资源简介 专题七 探究电流与电压、电阻的关系 测量电阻一、探究电流与电压、电阻的关系1.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“10Ω;2A”和滑动变阻器乙“20Ω;1A”各一个,定值电阻5Ω、10Ω、15Ω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5Ω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10Ω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)。2.小刚同学在探究电流与电阻的关系时,设计了如图甲所示的电路,部分实物连接情况如图乙所示。其中电源电压恒为4.5V,滑动变阻器R0最大阻值为80Ω,定值电阻R备有阻值分别为5Ω、10Ω、25Ω、50Ω各一个。(1)请根据甲图电路图,在乙图中用笔画线代替导线将实物电路连接完整(要求滑片P右移时接入阻值变大);(2)正确连好电路,移动滑片P到最大阻值处,闭合开关后发现电流表示数为零,电压表示数接近电源电压。故障原因是定值电阻R ;(3)故障排除后,小刚先用5Ω电阻实验,闭合开关,调节滑片P,使电压表示数为2V,并记录此时电流表的示数,断开开关;将5Ω电阻换成10Ω,闭合开关,将滑片P向 (选填“A”或“B”)端适当移动,使电压表示数为2V,记录此时电流表的示数;(4)更换其余电阻继续实验,根据4组数据作出I=1/R图像如图丙所示;分析I=1/R图像可得出:在电压一定时,电流与电阻成 ;(5)小刚学习了伏安法测电阻后,用刻度尺、电流表和已知最大阻值为R1的滑动变阻器来测量未知电阻Rx的阻值。他设计了如图丁所示电路,请你帮他完成下列步骤:①用刻度尺找出滑动变阻器电阻丝中点,并标记;②连接电路并将滑片P移到最大阻值处,检查无误后,闭合开关,读出电流表示数I1;③再将滑片P移到标记处,读出电流表示数I2;④则未知电阻Rx= (用R1、I1、I2表示)。3.用图甲所示的电路探究通过导体的电流与电压、电阻的关系.器材有:干电池3节(每节电压略小于1.5V),滑动变阻器3个(铭牌上分别标有“5Ω;3A”“20Ω;2A”“50Ω;1.5A”字样),电流表、电压表、开关各一个,阻值为5Ω、10Ω、20Ω的电阻各一个,导线若干。(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至 (选填“A”或“B”)端;(2)闭合开关后,电流表和电压表示数为0,移动滑片P,两表指针不偏转;将与电压表“-”接线柱相连的导线从D端拆下,试触C点,电压表指针不偏转,试触B点,电压表指针偏转,若电路中只有一处故障,则可能是 ;(3)排除故障后,重新开始实验,探究电流与电压的关系。闭合开关,电压表示数为,电流表示数为。移动滑片P,逐步增大R两端电压,记录电压表的示数U和对应的电流表的示数I;以电流I为纵坐标、电压U为横坐标,采用描点的方式,画出图像,如图乙所示,依据图像,得到的结论是 ,实验中选用的滑动变阻器的铭牌上标有 字样,电源电压为 V;(4)在探究电流与电阻的关系时,为了能使用上一次的某一组实验数据,断开开关,将R换成,闭合开关,移动滑片P,电流表示数如图丙所示为 A;断开开关,换接未使用过的一个电阻,正确操作后,电流表示数应为 A。4.小硕同学使用可调电压的电源,四个定值电阻(阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、25Ω)、电压表、电流表、标有“20Ω 1A”的滑动变阻器、开关、导线等器材探究“电流和电阻的关系”。(1)小硕连接如图甲所示电路,检查电路发现有一条导线连接错误,请在图甲中错误导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。(2)改正电路,闭合开关前将滑动变阻器滑片滑至最 (填“左”或“右”)端。闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,可能是定值电阻发生 (填“断路”或“短路”)。(3)排除故障后,当接入5Ω定值电阻时,调节滑动变阻器的滑片到某位置,电流表的示数如图乙所示为 A.依次更换定值电阻进行实验,当接入20Ω电阻时,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持 V不变,滑动变阻器恰好达到最大阻值,则可知电源电压为 V。(4)将20Ω的电阻更换成25Ω的电阻时,为完成实验,应该将电源电压调 (填“大”或“小”),使电压表示数恢复到控制电压。通过分析实验数据得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 比。(5)小硕在完成上述实验后,想测量小灯泡两端电压为U0(U0①只闭合开关S、S1,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为 时,小灯泡L正常发光;②保持滑动变阻器滑片位置不变,只闭合开关S、S2,读出电压表示数为U1。接着调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为 ,则小灯泡L两端电压达到U0;③接着断开开关S2,闭合开关S1,读出电压表示数为U2;④小灯泡L两端电压为U0时的电阻表达式为R= (用所测物理量字母和已知物理量字母表示)。5.小宋在探究电流与电压的关系时,所选的电源电压恒为3V,定值电阻的阻值为5Ω,连接如图甲所示电路,进行如下操作:(1)将滑动变阻器的滑片调至最 端,闭合开关,会发现 表无示数,经检查发现电路中有一条导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确。(2)改正电路后,闭合开关,电流表示数为0.1A,电压表指针位置如图乙所示,示数为 V。滑动变阻器的最大阻值 Ω。实验次数 1 2 3 4 5电压U/V 1 1.5 2 2.5电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5(3)调节滑动变阻器的滑片,再进行四次实验,读取每次电流表、电压表示数,将数据填在如下表格中。分析数据可得出:在导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成 。(4)完成上述实验后,为了测量额定电流为0.25A灯泡正常发光时的电阻,小宋设计了如图丙所示的部分电路。电源电压未知且恒定,定值电阻R0的阻值为10Ω。请完成下面的实验步骤:①补全电路:请在图中虚线框a、b两处补画出定值电阻R0和被测灯泡的元件符号,按电路图正确连接电路;②使灯泡正常发光:只闭合开关S, (写出你的操作);③测量灯泡的额定电压:保持滑片位置不变,闭合开关S、S1,电压表示数为5V,接着将滑片调至最 端,电压表示数为6V;④计算灯泡正常发光时的电阻:RL= Ω。6.在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中,小明把电源、定值电阻、滑动变阻器、电压表、电流表和开关连成电路进行实验。(1)图甲是小明连接的部分电路,请你用笔画线代替导线将电路补充完整_________;导线连接点 a和b a和c电压表指针是否偏转 否 是电流表指针是否偏转 否 是表一(2)连接好电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,电压表和电流表的指针都不偏转。图中a为电源的正极,b、c分别为滑动变阻器上电阻丝右侧的接线柱和金属杆右端的接线柱,用一条导线的两端分别连接a和b、a和c进行检测,结果如表一所示。发生故障的元件是________;(3)排除故障后进行实验。某次实验时,电压表的示数如图乙所示,示数为______V。移动滑动变阻器的滑片,记录多组数据填入表二;(4)小明根据表二中的数据画出图像,如图丙所示。从图像可以看出,第___(选填数据序号)组数据明显是错误的,分析时需要把它剔除掉;表二数据序号 1 2 3 4 5 6电压U/V 1.0 1.2 1.4 1.8 2.0 2.4电流I/A 0.10 0.12 0.14 0.28 0.20 0.24根据以上数据,小明得出结论:电阻两端的电压与通过电阻的电流之比为定值;(5)小红按图丁连接电路,测量并记录几组电压和电流值,如表三所示,其中R1=10Ω、R2=5Ω,U1、U2、I分别表示电压表V1、V2和电流表A的示数。表三数据序号 1 2 3 4 5电压U1/V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0电压U2/V 1.5 3.0 4.5 6.0 7.5电流I/A 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50小红在与小明的交流中,发现用图像法处理数据可以更直观地看出两个量之间的变化关系,于是她也利用表三中的数据在坐标系中画出了三条直线①②③,如图戊所示,其中________是由表三中的I和U2的数据画出的。小明认为小红的实验相当于探究了三个定值电阻的电流与电压的关系,证据更充分。交流评估后得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。【拓展】某小灯泡L的额定电流是I0,但额定电压的标识模糊不清,为测定L正常发光时的电阻,小明设计了如图所示的电路,其中定值电阻R0和滑动变阻器的最大阻值R已知,但电源电压未知。为保证电路安全,滑动变阻器均不能调到最小阻值。实验时各电路中的小灯泡L都能调至正常发光。以下电路中,能够达到目的的有________。二、用伏安法测定值电阻的阻值1.在伏安法测电阻的实验中,老师为每组同学提供的器材有:干电池(3节)、开关、导线、电流表、电压表、阻值未知的定值电阻、滑动变阻器。实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻平均值/Ω1 1.3 0.06 21.7 20.82 2.5 0.12 20.83 4.0小红的方案如图甲所示。 表1(1)小红通过改变电池节数的方法,改变待测电阻两端的电压。读出电压表和电流表的示数,记录在表1中、第3次实验电流表的示数如图乙所示,读数为 A; 小明的方案如图丙所示; 表2实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻平均值/Ω1 0.8 0.04 20 20.42 1.3 0.06 21.73 2.0 0.10 204 2.5 0.12 20.85 3.5 0.18 19.4(2)小明通过调节滑动变阻器的滑片,多次改变待测电阻两端的电压,连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调节到 ;(3)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,读出电压表和电流表的示数,记录在表2中、根据数据,在图丁中画出图象 ;(4)分析图象表明,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;(5)你认为 的方案合理,理由是 。2.小明用图甲所示的电路来测未知电阻R的阻值,图乙是他连接的实验线路。 (1) 图乙中有一根导线接错了,请在这根导线上打“×”,并画线改到正确的位置;(2)图丙是正确连接电路后某一次实验时电表的示数,则被测电阻此次的测量值为 Ω。(3)小霞用图甲所示的电路测未知电阻时,闭合开关后发现电流表和电压表均无示数,老师告诉她故障只有一处,发生在开关或滑动变阻器上,小明帮她提出两种检测故障的方案。方案一:互换电流表和电压表的位置,闭合开关后观察电表的示数。方案二:把电压表拆下来并联在开关的两端,闭合开关后观察电压表的示数。你支持方案 ,根据所选方案写出电表示数的情况和对应的故障 。3.小伟在“测量定值电阻的阻值”的实验中(电源电压U保持不变,滑动变阻器的最大阻值为R0)。(1)如图甲所示是他连接的实验电路,其中有一根导线连接错误。请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的导线; (2)电路连接正确后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则被测电阻的阻值是___ Ω;(3)完成测电阻实验后,小伟想,假如没有电流表,应该也能测出电阻的阻值,于是他设计了如图丙所示的电路,请你帮助他将实验步骤补充完整。①________;②未知电阻阻值的表达式_______(用已知量和所测物理量的符号表示);(4)利用图甲中的器材还可以探究“电流与电压的关系”,请你帮小伟为此探究实验设计一个记录实验数据的表格______。4.小明与小军用两节干电池作为电源,测量未知电阻Rx的阻值。(1)小明设计如图甲所示电路进行测量,请用笔画线代替导线,在图乙中替小明完成实验电路的连接;(2)闭合开关前,小明应将滑动变阻器的滑片置于_____端(选填“A”或“B”)。(3)设计电路时,使用了滑动变阻器(0~20Ω),其作用除了保护电路之外,还有___________;(4)闭合开关,小明发现电压表和电流表均无示数。经检测,出现故障的元件为Rx或滑动变阻器中的一个,则故障原因是__________;(5)排除故障后,闭合开关,观察到电流表的示数很小,电压表的示数接近3V,移动滑动变阻器的滑片,两表示数无明显变化,这是因为未知电阻Rx的阻值_____;(6)小明用电阻箱(0~9999Ω)代替待测电阻Rx,用等效替代法测量其阻值。他调节电阻箱的阻值为1000Ω时,电压表的示数接近3V,电流表示数很小,于是他得出Rx=1000Ω。小军指出他的测量不正确,理由______;(7)小军用电阻箱(0~9999Ω)代替滑动变阻器,他将电阻箱的阻值调为1000Ω时,电压表的示数为2V,电流表的示数仍很小,小军通过计算得出待测电阻Rx=____Ω。5.某中学的物理课外实验小组,用如图所示的电路来测量待测电阻Rx的阻值。其中,R0为定值电阻(R0=10Ω),V为电压表,S1为单刀开关,S2为单刀双掷开关,R为滑动交阻器,E为电源,采用如下步骤完成该实验:(1)按照实验电路图,用笔画线表示导线将实物进行连线,组成完整电路(部分导线已连接)。(2)在连线时开关S1应____(选填“断开”或“闭合”),滑动变阻器的滑片P应移到___(选填“A”或“B”)端。实验次数 1 2 3 4 5电压U1/V 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0电压U2/V 1.8 2.1 2.5 2.7 2.9U2/U1 3 3 3.1 3 2.9(3)闭合开关S1,将开关S2掷于1端,改变滑动变阻器滑片P的位置,记下此时电压表V的示数U1;然后,将开关S2掷于2端,记下此时电压表V的示数U2。待测电阻阻值的表达式Rx=____(用R、U1、U2表示)。(4)重复步骤(3)的实验操作,得到数据记录表。利用表中5次测量的数据,可得U2/U1的平均值为______,待测电阻的阻值Rx=______Ω。6.欢欢与乐乐同学利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。(1)请你根据甲电路图,用笔画线代替导线,帮助欢欢同学在图乙中完成实验电路的连接,要求滑片P向右移动时,电流表示数小;(2)将滑片P置于阻值最大位置 ,闭合开关S,欢欢同学发现,无论怎样移动滑片P电流表的示数始终为零,电压表示数接近电源电压,则电路中存在的故障可能是 (选填“Rx短路”或“Rx断路”);(3)排除故障后,移动滑片P,记录多组数据,画出了待测电阻的R的I-U图像,如图丙所示,由图像可得Rx= Ω;(4)乐乐风水宝地觉得不使用电压表也能测出Rx的阻值,于是设计了另一种方案,电路如图丁所示。定值电阻R0,电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下:①只闭合开关S1时,电流表读数为I1;② 当开关S1、S2都闭合时,电流表读数为I2;③待测电阻Rx= (用已知和测出的物理量R0、I1、I2表示)。三 、用“伏安法”测小灯泡的电阻1.(2023·河南)在“测量小灯泡电阻”实验中,选用的器材有:两节新干电池,额定电压为2.5V的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表,开关和若干导线。(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整 ;(2)正确连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 (选填“A”或“B”)端;(3)闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表无示数,电流表有示数,造成这一现象的原因可能是 (选填字母代号);A.电流表短路 B.小灯泡短路 C.滑动变阻器断路(4)排除故障后,移动滑片P,某次实验时,电压表的示数为2.5v,电流表的示数如图乙所示,则通过小灯泡的电流为 A,小灯泡正常发光时的电阻约为 (结果保留一位小数);(5)经过多次实验,测出并记录多组电压和电流的值,得到小灯泡的图像如图丙所示,通过分析图像,写出一条你发现的结论: 。2.已知:电源电压为3V,小灯泡额定电压为2.5V,滑动变阻器(30Ω,1.2A)(1)请帮助亮亮根据电路图,连接实物图;(要求:滑片在最右端时,电阻最大。)(2)在闭合开关前,滑动变阻器滑片需要调到端 (选填“M”或“N”);电压U/V 1 1.5 2 2.5 2.8电流I/A 0.14 0.21 0.27 0.3 0.31(3)亮亮同学检查电路连接正确,并且电路元件没有故障后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表偏转角度很小,请问故障原因是: ,接下来亮亮同学的提作方法是: ;(4)实验数据如下图:请问:正常发光时,小灯泡的电阻是: Ω;(5)由实验数据说明:小灯泡的电阻随电压的增大而 ;(选填:“增大”,“变小”或“不变”)序号 U/V I/A R/Ω1(6)小白同学在电路连接正确后,闭合开关,小灯泡亮了一下之后就熄灭,电流表无示数,电压表有示数,请在图丙中,画出电压表指针指的位置。(用带箭头的线段表示) 3.如图甲是小明用伏安法测量额定电压为2. 5V小灯泡电阻的实物图。(1)用笔画线代替导线,补画一根导线将图甲中的实物电路连接完整;(2)实验中当滑动变阻器的滑片滑到某位置时,电压表示数如图乙所示为___V,此时电流表的示数为0. 2A,此时小灯泡的电阻为_____Ω;(3)如图丙是小明设计的实验数据记录表,该表格存在的不足之处是______。4.在“测量小灯泡的电阻”实验中,有如下器材:电压表、电流表、开关、电压为4.5V电源、额定电压为2.5V的小灯泡、标有“30Ω 1A”的滑动变阻器、导线若干。(1)请用笔画线代替导线,按照图甲所示的电路图将图乙的实物电路连接完整;(2)连接电路时,开关应________(选填“断开”或“闭合”);(3)甲组同学连接好电路,闭合开关后灯泡发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后,发现连线正确,请你找出实验中操作不当之处:___________;(4)乙组同学闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。接下来应进行的操作是____(选填字母);实验次数 1 2 3 4电压U/V 1.0 1.5 2.0 2.5电流I/A 0.18 0.22 0.24 0.26电阻R/Ω 5.6 6.8 8.3A.检查电路是否断路 B.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光(5)丙组同学规范操作进行实验,将得到的数据记录在下面的表格中,根据表格中的数据计算出小灯泡正常发光时的电阻为_____Ω(保留一位小数)。他们发现小灯泡电阻发生了变化,其原因是灯丝电阻受_______的影响。5.在测量小灯泡电阻的实验中,小会选用标有“2.5V”字样的小灯泡进行实验。(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示电路补充完整;(2)连接电路时,开关应处于_____状态。连接好电路,将滑片P移至最右端,接通电路后,发现小灯泡不发光,电压表示数约为3V,其原因可能是小灯泡________;次数 1 2 3 41 2 2.5 2.80.18 0.28 0.30 0.31(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,电压表示数如图乙所示为_____V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向_____端滑动;(4)下表是记录的实验数据,则小灯泡正常发光时的电阻约为_____(结果保留小数点后1位);实验中发现灯泡越亮,温度越高,结合数据可知:灯丝温度越高,电阻越____;(5)小会在实验过程中发现用力捏滑片与电阻丝接触处,灯泡发光明显变亮。请结合影响导体电阻大小的因素,分析产生这一现象可能的原因是__________________。6.实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻,连接了如图甲所示的电路,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压恒定。(1)实验的原理是_________;(2)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线(导线不得交叉);(3)改正错误后,闭合开关,移动滑片至某位置时,电压表的示数为2V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向____(选填“A”或“B”)端移动;(4)小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示为_____A。此时小灯泡的电阻是____Ω(保留1位小数);(5)小灯泡的I-U关系如图丙,当小灯泡的两端电压增大时,它的电阻__________(选填“增大”“减小”或“不变”),其原因是灯丝电阻受_____的影响;(6)小组同学计划用该装置测量某定值电阻阻值时,发现电压表损坏,于是设计了如图丁所示的电路,测出了RX的阻值。实验步骤如下:①将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I1;②将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I2;③读出滑动变阻器的最大阻值为R,则Rx=_____(用I1、I2和R表示)专题七 探究电流与电压、电阻的关系 电阻的测量一、探究电流与电压、电阻的关系1.断开 定值电阻短路(电压表短路) 右 2.5 乙 探究电流和电压的关系(测定值电阻的阻值)(答案合理即可)2.(1) (2)断路 (3)B (4)反比 (5)3.(1)B (2)BC断路(3)导体电阻一定时,通过导体的电流与导体的电阻成正比 “50Ω;1.5A” 4.2 (4)0.4 0.14. 右 短路 0.4 2 4 小 反 I额R0 U1+U额-U0 U0R0/U25.右 电流 或 25 正比 调节滑动变阻器使电压表示数为25.V 左 126.(1) (2)滑动变阻器 (3)1.2 (4)4 (5)③ ACD二、用伏安法测定值电阻的阻值0.2 阻值最大处(或最左端) 正比 小明 测量次数多,数据更接近真实值6 二 当电压表示数不为0时故障是开关断路,当电压表示数为0时故障是滑动变阻器断路3.(1) (2)5 (3)将滑片置于阻值最大处,闭合开关,读出此时电压表示数 (4)实验次数 电压U/V 电流I/A1234.(1) (2)A (3)改变定值电阻两端的电压的作用 (4)滑动变阻器断路 (5)太大 (6)没有控制电压表的示数不变 (7)20005.(1) (2)断开 B (3) (4)3 206. Rx断路 5 R0(I2/I1-1)三 、用“伏安法”测小灯泡的电阻 A B 0.28 8.9 小灯泡的电阻是变化的 N 灯泡的实际功率很小 移动滑动变阻器滑片 8.3 增大 (1) 或 (2)2. 2 11 (3)只有一次实验(1) (2)断开(3)滑动变阻器并没有置于阻值最大处 (4)B (5)9.6 温度(1) (2)断开 断路(开路) (3)2.2 左 (4)8.3 大 (5)用力捏滑片与电阻丝接触处,增大了滑片与电阻丝接触的面积,即增大了横截面积而减小了电阻;或捏滑片减小了滑动变阻器接入电路中电阻丝的长度,从而减小了电阻。6.(1) (2) (3)B (4)0.26 9.6 增大 (5)温度 (6) 展开更多...... 收起↑ 资源预览