表示数大于2.5V; 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 压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,
43、由分压原理, 应增大滑动变阻器连入电路中的 电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数不变; (5)由图知,电阻两端的电压始终保持0.1250.552.5 V UIRAAV , 故得出电压一定时,电流与电阻成反比; (6)根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:4.52.52 V UUUVVV 滑 ,变 阻器分得的电压为电压表示数的 0.8 倍,根据分压原理,当接入5电阻时,变阻器连入电 路中的电阻为: 0.8 54R 滑 ,故为了完成整个实验,滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为4 . 故答案为: (1)如上所示; (2)左;保护电路; (3)R断路; (4)大于;左; (5)电压一定时,电
44、流 与电阻成反比; (6)4. 14小明同学在“探究通过导体的电流与电阻的关系”时,他用如图所示的电路进行实验, 可供选择的定值电阻分别为2.5、5、10、15、20、25,滑动变阻器的规格为 “151A” (1)连接电路时开关应该断开(选填“闭合”或“断开”)正确连接完电路,如图 1 所示,闭合开关后,发现电流表几乎无示数,电压表示数明显,那么出现该状况的原因应 该是(选填“A” 、 “B” 、 “C”或“D”) A电流表内部断路了 B定值电阻开路 C定值电阻短路 D滑动变阻器的电阻线断了 (2)排除故障后,小明实验前预设电压表示数为2V不变为了电路安全,小明不能选用的 定值电阻为某次实验时
45、,将10电阻换成15后,他下一步操作是:将滑动变阻 器的滑片向(选填“A”或“B”)端移动,同时眼睛盯着(选填“电流表”或 “电压表”) (3)根据收集的实验数据小明绘出了I与 1 R 的图象,如图 2,由图象可得:在电压不变时, 通过导体的电流与导体电阻成 (4)小明分析:若预设电压表示数越大,那么滑动变阻器移动范围越(选填“大”或 “小”)若电源更换为可调电压电源,但仍预设电压表示数为2V不变,为了保证可用定 值电阻均能正常进行实验,则该电源电压应该控制在VV之间 【解答】解: (1)连接电路时,为保护电路,开关应该断开; 正确连接完电路,如图 1 所示,闭合开关后,发现电流表几乎无示数,
46、电路可能断路,电压 表示数明显,电压表与电源连通,那么出现该状况的原因应该是定值电阻开路,选B; (2)电流表选用小量程,电路的最大电流为0.6A; 实验中电阻R两端的电压始终保持2V不变,若选用2.5的电阻,由欧姆定律,电路的电流 为: 1 2 0.80.6 2.5 UV IAA R ,故实验中,不能被选用的电阻是2.5; 根据串联分压原理可知,将定值电阻由10改接成15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, 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
47、片应向右A端移动,同时眼睛盯着电压表,使电压表的示数不变; (3)根据收集的实验数据小明绘出了I与 1 R 的图象,如下图所示,因I与 1 R 的变化关系为 过原点的直线,故可知I与 1 R 成正比, 即在电压不变时,通过导体的电流与导体电阻成反比; (4)电压预设值越大,电路中电流越大,变阻器两端电压越小,由欧姆定律可知,变阻器 连入阻值越小,滑动变阻器阻值调节范围越小; 由题意知,滑动变阻器的最大阻值为15,定值电阻的最大电阻为25;根据串联电路的 电压关系: 由串联电路的规律及分压原理有: UUR UR 电源滑 定 方程左边为一定值,故右边也为一定值,当变阻器连入电路的电阻最大时,对应的定值电阻 应最大,此时电源电压最大, 215 225 UV V 电源 电源电压最大值:3.2UV 电源 故为保证可用电阻均能正常进行实验,电源电压应该控制在2V至3.2V之间 故答案为: (1)断开;B; (2)2.5;A; 电压表; (3)反比; (4)小;2;3.2
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