寒假作业07 电流与电压和电阻的关系(解析版).docx
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- 寒假作业07 电流与电压和电阻的关系解析版 寒假 作业 07 电流 电压 电阻 关系 解析
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1、 完成时间: 月 日 天气: 作业07 电流与电压和电阻的关系探究电流跟电压、电阻关系的实验设计(1)实验方法控制变量法因影响导体中电流大小的因素可能有两个:电压和电阻,所以要探究与其中一个因素的关系,应保持另一个因素不变。可以先保持电阻不变,用电压表和电流表测出定值电阻两端的电压和电流,研究电流与电压的关系;也可以保持电压不变,改变电阻,用电流表测出电阻中的电流,研究电流跟电阻的关系。(2)根据控制变量法,探究电流跟电压、电阻的关系可分为两步:保持电阻不变,通过改变电压,观察电流的变化;保持电压不变,通过改变电阻,观察电流的变化。1(2023四川德阳统考中考真题)在“探究通过导体的电流与电压
2、、电阻的关系”实验中,小明利用稳压电源(恒为4.8V)、电阻箱(阻值可调节)、滑动变阻器(“600.6A”)、电压表、电流表、导线若干做了如下实验:(1)请你用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向右滑动时,接入电路的电阻变大 ;(2)按照(1)问中你的连接方式,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 端;(选填“左”或“右”)(3)小明控制电阻箱接入电路的阻值R=5 一定,调节滑动变阻器的阻值,进行了5次实验,测得了下表中的数据,其中第4次实验时,电压表指针如图乙所示,其示数为 V,通过实验数据的分析可得出:通过导体的电流与 的关系;实验次数12345U/V0.511.
3、53I/A0.10.20.30.50.6(4)小明实验时控制电压表的示数U=3 V一定,通过移动变阻器滑片P和改变电阻箱R接入电路的阻值,进行了5次实验,测得了下表中的数据,通过实验数据的分析可得出:通过导体的电流与 的关系,本实验研究物理问题所用到的方法是 。实验次数12345R/510152030I/A0.60.30.20.150.1(5)小明按照(4)问的实验操作进行更多的数据探究,电阻箱接入电路的阻值不能超过 。【答案】(1) (2)右 (3)2.5 电压 (4)电阻 控制变量法 (5)100【详解】(1)滑动变阻器一上一下串联接入电路,滑动变阻器的滑片P向右滑动时,接入电路的电阻变大
4、,下面连接A接线柱,电压表和电阻箱并联,电流表串联在电路中,如图所示:(2)为了保护电路,闭合开关前应将滑动变阻器滑片移动到阻值最大处,即最右端。(3)由图乙可知,电压表的量程是03 V,分度值是0.1 V,电压表的示数是2.5 V。由表中数据可知,电压增大几倍,对应的电流也增大几倍,电阻一定,电流与电压成正比。(4)由表中数据可知,保持电压UV=I1R1=0.6 A5 =3 V,不变,可以得到电压一定,电流和电阻成反比,用到控制变量法。(5)多次改变电阻箱接入电路的电阻值,移动变阻器的滑片P,保持电压表示数为3V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压U滑=U-UV=4.8 V-3 V
5、=1.8 V,电压表示数为滑动变阻器分得的电压的,根据分压原理,当滑动变阻器接入电路的电阻最大为60时,电阻箱连入电路中的电阻为,即为完成该实验,电阻箱接入电路的阻值不能超过100 。2(2023湖南益阳统考中考真题)小明同学想探究“通过灯泡的电流与灯泡两端电压的关系”,设计了如图甲所示的电路图。(1)请用笔画线代替导线,按照图甲所示的电路图,在图乙中将实物电路连接完整(要求连线不得交叉;滑动变阻器的滑片向左移动,小灯泡变亮); (2)小明同学正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,但电压表示数较大。接下来正确的操作是 ;A检查电路是否短路B更换电流表C检查小灯泡是否接触良好
6、或损坏D移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光(3)排除电路故障后,下表是按正确的操作测得的数据,其中第一次测得的电流如图丙所示,则电流表示数为 A。从表中数据可看出,通过灯泡的电流与灯泡两端的电压不成正比,其原因是 。实验次数123电压U/V2.03.03.8电流I/A0.380.40【答案】(1) (2)C (3)0.32 灯泡的电阻随温度发生变化,其电阻不是定值【详解】(1)电流表、灯泡、滑动变阻器、开关串联接入电路;滑动变阻器接线柱“一上一下”接入电路;如下图所示:(2)闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,但电压表示数较大,可能是与电压表并联的小灯泡断路,接下来应检查小灯泡是否接
7、触良好或损坏。故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。(3)由图丙可知,电流表所选量程为00.6 A,分度值是0.02 A,根据指针位置可知,其示数是0.32 A。由表中数据可知,灯泡的电压增大,对应的电流也增大,灯泡的实际功率变大,灯丝温度升高,灯泡电阻变大,灯泡的电流跟灯泡两端电压不成正比,其原因是灯丝的电阻随着温度的升高而增大。3(2023山东烟台统考中考真题)在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中:(1)设计实验时,小明制定了探究的总体思路:保持电阻不变,探究电流与电压的关系;保持电压不变,探究电流与电阻的关系。物理上把这种科学探究的方法叫做 ;(2)在“探究电流与电压的关系”的过程中
8、,小明连接了如图甲所示的实物电路。闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到 (选填“A”或“B”)端。闭合开关后,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;(3)在“探究电流与电阻的关系”的过程中,小明将的电阻换成的电阻后,闭合开关,直接读出电流值,这种做法是否正确?理由是什么?( )(4)小明根据实验数据绘制了和的图像,如图丙、丁所示。由图像可以得到的实验结论是:在电阻一定的情况下,通过导体的电流跟这段导体两端的电压成 ;在电压一定的情况下,通过导体的电流跟导体的电阻成 。【答案】(1)控制变量法 (2)A 0.4 (3)见解析 (4)正比 反比【详解】(1)
9、控制电阻不变,探究电流与电压的关系;控制电压不变,探究电流与电阻的关系。物理上把这种科学探究的方法叫做控制变量法。(2)小明连接了如图甲所示的实物电路。闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到电阻值最大处,也就是滑动变阻器的A端。电流表示数如图乙所示,连接时选择了00.6 A的量程,分度值是0.02 A,则此时电流表示数为0.4 A。(3)在“探究电流与电阻的关系”的过程中,要控制电阻两端的电压不变,但小明将的电阻换成的电阻后,闭合开关,直接读出电流值,这样操作是不正确的,根据串联电路中分压原理可知,当的电阻换成的电阻后,电阻两端的电压就变大了,应该移动变阻器滑片,使电阻两端的电压保持和以前不变,
10、然后再读出电流表示数。(4)如图丙所示,图像是正比例函数图像,所以可以得到的实验结论是:在电阻一定的情况下,通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比。如图丙所示,图像是反比例函数图像,所以可以得到的实验结论是:在电压一定的情况下,通过导体的电流跟这段导体的电阻成反比。4(2023山东威海统考中考真题)在探究“电流与电阻的关系”实验中,电源电压恒为,滑动变阻器规格为“”。(1)根据图甲所示的电路图,请用笔画线代替导线,将图乙所示的实物图连接完整(导线不允许交叉);(2)连接好电路,将滑动变阻器阻值调到最大,闭合开关,移动滑片,发现电流表无示数,电压表示数始终接近电源电压。导致这一现象的原因可能是
11、 ;A电流表损坏B滑动变阻器短路C定值电阻R接触不良D定值电阻R短路(3)排除故障继续实验,更换不同的定值电阻后,都需要调节滑动变阻器,其目的是 ,实验数据如表所示,其中第6次实验中电流表示数如图丙所示,其读数为 A;表实验次数123456电阻57.512152025电流1.20.80.480.40.32(4)在如图所示坐标系中已经描出所有实验数据对应的点,请绘出图像 ,分析并得出结论: ;(5)实验完成后,在评估“将电阻更换成电阻继续实验”这一环节中,甲小组认为,更换成电阻后需要将滑动变阻器阻值调到最大,才能闭合开关进行实验;而乙小组认为,更换成电阻后不需要将滑动变阻器阻值调到最大,可直接闭
12、合开关进行实验。你认为哪个小组的观点正确并写出理由: 。【答案】(1) (2)C (3)保持电阻R两端电压不变 0.24 (4) 电压一定,电流与电阻成反比 (5)甲小组观点正确。为了保护电路,防止电路因连接错误(如短路)导致电路元件损坏,每次闭合电路前都要将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处。【详解】(1)电压表要并联在定值电阻两端,且正接线柱靠近电源正极,负接线柱靠近电源负极,所以作图如下(2)电流表无示数,说明发生断路,电压表有示数,则说明是定值电阻断路,此时电压表串联到电路中,测电源电压。故选C。(3)探究电流与电阻的关系实验中,更换不同的定值电阻后,都需要调节滑动变阻器,其目的是控制定值
13、电阻两端电压不变。其中第6次实验中电流表示数如图丙所示,选用的是量程,其读数为0.24A。(4)用平滑的曲线连接各点,得到图像如下结合此图像和表格数据可知,电压一定时,电流与电阻成反比。(5)甲小组观点正确。为了保护电路,防止电路因连接错误(如短路)导致电路元件损坏,每次闭合电路前都要将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处。1(2023宁夏统考中考真题)在“探究电流与电压的关系”实验中,实验小组用电压表测得电源电压为2.8V,并连接了如图甲所示的部分电路:(1)观察图甲,请指出电路连接过程中的不妥之处: 。(2)改正后,请用笔画线代替导线,在图甲上完成剩余电路的连接(要求:向右移动滑动变阻器的滑片P
14、,其阻值增大)。(3)闭合开关后,观察电压表示数接近电源,电流表无示数出现该故障的原因是 。(4)排除故障后开始测量,并将实验数据记录表中,当电压表示数为2.0 V时,电流表示数如图乙所示:电压U/V1.01.52.02.5电流I/A0.100.150.25(5)根据表中的实验数据,得出的实验结论是 ;(6)若要继续完成探究电流与电阻的关系实验,除了现有的实验器材之外,还需要增加 。【答案】(1)连接电路时开关没有断开 (2) (3)定值电阻断路 (5)在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 (6)两个阻值不同的定值电阻【详解】(1)为了保护电路,连接电路时开关应该断开;由图甲可知
15、,电路连接过程中的不妥之处:连接电路时开关没有断开。(2)向右移动滑动变阻器的滑片P,其阻值增大,故滑动变阻器选用左下接线柱与开关串联在电路中,如下图所示:(3)闭合开关后,观察到电流表无示数,说明电路可能断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即出现该故障的原因是定值电阻断路。(5)如图乙可知,电流表选用00.6 A量程,分度值0.02 A,其示数为0.20 A;由表中数据可知,当定值电阻两端电压与通过定值电阻的电流的比值为定值,故可得出的实验结论是:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。(6)在探
16、究电流与电阻的关系的实验中,应控制定值电阻两端电压不变,更换不同阻值的定值电阻,故除了现有的实验器材之外,还需增加两个阻值不同的定值电阻。2(2023内蒙古赤峰统考中考真题)在探究“电流与电压的关系”实验中,图1是某组同学的探究原理图。(1)在实验中,电压表的示数为2.5 V时,电流表示数如图2所示,则电流为 A;(2)图3是该组同学根据测量数据绘制的小灯泡I-U图像。通过图像分析,他们发现该探究不能用小灯泡,原因是: 。【答案】(1)0.28 (2)小灯泡的电阻随温度升高而变大,不符合实验要求【详解】(1)图2所示,量程为00.6 A,电流表的分度值为0.02 A,读数为0.28 A。(2)
17、在探究“电流与电压的关系”实验中,要求电阻阻值是不能变化的,从图3可以看出随着电压均匀的增大,开始时电流增大较快,后来就不怎么增大了,说明随着通电时间的增加,小灯泡的温度升高,灯丝电阻不断变大,不符合此实验的要求。3(2023黑龙江统考中考真题)在探究“电流与电阻关系”实验时,老师给小明提供了如下器材:电源(电压恒定为4.5V),电流表,电压表,开关各一个,滑动变阻器甲“10;2A”和滑动变阻器乙“20;1A”各一个,定值电阻5、10、15各一个,导线若干。(1)注意在连接电路时,开关必须处于 状态;(2)用笔画线代替导线,将图甲的实验电路连接完整(要求:滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变
18、大,导线不允许交叉);(3)正确连接电路后闭合开关,发现电流表有示数,无论怎样移动滑片P,电压表都无示数,则故障可能是 (答出一种情况即可);(4)排除故障后,小明把5 的电阻接入电路中,移动滑片P到适当位置,读出电流表示数如图乙所示,正确记录后,小明又改用10 电阻继续实验,闭合开关后,小明应将滑片P向 (选填“左”或者“右”)移动至电压表示数为 V;(5)小明在实验中所选用的滑动变阻器应该是 (选填“甲”或“乙”);(6)利用老师给的器材,还能完成的电学实验有: (写出一个即可)。【答案】(1)断开 (2) (3)定值电阻短路(电压表短路) (4)右 2.5 (5)乙 (6)探究电流和电压
19、的关系(测定值电阻的阻值)(答案合理即可)【详解】(1)在连接电路时,为保护电路,要先断开开关。(2)由题意知,滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变大,即滑片P向左滑动时,接入电路的电阻变小,故滑动变阻器的左下接线柱接入电路,如图所示:(3)由题意知,电流表有示数,说明电路有电流为通路,而此时电压表无示数,说明与电压表并联的电阻R短路。(4)由图乙知,电流表接入量程为00.6 A,且最小分度值为0.02 A,则电流表示数为0.5 A。根据可得,电压表示数为,小明又改用10 电阻继续实验,应利用控制变量法,保持电压表示数不变,根据串联电路分压特点,为控制定值电阻两端电压保持不变,此时应滑动变阻
20、器滑片P向右移动,增大接入电路电阻,从而增大滑动变阻器两端电压。(5)实验中使用的定值电阻阻值最大为15 时,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压变阻器分得的电压为电压表示数倍数为根据分压原理,当接入15电阻时,变阻器连入电路中的电阻为因此小军实验所选用的滑动变阻器应该是乙“20 ;1 A”。(6)电流表可测量电路中电流,电压表可测量用电器两端电压,因此还可通过该实验装置探究电流和电压的关系和测定值电阻的阻值的实验。1(2022江苏南京统考中考真题)用如图甲所示的电路研究通过导体的电流与电压、电阻的关系。(1)实验前,电流表的指针位置如图乙所示,应该 ;(2)在研究电流与电压关系时,为了改
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