2025年中考物理熱點題型歸納與變式演練(全國)實驗15 探究電流與電壓、電阻的關(guān)系(原卷版)_第1頁
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文檔簡介

實驗15探究電流與電壓、電阻的關(guān)系知識點一、探究電流與電壓的關(guān)系提出問題電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓存在什么關(guān)系猜想與假設(shè)由電壓可知,電壓時產(chǎn)生的電流的原因,同一個小燈泡,在以一節(jié)干電池供電時,小燈泡發(fā)光較暗,用兩節(jié)干電池供電時,小燈泡發(fā)光較亮,所以有兩種猜想:①導(dǎo)體兩端電壓越大,導(dǎo)體中電流越大;②通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比。設(shè)計實驗運用控制變量法,控制導(dǎo)體(電阻)的阻值不變,通過調(diào)節(jié)滑動變阻器改變電阻兩端電壓,觀察并記錄電流表的示數(shù),分析電流隨電壓的變化規(guī)律。實驗電路如圖所示。實驗器材電壓表、電流表、滑動變阻器、10Ω的定值電阻、電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干進行實驗(1)按照電路圖連接實物電路。(2)閉合開關(guān)前檢查電路中各元件的連接是否正確,并將滑動變阻器的滑片移動定值最大處。(3)電路連接無誤后閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)分別為1V、2.0V、3.0V、4.0V、5.0V、6.0V,從電流表上讀出相應(yīng)的電流值,并記錄在表中。定值R/Ω10Ω電壓U/V1.02.03.04.05.06.0電流I/A0.10.20.30.40.50.6(4)在坐標(biāo)系中,根據(jù)各電流值與對應(yīng)的電壓值描點,并用平滑曲線連接各點,畫出I-U關(guān)系圖像,如圖所示。分析論證分析實驗數(shù)據(jù)和I-U圖像可以看出:定值一定時,通過電阻的電流與其兩端電壓有關(guān),電流隨電壓的最大而增大;電壓變?yōu)樵瓉淼膸妆?,電流也變?yōu)樵瓉淼膸妆叮娏髋c電壓的比值為一定值。實驗結(jié)論在電壓一定的情況下,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比,即電阻R不變時,2.注意事項(1)連接電路時,開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài);(2)為了使得出的結(jié)論更具有普遍性,可換用5Ω、15Ω的電阻重復(fù)上述實驗步驟;(3)實驗中可以通過改變串聯(lián)的干電池的個數(shù)或調(diào)節(jié)學(xué)生電源的電壓,但實驗時常采用移動滑動變阻器的滑片P來達到改變電壓的目的;(4)調(diào)節(jié)滑動變阻器時,要緩慢移動滑片,防止電壓表、電流表示數(shù)變化過快;(5)移動滑動變阻器滑片過程中,眼睛要緊盯電壓表,當(dāng)電壓表示數(shù)達到設(shè)定值時,停止移動滑片,記錄電流表的示數(shù)。知識點二、探究電流與電阻的關(guān)系提出問題電壓一定時,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻存在什么關(guān)系猜想與假設(shè)因為電阻表示導(dǎo)體對電流的阻礙作用的大小,所以電流與電阻的關(guān)系有兩種猜想:①導(dǎo)體電阻越大,通過的電流越??;②通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。設(shè)計實驗(1)要研究電流與電阻的關(guān)系,需要改變接入電路的電阻的大小,在實驗時更換不同阻值的電阻接入電路即可;(2)在該實驗中,更換電阻后要控制電阻兩端電壓不變,我們可以在電路中串聯(lián)一個滑動變阻器,通過調(diào)節(jié)滑動變阻器使不同的電阻兩端電壓相等;(3)實驗電路圖如圖所示。實驗器材電壓表、電流表、滑動變阻器、電源、開關(guān)各一個,阻值為5Ω、10Ω、15Ω的定值電阻各一個,導(dǎo)線若干進行實驗與收集證據(jù)(1)按實驗電路圖連接實物電路,將5Ω電阻接入電路中;(2)閉合開關(guān)前,檢查電路中各元件的連接是否正確,并將滑動變阻器短片移到阻值最大處;(3)確定電路連接無誤后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,是一點半示數(shù)為3V,再讀出電流表的示數(shù)并填入表中;(4)斷開開關(guān),將阻值為5Ω的定值電阻更換為10Ω、15Ω的定值電阻,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,是電壓表示數(shù)保持在3V不變,分別讀出對應(yīng)電流表的讀數(shù)并填入表中;電壓U/V3V電阻R/Ω51015電流I/A0.60.30.2(5)在坐標(biāo)系中,根據(jù)各電流值和對應(yīng)的電阻值描點,并用平滑的曲線連接各點,畫出I-R關(guān)系圖像,如圖所示。分析論證分析數(shù)據(jù)和I-R關(guān)系圖像可以看出:電壓一定時,通過電阻的電流與其阻值有關(guān),電阻變?yōu)樵瓉淼膎倍,電流就變?yōu)樵瓉淼?/n,電流與電阻的乘積為一定值。實驗結(jié)論在電壓一定的情況下,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比,即U不變時,I1R1=I2R2。1.(2023?寧夏)在“探究電流與電壓的關(guān)系”實驗中,實驗小組用電壓表測得電源電壓為2.8V,并連接了如圖甲所示的部分電路:(1)觀察圖甲,請指出電路連接過程中的不妥之處:。(2)改正后,請用筆畫線代替導(dǎo)線,在圖甲上完成剩余電路的連接(要求:向右移動滑動變阻器的滑片P,其阻值增大)。(3)閉合開關(guān)后,觀察到電壓表示數(shù)接近電源電壓,電流表無示數(shù),出現(xiàn)該故障的原因是。(4)排除故障后,開始測量并將實驗數(shù)據(jù)記錄在表中,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.0V時,電流表示數(shù)如圖乙所示,為A。電壓U/V1.01.52.02.5電流I/A0.100.150.25(5)根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù),得出的實驗結(jié)論是:。(6)若要繼續(xù)完成“探究電流與電阻的關(guān)系”的實驗,除了現(xiàn)有的實驗器材之外,還需增加。2.(2023?涼山州)小李利用以下器材探究“電流與電阻的關(guān)系”:學(xué)生電源、電流表(0~0.6A)、電壓表(0~3V)、定值電阻(5Ω、10Ω、20Ω各一個)、開關(guān)、滑動變阻器和導(dǎo)線若干。(1)請根據(jù)圖甲所示的電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙所示的實物連接成完整電路(連線不得交叉);(2)連接電路時,開關(guān)應(yīng)(選填“斷開”或“閉合”),且應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到最(選填“左”或“右”)端;(3)小李把學(xué)生電源調(diào)至6V,將定值電阻依次接入電路,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,保持電壓表示數(shù)不變,記下電流表的示數(shù),得到圖丙所示的電流I隨電阻R變化的圖像,由圖像可以得出結(jié)論:電壓一定時,電流與電阻成(選填“正比”或“反比”);(4)正確連接電路后,實驗中小李發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)突然變大,電流表示數(shù)幾乎為零,則可能是定值電阻出現(xiàn)故障;(5)在圖丙中,定值電阻的阻值為5Ω和20Ω時,滑動變阻器的電功率分別為P1和P2,則P1:P2=。3.(2022?吉林)圖甲是“探究電流和電壓的關(guān)系”的實驗裝置,電源電壓為3V:(1)閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)處于最端;(2)閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù),電流表無示數(shù),移動滑動變阻器的滑片時,兩塊電表示數(shù)均沒有變化,則電路故障可能是定值電阻;(3)排除故障后,正確連接電路。閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片,將測得的數(shù)據(jù)繪制成U﹣I圖象,如圖乙所示。分析圖象可以得出:當(dāng)電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成;滑動變阻器的最大阻值至少為Ω。4.(2022?晉中)在“探究電流與電壓的關(guān)系”實驗中:(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線把圖甲電路連接完整(導(dǎo)線不得交叉)。(2)正確連接電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),電壓表的示數(shù)接近電源電壓,其原因可能是。(3)排除故障后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,當(dāng)電壓表的示數(shù)為0.5V時,電流表的示數(shù)如圖乙所示,則電流表示數(shù)為A。(4)繼續(xù)實驗,記錄實驗數(shù)據(jù)如下表,請你根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖丙中描點作出圖象。分析圖象可以得到的結(jié)論是。電壓U/V0.51.01.52.02.535.(2022?六盤水)在探究“電流與電阻的關(guān)系”實驗中,小明設(shè)計了如圖甲所示電路圖,選用器材如下:2節(jié)新干電池、阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻、滑動變阻器(20Ω1A)、電壓表、電流表、開關(guān)及導(dǎo)線若干。請回答下列問題:(1)連接電路時,開關(guān)應(yīng)處于狀態(tài)。(2)實驗過程中小明發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)接近3V,電流表幾乎無示數(shù),造成此故障的原因可能是。(3)排除故障后,小明更換定值電阻,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,將實驗數(shù)據(jù)填入表中。當(dāng)更換20Ω的定值電阻進行實驗時,電流表的示數(shù)如圖乙所示,則通過定值電阻的電流為A,由此可知,小明控制定值電阻兩端的電壓為V。電阻R/Ω51020電流I/A0.40.2(4)分析實驗數(shù)據(jù)可知,在實驗過程中,滑動變阻器接入電路的最大阻值為Ω。6.(2023?門頭溝區(qū)二模)小明想要利用如圖所示的電路探究“電流與電壓的關(guān)系”,下列說法正確的是()A.實驗過程中應(yīng)該保持電阻R阻值不變 B.實驗過程中滑動變阻器的作用只是保護電路 C.實驗過程中應(yīng)該調(diào)滑動變阻器使電流表示數(shù)不變 D.實驗過程中應(yīng)該調(diào)滑動變阻器保持電壓表示數(shù)不變7.(2023?南寧一模)某同學(xué)在探究“電流跟電壓、電阻的關(guān)系”時,根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)畫出了如圖所示的一個圖象。下列結(jié)論與圖象相符的是()A.電壓一定時,電流隨著電阻的增大而減小 B.電阻一定時,電壓隨著電流的增大而增大 C.電阻一定時,電流隨著電壓的增大而增大 D.電壓一定時,電阻隨著電流的增大而減小8.(2023?新洲區(qū)模擬)如圖所示,是某同學(xué)“探究電流與電阻的關(guān)系”的實驗電路,所用的電源電壓恒為6V,電流表選用0~0.6A量程,滑動變阻器規(guī)格為“60Ω,1A”,下表是該同學(xué)進行實驗時記錄的數(shù)據(jù)。下列說法錯誤的是()實驗次數(shù)1234R/Ω5101520I/A0.400.200.130.10A.圖中a是電壓表,b是電流表 B.如果閉合開關(guān)后兩表都沒有示數(shù),故障可能是電流表斷路 C.為使所有電阻都能完成實驗,定值電阻兩端電壓的控制范圍為1.5~3V D.分析表中數(shù)據(jù),可初步得出結(jié)論:電壓一定時,電阻與電流成反比9.(2023?洪山區(qū)校級模擬)在探究電阻一定時電流與電壓關(guān)系的實驗中,某同學(xué)連接的電路如圖所示。已知電源電壓為3V,滑動變阻器上標(biāo)有“30Ω1A”字樣。閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器,實驗中得到的實驗數(shù)據(jù)如表所示,下列說法不正確的是()序號12345U/V0.51.01.52.02.5I/A0.100.190.420.390.49①第1次實驗的數(shù)據(jù)不是他實驗中實際測得的②第4次實驗時滑動變阻器接入電路電阻與定值電阻的阻值之比為2:1③多次實驗的目的是為了減小誤差④該實驗得出的結(jié)論是:通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓與成正比A.③④ B.①③ C.②③④ D.①②③④10.(2023?乾安縣一模)一位同學(xué)用如圖所示的電路探究“電流與電阻的關(guān)系”。電源電壓不變,下表是實驗數(shù)據(jù),若第四次實驗時將定值電阻的阻值由30Ω調(diào)為40Ω后就直接讀出電流表的示數(shù),這個示數(shù)應(yīng)該是()R/Ω1020304050I/A0.60.30.20.12A.0.2 B.0.17 C.0.15 D.0.1311.(2023?天元區(qū)一模)小明在“探究電流與電阻關(guān)系”的實驗中,所用電源是兩節(jié)新的干電池,定值電阻的阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。(1)小明將5Ω的定值電阻接入如圖甲所示的電路中。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電路中有一根導(dǎo)線連接錯誤,請你在錯誤的導(dǎo)線上畫“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確。(2)改正電路后,實驗過程中小明發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)接近3V,電流表幾乎無示數(shù),造成此故障的原因可能是。(3)改正電路,查明故障后,閉合開關(guān),向右移動滑動變阻器的滑片,電壓表示數(shù)。(選填“變大”、“變小”或“不變”)(4)將5Ω定值電阻接入電路,當(dāng)電壓表的示數(shù)為V時,電流表示數(shù)如圖乙。接著小明用10Ω電阻替換5Ω電阻,并移動滑動變阻器的滑片,使滑動變阻器接入電路中的電阻(選填“變大”“變小”或“不變”),才能保持定值電阻兩端的電壓不變。(5)換接電阻多次實驗,是為了。通過實驗探究,小明得出的結(jié)論是:當(dāng)電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻。12.(2023?甘州區(qū)校級模擬)在“探究電流與電阻的關(guān)系”實驗中:(1)如圖甲所示,請你用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖中電路連接完整(請勿更改原有導(dǎo)線,導(dǎo)線不得交叉),要求:當(dāng)滑動變阻器的滑片P向左移動時,電路中的電流變大。(2)閉合開關(guān)S后,移動滑片P時發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù),電流表有示數(shù)且不斷變化,則電路故障可能是定值電阻R發(fā)生了(填“斷路”或“短路”)。(3)實驗過程中,將5Ω的電阻接入電路中,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P至適當(dāng)位置,此時電流表示數(shù)如圖乙所示,則電流表示數(shù)為A。將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻,閉合開關(guān),應(yīng)將滑動變阻器的滑片P向(填“左”或“右”)端移動,使電壓表示數(shù)為V。13.(2023?潮陽區(qū)校級三模)在“探究導(dǎo)體的電流跟電阻的關(guān)系”實驗中,器材有:電源(電壓恒為4.5V),電流表、電壓表和開關(guān)各一個,六個定值電阻(10Ω、15Ω、20Ω、30Ω、45Ω、50Ω),滑動變阻器(規(guī)格是“20Ω2A”),導(dǎo)線若干。(1)如圖甲是小明連接的實物電路,圖中有一根導(dǎo)線連接錯誤,請你在連接錯誤的導(dǎo)線上打“×”并補畫出正確的連線。(2)將錯誤連接改正后,閉合開關(guān),兩電表均無示數(shù)。現(xiàn)將電壓表接在變阻器兩端時有示數(shù),接在開關(guān)兩端時無示數(shù),則電路故障是(填字母)。A.電阻斷路B.電流表斷路C.滑動變阻器斷路D.開關(guān)短路(3)排除故障后進行實驗,通過實驗得到如圖乙所示的電流I隨電阻R變化的圖象,由圖象可知:保持電阻兩端電壓U=V不變。(4)當(dāng)小明把45Ω的電阻接入電路中時,發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片都不能使電阻兩端電壓達到控制電壓U。為保證六個電阻單獨接入電路中完成實驗,調(diào)節(jié)電源電壓,最大值為V,或?qū)⒒瑒幼冏杵鲹Q成最大阻值為Ω的變阻器,兩種方法都行。14.(2023?福州模擬)某物理學(xué)習(xí)小組在“探究通電導(dǎo)體中電流與電阻的關(guān)系”的實驗中,連接了如圖甲所示電路(電源電壓保持4.5V不變)。(1)用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲實物電路連接完整。(要求:滑動變阻器滑片P向左移動,電路中電流變小

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