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文档简介
人教版九年级《17.1电流与电压和电阻的关系》2022年同步练习卷一、单选题(本大题共6小题,共18分)1.(3分)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,下列说法错误的是( )A.通过导体A的电流与其两端的电压成正比
B.导体A的电阻大于导体B的电阻
C.当在导体B的两端加上1V的电压时,通过导体B的电流为0.1A
D.将A、B两导体串联后接到电压为3V的电源上时,通过导体的电流为2.(3分)7.在探究“电流与电压、电阻的关系”的实验中,小明猜想“电流可能跟电压成正比”,于是小明利用如图所示电路,他保持定值电阻R1不变,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,记下几组电压值U1,U2,U3和对应的电流值I1,I2,I3下列对数据的处理方法有助小明验证猜想的是()
①计算对应电压与电流的比值,看比值是否为趋向定值
②在坐标系中画出电流与电压的关系图象,看图象是否符合正比例函数特点 A.只有① B.只有①② C.只有②③ D.①②③均可3.(3分)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6V不变,闭合开关,调节滑动变阻器,得到的实验数据如表。下列说法正确的是()序号1234U2.03.04.05.0I0.210.300.400.49
A.该实验滑动变阻器的最大阻值不能小于20Ω
B.序号1和4的实验数据是错误的
C.序号3的实验中,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比是2:1
D.从序号1到4的实验操作过程中,滑动变阻器的滑片是从右往左滑4.(3分)如图1所示,是同学在探究“电流与电阻关系”实验中设计的电路图、以及绘制的图像(图2),对此提出了以下的见解,其中说法不正确的是( ) A.该实验中滑动变阻器的作用:保护了电路和控制定值电阻的电压不变
B.实验中滑动变阻器最大阻值过小可能会导致部分电阻的电压达不到预设电压值
C.由图2图像中的阴影部分面积对应的物理量是电压
D.用10Ω的电阻代替5Ω电阻实验时,为达到实验目的应调节滑片向右移动5.(3分)一位同学用如下图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。电源电压不变,下表是实验数据,若第四次实验时将定值电阻的阻值由40Ω调为50Ω后就直接读出电流表的示数,这个示数可能是( ) R/Ω1020304050I/A0.60.30.20.15
A.0.15 B.0.10 C.0.12 6.(3分)用如图所示的电路探究电流跟电压的关系时,要“保持电阻不变”,正确的实验操作是(A.保持R'的滑片位置不动 B.保持R的电压不变
C.保持R不变,调节R'滑片到不同的适当位置 D.保持电路中的电流不变二、填空题(本大题共3小题,共12分)7.(4分)如图是“探究电流与电阻的关系”的电路图。将5Ω的定值电阻接入图中A、B两点间,正确操作后,电流表的示数为0.4A.接下来的操作是:断开开关,将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻,再将滑动变阻器的滑片P移到最______(选填“左”或“右”)端,然后闭合开关,移动滑片P,使电压表的示数为______V时,读出电流表的示数。8.(4分)探究电流与电压的关系时,需要控制______不变,利用滑动变阻器来______定值电阻两端的电压。9.(4分)小文在探究“电流跟电压的关系”时,连接了如图的电路,实验中需要控制______不变,改变电压。在此电路基础上,不增减器材,改变电压的操作是:闭合开关,______。
三、实验题(本大题共11小题,共38分)10.(10分)用如图甲所示电路做“探究导体中的电流与导体两端电压的关系”实验。
10-1.如图甲,用笔画线代替导线,将实验电路连接完整,使滑动变阻器接入电路的阻值最大,闭合开关,向左移动滑动变阻器滑片P,电流表示数_______________将电压表示数将_______________.(均选填“变大”“不变”或“变小”)10-2.调节滑动变阻器,把测得的数据填入下表,其中电流表示数为0.5A时,电压表示数如图乙,其值为__________实验次序12345电压U/V11.523电流I/A0.20.30.40.50.610-3.根据表中数据,在丙图中描出电流与电压的关系图象。10-4.分析上表中的数据,你能得出的探究结论:__________________________________________________11.(6分)小华用如图所示装置探究电流与电压的关系,电源电压3V恒定不变,滑动变阻器规格为“30Ω2A”。
(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向右滑动时,电流表的示数变大。
(2)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______。
(3)排除故障后,改变滑片位置,记录实验数据如下表。空白处的电流如图乙所示,请将数据填写到下面的表格中,根据表中数据可归纳得出结论:______。电压U0.51.01.52.02.53.0电流I0.100.20______0.400.500.60(4)为了进一步探究电流与电阻的关系,又找来10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻继续实验。
①将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,闭合开关,缓慢移动滑片,直至电压表示数为1V,接下来用10Ω的电阻替换原电阻,应将滑片向______(选填:“左”或“右”)滑动,使电压表示数仍为1V,记录电流表示数。再将15Ω、20Ω的定值电阻分别接入电路,重复以上步骤;
②当将20Ω的电阻接入电路进行实验时,发现无论如何调节滑片都无法满足预设电压为1V的条件。为使该电阻也能完成实验,小华认为可以改变电压表的预设电压,该预设值应不低于______V;他们重新进行实验,根据记录的数据绘制图丙所示的图像,由此可得结论:______;同组的小明认为不改变电压表预设值也可解决上述问题,只需将上述准备的10Ω电阻______(填连接方式)在电路中就可以顺利完成实验。12.(6分)小明同学在“探究通过导体的电流与电阻的关系”时,他用图甲所示的电路进行实验,实验中电阻R两端的电压始终保持2.4V不变。
(1)请用笔画线代替导线,将甲图中实物电路连接完整(导线不得交叉)。
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于______端(选填“A”或“B”)。
(3)在实验过程中,当把电阻R由5Ω更换为10Ω时,滑动变阻器接入电路中的电阻应______。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)某次实验时电流表的示数如图乙所示,则电流表示数为______A,此时R的阻值为______Ω。13.(6分)在探究“电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压的关系”的实验中,所用的实验器材有:电流表、电压表、10Ω的定值电阻、滑动变阻器、开关各一个,1.5V的干电池两节,导线若干。
(1)用笔画线,将图1所示的电路补充完整。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移动到______端(选填“a”或“b”)。
(3)用开关“试触”时,电压表和电流表均无示数,这说明电路中存在故障。若故障是某一个元件发生了断路,则发生断路的元件可能是______(只有一个选项正确,请将正确选项的宇母填在横线上)。
A.开关或定值电阻
B.定值电阻或电流表
C.开关、滑动变阻器或电流表
D.滑动变阻器、电压表或电流表
(4)排除故障后,继续进行实验,并将实验数据记录在下表。请在图2画出电流I与电压U的关系图象。实验次数123456电阻R10电压U0.40.81.21.62.02.4电流I0.040.080.120.160.200.24(5)根据图象,可得出的探究结论是:______。14.(10分)小虎用如图所示装置探究电流与电阻的关系,滑动变阻器规格为“20Ω1A”。
14-1.实验时小虎需要将5Ω、10Ω、15Ω的电阻分别接入电路,且电阻两端的电压要保持1.5V不变,为了完成实验,电源电压不能超过_______________V。14-2.小虎首先将5Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压为1.5V并读取电流表的示数;当用10Ω的电阻进行实验时,与上一次实验相比滑片的位置更靠近_______________(选填“A”或“B”)端;完成三次实验后可以得出的结论是_________________________________________________________________________。14-3.完成上述实验后,小虎选择了一个定值电阻探究通过导体的电流与电压关系。实验时移动滑动变阻器滑片的目的是_________________________________________________________________。14-4.小虎完成实验并将实验数据记录如下表,其中有一组数据错误,错误的原因可能是_____________________________________________________________。四、计算题(本大题共1小题,共12分)15.(12分)探究电流与电压、电阻的关系。
【提出问题】通过导体的电流与导体两端电压及导体电阻的大小有什么关系?
【猜想】①导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成正比。
②导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压的平方成正比。
③导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【实验器材】电源(电压恒为4.5V),电流表、电压表各一只,开关一个,三个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω),两只滑动变阻器(20Ω2A、50Ω1A),导线若干。
【实验过程】(1)根据图1所示实物图在图2虚线框内画出电路图。
(2)小明按图1正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表指针超过量程。小明操作中的错误是______。
(3)电压U/V1.21.62.02.42.8电流I/A0.120.161.00.240.28表二电阻R/Ω51015电流I/A0.300.150.10(4)小红在探究猜想③时,先将5Ω的电阻连入电路中,闭合开关,移动滑片,使与电阻并联的电压表的示数为1.5V,并记下电流值;再分别改接10Ω、15Ω的电阻,重复上述实验,得到了表二中的实验数据。分析数据得出,猜想③是正确的。实验中,小红多次移动变阻器滑片的目的是______。
(5)小华在探究猜想③时,重新设计了电路,保持电压表的示数为3V,得到了与表二相同的数据,也完成了实验探究。小华与小红的实验相比不同之处是:______。
【知识拓展】
(1)小明实验时选择的是______Ω电阻。
(2)小红实验时选择的变阻器规格是______。
(3)如果电源电压未知但保持不变,已知滑动变阻器的最大阻值为Rm,只允许使用两只电表中的任意1只且在实验过程中不能移动电表的位置,你能测出一个未知电阻的阻值吗?请在图3虚线框内画出电路图,写出实验步骤和需测的物理量并写出Rx的最终表达式。
①实验步骤和需测的物理量:
Ⅰ、______
Ⅱ、______。
答案和解析1.【答案】B;【解析】解:A.由图象可知,通过A、B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A、B的电流与两端的电压成正比,故A正确,不符合题意;
B.当UA=UB=2V时,IA=0.4A,IB=0.2A,根据欧姆定律可得:
RA=UAIA=2V0.4A=5Ω,RB=UBIB=2V0.2A=10Ω,
∴导体A的电阻小于导体B的电阻,故B不正确,符合题意;
C.当在导体B的两端加上1V的电压时,通过导体B的电流:
IB'=UB'RB=1V10Ω=0.1A,故C正确,不符合题意; 2.【答案】D;【解析】略
3.【答案】A;【解析】解:A、由表中第1组数据,根据串联电路电压规律和欧姆定律,变阻器连入电路中的电阻:R滑=U−U1I1=6V−2.0V0.21A≈20Ω,故A正确;
B、在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中,需控制电阻不变,由R=UI可知,当U1=2.0V,I1=0.21A时,R1=U1I1=2.0V0.21A≈9.5Ω;当U4=5.0V,I1=0.49A时,R4=U4I4=5.0V0.49A≈10.2Ω,同理2、3两次的阻值为10Ω,在误差允许的范围内,序号1和4的实验数据是正确的,故B错误;
C、序号3的实验中,定值电阻两端的电压为4.0V,由串联电路的电压特点可知,滑动变阻器两端的电压:U4.【答案】D;【解析】解:A、探究电流与电阻的关系时,要控制电阻的电压不变,该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外,还有控制电阻电压不变的作用;故A正确。
B、研究电流与电阻的关系时,要控制电压表示数不变,假设电源电压一定,根据串联电路电压的规律,定值电阻与滑动变阻器分得的电压均为定值,根据分压原理,变阻器连入电路中的电阻与定值电阻的比值为一定值,接入电路中的定值电阻越大,变阻器连入电路中的电阻越大,滑动变阻器的最大阻值太小可能会导致部分电阻的电压达不到预设电压值,故B正确。
C、图2图像中的阴影部分面积等于电阻R乘以电流I,即U=IR,故C正确。
D、根据串联电路的分压原理可知,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,根据串联电路电压的规律可知,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可知,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,故D错误。
故选:D。
(1)探究“电流与电阻关系”实验中,要控制电阻两端电压不变。
(2)研究电流与电阻的关系时,要控制电压表示数不变,根据串联电路电压的规律和分压原理得出变阻器连入电路中的电阻与定值电阻大小的关系。
(3)图2图像中的阴影部分面积等于电阻R乘以电流I,据此分析。
(4)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,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向。
此题主要考查了伏安法探究电流与电阻关系,综合考查了实验设计、数据分析、现象分析以及图形解读,综合性极强,难度也颇大。5.【答案】D;【解析】解:研究通过导体的电流与电阻的关系要保持导体两端的电压不变,由欧姆定律,电阻两端的电压:
UV=I1R1=0.6A×10Ω=6V;
当电阻R的阻值为50Ω时,由欧姆定律,电路中的电流应该为:
I'=UVR5=6V50Ω=0.12A,
将电阻R的阻值从40Ω调为50Ω后,要保持电阻两端电压不变,应向右移动滑动变阻器滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值变大,滑动变阻器分压变大,从而使电阻两端电压减小保持不变,因此,当未移动滑动变阻器时,电路中的电流应该大于0.12A而小于0.6.【答案】C;【解析】
此题主要考查研究电流与电压关系的实验原理及定值电阻和滑动变阻器的作用。
因电流跟电压、电阻有关,用控制变量法研究电流跟电压和电阻的关系,即保持电阻不变,改变定值电阻两端的电压,讨论电流跟电压的关系;实验中定值电阻起到保持电阻不变的目的,用电压表测量定值电阻两端的电压,利用电流表测出流过定值电阻的电流,用滑动变阻器改变电路中的电流(也即改变流过定值电阻的电流),通过分析流过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压从而得出电流跟电压的关系。
研究电流跟电压的关系时,保持电阻不变(通过定值电阻实现),通过移动滑动变阻器的滑片,改变定值电阻的电压和电流,来探究电流跟电压的关系。
故选C。
7.【答案】右;2;【解析】解:
由题将5Ω的定值电阻接入图中A、B两点间,电流表的示数为0.4A,
所以R两端电压U=IR=0.4A×5Ω=2V。
将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻,
为保证电阻两端电压保持不变,应先将滑动变阻器的滑片滑到右端移动,闭合开关,移动滑片P,使电压表示数为2V时,读出电流表的示数。
8.【答案】电阻
改变;【解析】解:某同学在“探究电流和电压关系”时,需要控制电阻不变;为得出普遍性的规律,滑动变阻器除保护电路外还有改变定值电阻两端的电压和通过定值电阻的电流的作用。
故答案为:电阻;改变。
“探究电流和电压关系”时,需要控制电阻不变;为得出普遍性的规律要多次测量,据此分析。
本题探究电流与电压关系,考查了操作要求和滑动变阻器的作用等知识。
9.【答案】电阻
调节滑片P到不同位置,同时观察电压表示数
;【解析】解:根据控制变量法知,在探究电流跟电压的关系时,需要保持电阻不变,通过移动滑动变阻器改变定值电阻两端的电压和通过电阻的电流,得出电流与电压的规律,故在此电路基础上,不增减器材,改变电压的操作是:闭合开关,调节滑片P到不同位置,同时观察电压表示数。
故答案为:电阻;调节滑片P到不同位置,同时观察电压表示数。
电流与电压和电阻有关,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,据此分析;
滑动变阻器在电路中的作用有二:保护电路,改变用电器两端电压或电路电流。
此题主要考查了探究“电流跟电压的关系”,掌握滑动变阻器的作用是解答该题的关键。
10.【答案】图略变大变大;2.5;图略;导体的电阻一定时,通过导体的电流与它两端的电压成正比;【解析】略
11.【答案】电阻断路
电阻一定时,电流跟电压成正比
0.30
左
1.2
在电压一定时,电流跟电阻成反比
串联;【解析】解:(1)要求滑片P向右滑动时,电流表的示数变大,即滑动变阻器接入电路的阻值变大,所以,应把滑动变阻器的B接线柱接入电路,电路连接如图。
(2)经分析,连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电流表无示数,电压表有示数,则出现故障的原因可能是灯泡断路;
(3)电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,该示数为0.30A。根据表中数据可知,电压与电流的比值不变,
即R=UI=0.5V0.10A=1.0V0.20A=1.5V0.3A=2.0V0.40A=2.5V0.5A=3.0V0.60A=5Ω,所以,可得结论:电阻一定时,电流跟电压成正比。
(4)①原来接入的电阻为5Ω,电压表示数为1V,即UR=1V,由串联分压可知U滑=U总−UR=3V−1V=2V
由于串联电路中,各串联导体起分担电压的作用,电压之比等于电阻之比,即URU滑=RR滑=5Ω10Ω=12,
所以接下来用10Ω的电阻替换原电阻,应将滑片向左滑动来增大滑动变阻器接入电路的阻值,使电压表示数仍为1V,记录电流表示数。
②当将20Ω的电阻接入电路进行实验时,滑动变阻器需要R滑=R12=2R=40Ω才能控制定值电阻两端的电压为1V,此实验中滑动变阻器的规格是“30Ω2A”,所以不能完成实验。
把滑动变阻器的最大阻值30Ω接入电路时,定值电阻两端的电压即为电压表的预设最小电压。
把滑动变阻器的最大阻值30Ω接入电路时,电路中的电流最小为:I最小=UR+R滑=3V20Ω+30Ω=0.06A, 12.【答案】(1)
(2)A;
(3)变大;
(4)0.2;12;【解析】解:(1)因实验中电阻R两端的电压始终保持2.4V不变,故电压表选用小量程与电阻并联,如下所示:
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处,即A端。
(3)根据串联分压原理可知,将定值电阻R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A端移动,使电压表的示数为2.4V;
(4)某次实验时电流表的示数如图乙所示,图中电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A,此时R的阻值R=UI=2.4V0.2A=12Ω。
故答案为:(1)如上所示:(2)A;(3)变大;(4)0.2;12。
(1)根据实验中电阻R两端的电压始终保持2.4V不变确定电压表量程与电阻并联;
13.【答案】(1);(2)a;(3)C;(4);(5)在电阻一定,电流与电压成正比;【解析】【试题解析】
解:
(1)电源电压为3V,故电压表选用小量程与电阻并联,如下图所示:
(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处,即滑到a端;
(3)因为电压表并联在电路中,如果电压表断路,电路中应该有电流,电流表有示数,所以电压表没有断路,电路中其他电路元件都是串联的,如何一个断路电路中都没有电流,通过以上分析可知选项C正确,ABD错误;
(4)根据描点法作图,如下图所示:
(5)分析数据可知,在电阻一定时,电阻两端的电压增大为原来的几倍,通过电阻的电流也增大为原来的几倍,得出的结论是:在电阻一定,电流与电压成正比。
故答案为:(1)见图1;(2)a;(3)C;(4)见图2;(5)在电阻一定,电流与电压成正比。
(1)根据电源电压为3V确定电压表选用小量程与电阻并联;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处;
(3)根据电路故障现象分析电路故障原因;
(4)根据描点法作图;
(5)分析数据,得到电流与电压的关系。
本题是探究“电阻一定时,通过导体的电流与电压的关系”实验,考查电路连接、故障判断、描点法作图及数据分析和控制变量法的运用,属于常考命题点。
14.【答案】3.5;A电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比;改变定值电阻两端的电压和电路中的电流;电流表选用小量程却按大量程读数了;【解析】略
15.【答案】闭合开关前,变阻器连入电路的阻值没有调到最大值1.0读数时,看错量程①控制电阻两端的电压不变小华在实验中,电压表和滑动变阻器并联,测的是滑动变阻器两端的电压10“50Ω1A”闭合开关,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大Rm处,读出
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