2013-2022年北京市初三一模物理試題匯編：電流與電阻關系的探究實驗

1/12013-2022北京初三一模物理匯編電流與電阻關系的探究實驗一、單選題1．（2018·北京豐臺·一模）在探究“電流與電阻關系”的實驗中，實驗室提供了如下器材：電源（電源電壓3V保持不變）、滑動變阻器R0（0～20Ω）、電阻箱（0～9999Ω）、電壓表（0～3V）、電流表（0～0.6A）、開關各一個、導線若干．依據(jù)如圖所示的電路，各小組同學保持電阻R兩端的電壓U=2V不變，記錄了六組數(shù)據(jù)，并繪制成圖象．請你根據(jù)所學的知識和給定的器材，選擇出比較合理的圖象A．B．C．D．二、多選題2．（2018·北京懷柔·一模）如圖所示的電路中，R為電阻箱，學生電源兩端的電壓可以改變．實驗時，在不拆改電路的情況下，下列選項中的探究問題，利用這個電路進行實驗能完成的是A．電阻一定時，通過電阻的電流與電阻兩端的電壓成正比嗎？B．電阻兩端電壓一定時，通過電阻的電流與電阻成反比嗎？C．電阻一定時，電阻消耗的電功率與電阻兩端電壓的平方成正比嗎？D．通過滑動變阻器的電流一定時，滑動變阻器消耗的電功率與滑動變阻器連入的電阻成正比嗎？三、填空題3．（2019·北京通州·一模）小剛同學用如圖所示電路探究“一段電路中電流跟電阻的關系”．在實驗過程中，當小剛把A、B兩點間的電阻R1由5Ω更換為10Ω后，為了控制變量，他應該采取的操作是________．4．（2019·北京通州·一模）物理小組的同學們在探究部分電路兩端的電壓U跟該電路中某個可變電阻R的關系時，記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表所示．請根據(jù)表中數(shù)據(jù)歸納出U跟R的關系是：U=__________．

R/048121620U/V24681012四、實驗題5．（2022·北京海淀·一模）實驗桌上有電源（其兩端的電壓恒為4.5V）、滑動變阻器R（標有“10Ω，1.5A”的字樣），電流表（量程為0～0.6A）和電壓表（量程為0～3V）各一塊、開關1個，阻值分別為5Ω、6Ω、8Ω、10Ω、12Ω和15Ω的定值電阻各一只、導線若干。小明選用這些器材，探究“通過導體的電流與導體電阻的關系”。設計的主要實驗步驟如下：①將電壓表、電流表調零，斷開開關，按圖所示的電路圖連接電路，將滑動變阻器的滑片P調至b端；②閉合開關S，調節(jié)滑動變阻器滑片P使電壓表的示數(shù)U=2.4V，同時讀出電流表的示數(shù)I，斷開開關S，并將定值電阻R0的阻值、U、I記錄在實驗數(shù)據(jù)記錄表格中；③更換另一阻值的定值電阻R0，閉合開關S，調節(jié)滑動變阻器滑片P，使電壓表的示數(shù)仍為2.4V，同時讀出電流表的示數(shù)I，斷開開關S，并將定值電阻R0的阻值、U、I記錄在實驗數(shù)據(jù)記錄表格中；④仿照步驟③，更換其他定值電阻R0，再進行4次實驗，并將每次的實驗數(shù)據(jù)記錄在表格中；物理老師看了小明上述的設計后，指出按照他的設計不可能完成6次實驗探究任務。請你回答下列問題：（1）小明的實驗步驟設計不可能完成6次實驗探究任務，其所存在的問題是：______；（2）通過計算說明，你判斷出小明的實驗步驟設計中存在問題的依據(jù)是：______；（3）在不改變電路和器材的前提下，寫出為完成上述6次實驗探究任務的改進措施：______。6．（2020·北京朝陽·一模）小陽在探究電流與電阻的關系時猜想：當導體兩端的電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比。為了驗證猜想，他設計了如圖所示的電路圖，并找來符合實驗要求的電源、滑動變阻器、電流表、電壓表、開關、阻值已知的多個電阻和導線若干。主要的實驗步驟如下：①按照電路圖連接電路，將滑動變阻器阻值調到最大；②閉合開關，移動滑動變阻器的滑片P到適當位置，使電壓表示數(shù)為U，記錄電阻R的阻值和電流表示數(shù)I；③斷開開關，更換阻值不同的電阻R，保持滑動變阻器的滑片P的位置不變，閉合開關，記錄電阻R的阻值和電流表示數(shù)I；④仿照步驟③再做多次；(1)小陽在探究過程中存在的問題：________________；(2)請你針對小陽探究過程中存在的問題，寫出改正措施：__________________；(3)畫出實驗數(shù)據(jù)記錄表格。()7．（2019·北京石景山·一模）小軍想用如圖所示的實驗電路來探究鉛筆芯的電阻與長度的關系．閉合開關后，他移動鉛筆芯上的滑片P1時，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)也發(fā)生相應變化，請回答下列問題：（1）電壓表測量的是鉛筆芯______兩端的電壓（選填“AP1”或“AB”）．（2）閉合開關，滑動變阻器滑片P2不動，向右移動鉛筆芯上的滑片P1時，電路中的電流將______（選填“變大”“變小”或“不變”）．（3）他將鉛筆芯上的滑片P1從A向右移動時，記錄鉛筆芯AP1之間的距離LAP1和電壓表的示數(shù)如下表：LAP1/cm03.06.09.012.015.0U/V00.40.81.21.62表中數(shù)據(jù)可反映出鉛筆芯兩端的電壓和長度的關系是______．（4）得出鉛筆芯兩端的電壓和長度的關系后根據(jù)公式R=______，即可得出鉛筆芯電阻和長度的關系．8．（2018·北京東城·一模）小東同學在做電學實驗時，準備了如下實驗器材：電源電壓恒定且未知、電流表、定值電阻，滑動變阻器、開關、導線若干，為了證明：“當滑動變阻器與定值電阻串聯(lián)兩端的總電壓恒定時，流過滑動變阻器的電流越大，滑動變阻器兩端的電壓越小”，他設計了如圖甲所示的電路．為完成實驗，需要添加的實驗器材是：_____________在圖中畫出需要添加的器材；_____________寫出實驗步驟；__________________畫出實驗數(shù)據(jù)記錄表格；__________________小東同學在實際的實驗中，進行了充分的實驗數(shù)據(jù)收集，并畫出了滑動變阻器兩端的電壓U隨流過滑動變阻器的電流I變化的圖象，如圖乙所示．依據(jù)該圖象可知，小東同學所用電源的電壓為多少？__________________9．（2017·北京門頭溝·一模）實驗桌上有滿足實驗要求的電源、電流表、電壓表、開關、滑動變阻器各一個，各種阻值已知的定值電阻、導線若干．請你選擇上述實驗器材設計一個實驗證明“通過電阻的電流大小與電阻阻值大小有關”．要求畫出實驗電路圖，寫出實驗步驟，并設計實驗數(shù)據(jù)記錄表．10．（2016·北京西城·一模）實驗桌上有滿足實驗要求的電源、電阻箱、滑動變阻器、開關各一個，已調零的電流表和電壓表各一塊，導線若干。小明利用上述實驗器材“探究通過導體的電流跟導體電阻的關系”，小明的主要實驗過程如下：①如圖所示，連接實驗電路．將電阻箱的阻值調為，記錄阻值；②閉合開關，用電壓表測量電阻箱兩端的電壓，用電流表測量通過電阻箱的電流，記錄和的數(shù)值；③斷開開關，將電阻箱的阻值調為．閉合開關，記錄電壓、電流和阻值的數(shù)值；④仿照步驟③再做四次實驗，每次改變電阻箱阻值，記錄各次相應的電壓、電流和阻值的數(shù)值。請根據(jù)以上敘述回答下列問題：（）小明的實驗過程中，存在的問題是：_________________；（）請你針對小明實驗過程中存在的問題，寫出改進措施：_________________；11．（2015·北京門頭溝·一模）實驗桌上有如下器材：滿足實驗要求的電源一個、電阻箱一個、電壓表、電流表各一只、滑動變阻器一個、開關兩個、阻值已知的定值電阻和導線若干．請你選用實驗桌上的實驗器材，探究“通過定值電阻的電流與該電阻兩端電壓的關系”．畫出實驗電路圖，設計出實驗步驟并畫出實驗設計表格．

參考答案1．A【詳解】在探究“電流與電阻關系”的實驗中，依據(jù)如圖所示的電路，各小組同學保持電阻兩端的電壓不變，為：U，根據(jù)串聯(lián)電路分壓的特點，滑動變阻器兩端的電壓保持不變，為：，由于串聯(lián)電路的電流相等，即定值電阻中通過的電流與滑動變阻器中通過的電流相等，則，即；AD．當滑動變阻器取最大阻值時，即時，，所以定值電阻最大值只能取40．由歐姆定律可知，當電壓一定時，導體中的電流與導體的電阻成反比，故D錯誤，A正確．BC．當時，，滑動變阻器（0~20）滿足不了要求，故BC錯誤；故選A．2．ABC【詳解】由電路圖可知，電阻箱與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測電阻箱兩端的電壓，電流表測電路中的電流．A.研究電阻一定時，通過電阻的電流與電阻兩端的電壓關系，控制電阻箱連入電路中的電阻不變，通過變阻器改變電阻箱的電壓和電流大小多次實驗，A能完成；B、電阻兩端電壓一定時，研究通過電阻的電流與電阻的關系，要控制電阻箱的電壓保持不變，改變電阻箱連入電路中的電阻，通過移動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)不變，故B能完成；C、研究電阻一定時，電阻消耗的電功率與電阻兩端電壓的平方的關系，控制電阻箱連入電路中的電阻大小，電壓表與電流表示數(shù)之積為電阻消耗的電功率，通過變阻器，可獲得多組數(shù)據(jù)，故C能完成；D、研究滑動變阻器的電流一定時，滑動變阻器消耗的電功率與滑動變阻器連入的電阻的關系，要求出滑動變阻器消耗的電功率和滑動變阻器連入的電阻大小，但不拆接的情況下，根據(jù)，變阻器的電壓無法測出，電功率不能測量出，變阻器的電阻也不能測量出，故D不能完成．故選ABC．點睛：電阻箱與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測電阻箱兩端的電壓，電流表測電路中的電流，根據(jù)實驗的目的和控制變量法分析選項得出答案．3．閉合開關

向右滑動滑片P使電壓表示數(shù)保持不變【詳解】根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，將定值電阻R1由5Ω改接成10Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；探究電流與電阻的實驗中應控制電壓不變，應保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應增大滑動變阻器連入電路中的電阻，向右移動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)不變．4．【詳解】由表格數(shù)據(jù)可知，U與R成一次函數(shù)關系，可設為UkR,把R和R，U和U=4V代入可得，bk0.5,故U跟R的關系是：.【點睛】分析表格數(shù)據(jù)可知電壓增大時，電阻的阻值增大，兩者成一次函數(shù)關系，設出表達式，然后代入數(shù)據(jù)得出表達式．5．

當接入12Ω和15Ω電阻時，不能控制定值電阻R0兩端電壓為2.4V保持不變

見解析

保持其余步驟不變，可以在更換阻值為12Ω或15Ω的定值電阻進行試驗時，將阻值為5Ω的定值電阻也一起串聯(lián)到電路中，完成6次試驗【詳解】（1）[1]當接入12Ω和15Ω電阻時，不能控制定值電阻R0兩端電壓為2.4V保持不變。（2）[2]因R0與R串聯(lián)，它們兩個的電壓與它們的電阻值成正比，當R0兩端電壓為2.4V時，R兩端的電壓為根據(jù)串聯(lián)分壓得當R0=15Ω時即已超過了滑動變阻器的最大阻值10Ω。（3）[3]保持其余步驟不變，可以在更換阻值為12Ω或15Ω的定值電阻進行試驗時，將阻值為5Ω的定值電阻也一起串聯(lián)到電路中，完成6次試驗。6．

沒有控制電阻兩端的兩端電壓不變。

調節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)不變。

R/ΩI/A【分析】本題考查探究“通過導體的電流與導體的電阻的關系”，關鍵是對控制變量法的理解和應用?！驹斀狻?1)[1]小陽在探究導體兩端的電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比，應控制電壓不變，改變電阻大小、探究電流與電阻的關系。小陽在步驟③中換了阻值不同的電阻后直接讀數(shù)，沒有控制電阻兩端的兩端電壓不變。(2)[2]步驟③改正措施為：斷開開關，更換阻值不同的電阻R，調節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)不變，讀出電流表的示數(shù)為I，再記錄電阻R的阻值和電流表示數(shù)I。(3)[3]設計記錄數(shù)據(jù)的表格時，自變量R在前，因變量I在后，電壓U可以在表格中也可以不在表格中，因為它是不變的物理量，我們主要看變化的物理量的關系。設計表格如下：R/ΩI/A7．

AP1

不變

鉛筆芯兩端的電壓和它的長度成正比

【詳解】(1)[1]由圖可知，電壓表并聯(lián)在AP1兩端，則電壓表測量的是鉛筆芯AP1兩端的電壓；(2)[2]由圖知，鉛筆芯和滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測滑片P1左側部分鉛筆芯的電壓，因電壓表在電路中相當于斷路，所以可知整個鉛筆芯連入電路，則向右移動滑片P1時，不能改變電路中的電阻，電源電壓不變，由歐姆定律可知，電路中的電流不變；(3)[3]由表中數(shù)據(jù)可知，電壓表的示數(shù)（即鉛筆芯AP1段兩端的電壓）隨AP1長度的增大而增大，并且成倍數(shù)的增大，所以可得出結論：鉛筆芯兩端的電壓和它的長度成正比；(4)[4]該電路中的電流不變，由公式R=可知，鉛筆芯兩端的電壓與鉛筆芯電阻成正比，結合(3)的結論就可以得出鉛筆芯電阻和長度的關系．8．

電壓表

將電壓表并聯(lián)在變阻器的兩端，如下所示；

①按電路圖連接電路；②將變阻器阻值調到最大，閉合S，調節(jié)滑片P到適當位置，記下電壓表和電流表的示數(shù)U、I，并記錄在表中；③改變滑片P的位置，分別記下電壓表和電流的示數(shù)，并記錄在表中；④仿照步驟再做一次實驗

I/AU/V2V【詳解】分析：（1）（2）根據(jù)實驗目的確定添加的實驗器材并畫出電路圖；（3）按電路圖連接電路；將變阻器阻值調到最大，閉合S，調節(jié)滑片P到適當位置，記下電壓表和電流表的示數(shù)U、I，并記錄在表中；為得出普遍性的規(guī)律要多次測量；（4）根據(jù)測量的設計表格內容；（5）由圖乙數(shù)據(jù)，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的規(guī)律，因電源電壓不變列方程求電源電壓．解答：（1）研究當滑動變阻器與定值電阻串聯(lián)兩端的總電壓恒定時，流過滑動變阻器的電流越大，滑動變阻器兩端的電壓越小”，要用電流表測變阻器的電流，用電壓表測量變阻器的電壓，故需要添加的實驗器材是電壓表；（2）將電壓表并聯(lián)在變阻器的兩端，如下所示；（3）實驗步驟：①按電路圖連接電路；②將變阻器阻值調到最大，閉合S，調節(jié)滑片P到適當位置，記下電壓表和電流表的示數(shù)U、I，并記錄在表中；③改變滑片P的位置，分別記下電壓表和電流的示數(shù)，并記錄在表中；④仿照步驟③再做一次實驗；（4）記錄實驗表格：I/A

U/V

（5）由圖乙知，當電壓表示數(shù)為U21=1.5V時，電流表示示數(shù)為I21=0.1A，當電壓表示數(shù)為U22=1.0V時，電流表示示數(shù)為I22=0.2A，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的規(guī)律，因電源電壓不變，列方程有：，即，R1=5Ω，電源電壓：．故答案為（1）電壓表；

（2）如上圖；

（3）①按電路圖連接電路；②將變阻器阻值調到最大，閉合S，調節(jié)滑片P到適當位置，記下電壓表和電流表的示數(shù)U、I，并記錄在表中；③改變滑片P的位置，分別記下電壓表和電流的示數(shù)，并記錄在表中；④仿照步驟再做一次實驗；（4）如上表所示；（5）2．【點睛】本題考查設計實驗方案的能力及歸納法的運用和串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律的運用，是中考的熱點問題．9．電路圖

實驗數(shù)據(jù)記錄表①按圖將已調解好的各電路元件連接電路,并記錄電阻R1的阻值；②閉合開關s，調節(jié)滑動變阻器，讀出電流表、電壓表的示數(shù)I、U，記錄電流I；③斷開開關s，另取已知阻值的電阻R2，將電阻R2換接電阻R1，閉合開關s，調節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)U保持不變，讀出此時電流表的示數(shù)I，并記錄I和R2的阻值【詳解】（1）研究動滑輪的機械效率與動滑輪所受重力有關，應使用同一裝置，控制物體的重力不變，只改變動滑輪的重力，而步驟②中改變了物體的重力，這是存在的問題；（2