中考物理实验专题复习——探究电流与电压的关系的实验（答案解析） (1).doc

中考物理实验专题复习—— 探究电流与电压的关系的实验 答案解析 1．利用如图a所示的电路，可以研究通过小灯泡的电流跟加在它两端电压的关系。实验中使用小灯泡的额定电压为2.5V。 （1）请按照图a，将图b中的实物电路连接完整； （2）闭合开关S，当滑片从滑动变阻器的一端向另一端移动时，小灯泡两端的电压连续发生变化，于是可得到多组测量值（U，I），根据测量值画出小灯泡的I﹣U图象如图c所示。从图象可以发现；随着小灯泡两端电压从0逐渐增大（不大于额定电压），其灯丝的电阻值　不断增大　（选填“不断增大”，“保持不变”或“不断减小”）； （3）在图a中，闭合开关，将片P从A端向B端移动。在此过程中，小灯泡两端的电压　不断变大　（选填“不断变大”，“保持不变”或“不断变小”） （4）考虑到电压表的电阻对电路的影响，每次电流表的示数比测量时通过小灯泡的实际电流　偏大　（选填“偏大”或“偏小”）。 【分析】（1）根据灯的额定电压确定电压表选用小量程与灯并联； （2）由图c知，当电压为0.25V、1.0V、2.0V时，对应的电流大小分别为0.1A、0.3A、0.45A，由欧姆定律 R=分别求出对应的电阻大小分析回答； （3）在图a中，灯与变阻器PA部分并联后与变阻器的PB部分串联，闭合开关，将片P从A端向B端移动，判断PA部分电阻变化，根据并联电阻的规律得出并联部分的电阻变化，由分压原理确定并联部分的电压变化，即灯的电压变化； （4）根据并联电路电流的规律分析。 【解答】解：（1）灯的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程与灯并联，如下所示： （2）由图c知，当电压为0.25V、1.0V、2.0V时，对应的电流大小分别为0.1A、0.3A、0.45A，由欧姆定律 R=，对应的电阻大小分别为：2.5Ω、3.3Ω、4.4Ω，故灯丝的电阻值不断增大； （3）在图a中，灯与变阻器PA部分并联后与变阻器的PB部分串联，闭合开关，将片P从A端向B端移动。PA部分电阻越来越大，根据并联电阻的规律，并联部分的电阻变大，PB部分电阻变小，由分压原理，并联部分的电压变大，即灯的电压不断变大； （4）因电压表与灯并联，根据并联电路电流的规律，电流表的示数比测量时通过小灯泡的实际电流偏大。 故答案为：（1）如上；（2）不断增大；（3）不断增大；（4）偏大。 【点评】本题研究通过小灯泡的电流跟加在它两端电压的关系，考查电路的连接、数据分析、串联、并联电路的规律和欧姆定律的运用。 2．小鹏在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时，电路如图甲所示，电源电压保持不变，R为定值电阻。 （1）请用笔画线代替导线，将图中的电路按甲图连接完整（要求导线不交叉） （2）连接电路时，开关应该处于　断开　状态，实验前滑动变阻器的滑片应位于　A　（选填“A”或“B”）端。滑动变阻器的作用除了保护电路外，还起到了　改变导体两端电压　的作用。 （3）电路连接正确后，闭合开关，发现电压表有示数但电流表无示数，此时出现的故障可能是　D　（选填字母）。 A．滑动变阻器短路 B．电流表断路 C．电阻R短路 D．电阻R断路 （4）排除故障后，小鹏又取了两个定值电阻，想利用这些器材继续探究“电压不变时，电流与电阻的关系”。实验中所用电阻的阻值分别为5欧、10欧、20欧，电源电压为6V，分别接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，记录数据，得到了如图丙所示的图象。由图象可以得出结论：　电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比　。 （5）上述实验中， ①小鹏用5Ω的电阻做完实验后，保持滑动变阻器滑片的位置不变。接着把R换为10Ω的电阻接入电路，闭合开关，应向　A　（选填“A”或“B”）端移动滑片，直至电压表示数为　2　V时，读出电流表的示数。 ②小鹏又把R换为20Ω的电阻接入电路，闭合开关，无论怎样移动滑片，电压表都不能达到所控制的电压值，是因为　滑动变阻器的最大阻值过小　，为完成整个实验，应该选取滑动变阻器　A　（选填字母）。 A．“50Ω 1.0A B．“30Ω 1.0A” C．“20Ω 1.0A” 【分析】（1）电压表并联在定值电阻两端，滑动变阻器要求一上一下连接； （2）连接电路时，开关应断开；连接好电路后，为了保证电路安全，应将滑动变阻器滑片移至阻值的最大处；滑动变阻器的作用除了保护电路外，还起到改变导体两端电压的作用； （3）闭合开关电流表没有示数，说明电路是断路，电压表有示数，说明与电压表串联的电路是通路； （4）由图丙知求出电流和电阻的积，分析回答； （5）①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； ②探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压，根据分压原理，求出当接入20Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻，确定变阻器的规格。 【解答】解：（1）将电压表并联在定值电阻两端，滑动变阻器要求一上一下连接，如图所示： （2）连接电路时，开关应该处于断开状态，实验前滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处即A端，滑动变阻器的作用除了保护电路外，还起到改变导体两端电压的作用； （3）电压表有示数，说明电压表与滑动变阻器、电流表、电源是通路； 电流表没有示数，说明电流表、定值电阻、滑动变阻器中有一处是断路的；综合分析可知：电流表、滑动变阻器位置是导通的，所以应为定值电阻断路；故选D； （4）由图丙知，电流和电阻的积为：U=IR=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V，故图象可以得出结论： 电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比； （5）①根据串联分压原理可知，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，即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2V； ②小鹏又把R换为20Ω的电阻接入电路，闭合开关，无论怎样移动滑片，电压表都不能达到所控制的电压值，是因为滑动变阻器的最大阻值过小； 电阻两端的电压始终保持2V不变，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压： U滑=6V﹣2V=4V，变阻器分得的电压为电压表示数的=2倍，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为： R滑=2×20Ω=40Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少40Ω的滑动变阻器，即选A； 故答案为：（1）如上图；（2）断开；A；改变导体两端电压；（3）D；（4）电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（5）①A；2；②滑动变阻器的最大阻值过小；A。 【点评】本题探究“电压不变时，电流与电阻的关系”，考查电路的连接、数据分析、操作过程、控制变量法、对器材的要求等知识。 3．实验探究：探究电流与电压和电阻的关系 装置 ①如图甲，实验电路中接错了一根导线，在接错的导线上打“×”，再画线把它 改到正确的位置上。 数据 图象 结论 ①利用改后的正确电路探究电流与电压的关系，测得数据如下表： R=10Ω 次数 1 2 3 4 电压U/V 1.2 1.6 2.0 2.4 电流I/A 0.12 0.16 0.20 0.24 ②如图乙，在电流表表盘上，画出所选的接线柱和第4次实验屮指针的位置。 ③根据表中数据，在图丙中描点并画出R的﹣U/图象。 ④在电阻一定时，　电流与电压　成正比。 过程 ⑤要探究电流与电阻的关系，只将第4次实验电路中的定值电阻由10Ω换成15Ω，闭合开关，电压表示数比第4次实验的电压表示数　大　（填“大”或“小”）， 要保持电压表的示数仍为2.4V，应将滑动变阻器的滑片P向　A　移动。 【分析】①原电路中，电流表与电阻并联的，电压表串联在电路中是错误的，电流表与R串联，电压表与R并联； ②第4次实验电流为0.24A，根据电流表小量程分度值为0.02A，画出指针的位置； ③根据描点法作图； ④分析表中数据得出结论； ⑤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。 【解答】解：①原电路中，电流表与电阻并联的，电压表串联在电路中是错误的，电流表与R串联，电压表与R并联，如图1左所示： ②第4次实验电流为0.24A，根据电流表小量程分度值为0.02A，画出指针的位置，如图1右所示： ③根据描点法作图，如图2所示： ④由表中数据，电压是原来的几倍，通过的电流是原来的几倍，即在电阻一定时，电流与电压成正比。 ⑤根据串联分压原理可知，将定值电阻R1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，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为2V。 要探究电流与电阻的关系，只将第4次实验电路中的定值电阻由10Ω换成15Ω，闭合开关，根据分压原理，电压表示数比第4次实验的电压表示数大； 要保持电压表的示数仍为24V，应将滑动变阻器的滑片P向 A移动。 故答案为：①如图1左所示；②如图1右所示；③如图2；④电流与电压；⑤大；A。 【点评】本题探究电流与电压和电阻的关系，考查电路的关系、电流表读数、描点法作图、数据分析、操作过程和控制变量法的运用。 　 4．下表是小金探究小灯泡L的电流与电压关系时所记录的实验数据。 实验序号 1 2 3 4 5 6 电压（V） 0 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 电流（A） 0 0.19 0.23 0.27 0.30 0.32 （1）在如图的坐标系中画出通过小灯泡电流随它两端电压变化的图象。 （2）已知该小灯泡的额定功率为0.75瓦，现有电压为6伏的电源，若要使小灯泡正常工作，请设计电路图，并说明使小灯泡L正常工作时的操作方法： （现有器材：“20Ω，1A”的滑动变阻器、电压表、开关各一只，导线若干）。 【分析】（1）根据描点法可以作出通过小灯泡电流随它两端电压变化的图象； （2）由图可知小灯泡正常发光时，额定电压为 2.5 伏，根据串联分压分析解答。 【解答】解：（1）由表格中的数据，描点可得： ； （2）电压为6伏的电源，若要使小灯泡正常工作，由图可知，U=2.5V时，I=0.3A，P=UI=2.5V×0.3A=0.75W，故串联一个滑动变阻器分压，电路图如下图： ， 操作方法：由题（1）曲线可知，当小灯泡正常发光时，额定电压为 2.5 伏，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，观察电压表的示数，当电压表的示数为 2.5 伏时，小灯泡正常工作。 故答案为：（1）如上图；（2）图如上；操作方法：由题（1）曲线可知，当小灯泡正常发光时，额定电压为 2.5 伏，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，观察电压表的示数，当电压表的示数为 2.5 伏时，小灯泡正常工作。 【点评】本题主要考查描点法作图及设计电路图，并说明使小灯泡L正常工作时的操作方法，关键是知道串联分压。 5．在“探究电流跟电压关系”的实验中： （1）如图1所示，甲为　电流表　，乙为　电压表　。（选填“电流表”或“电压表”） （2）用笔画线代替导线将图2中电路连接完整，要求实验过程中滑动变阻器的滑片从右向左移动。（导线不能交叉） （3）在实验操作过程中保持　电阻　不变，闭合开关时，调节滑动变阻器的滑片P做了三组实验数据，如表所示，请根据该图表中数据在图3中进行描点连线。 实验次数 物理量 1 2 3 电压表U/V 1.0 2.0 2.5 电流表J/A 0.11 0.20 0.26 （4）对实验数据进行分析，归纳出结论是　电阻不变时，通过导体的电流与导体的电压成正比　。 【分析】（1）电流表与待测电路串联，电压表与待测电路并联； （2）为保护电路，闭合开关前，变阻器连入电路中的电阻要最大，据此连接； （3）探究电流跟电压关系时，要控制电阻不变；根据描点法作图； （4）横向分析表中数据，考查到误差因素，得出结论。 【解答】解：（1）如图1所示，甲为电流表，乙为电压表； （2）为保护电路，闭合开关前，变阻器连入电路中的电阻要最大，因要求实验过程中滑动变阻器的滑片从右向左移动，故变阻器下端应接A，如下左所示： （3）探究电流跟电压关系时，要控制电阻不变；由表中数据，在坐标系中找出对应的点连线，如上右所示； （4）横向分析表中数据，考查到误差因素，电压为原来的几倍，通过的电流为原来的几倍，即电阻不变时，通过导体的电流与导体的电压成正比， 故答案为：（1）电流表；电压表；（2）如上左；（3）电阻；如上右；（4）电阻不变时，通过导体的电流与导体的电压成正比。 【点评】本题探究电流跟电压关系，考查电表的使用、电路和连接、控制变量法、描点法作图及数据分析和控制变量法的运用。 6．在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中： （1）请根据图甲所示的电路图，用笔画出导线完成图乙的电路连接： （2）实验过程中得到的部分数据如下表所示。第3次测时，电流表的示数如图丙所示，请将该数据填入表格中 实验序号 1 2 3 … 电压U/V 0.8 1.6 2.4 … 电流I/A 0.16 0.32 　0.48　 … （3）在图丁中的坐标轴上标出适当的标度，把上表中的数据在坐标系中描点并连线。 【分析】（1）根据电源电压为3V确定电压表选用小量程与电阻并联，由图丙知电流表选用小量程与R串联，将变阻器滑片以左电阻丝连入电路中与电阻串联； （2）根据电流表选用小量程确定分度值为读数； （3）根据描点法作图。 【解答】解：（1）电源电压为3V，故电压表选用小量程与电阻并联，由图丙知，电流表选用小量程与R串联，将变阻器滑片以左电阻丝连入电路中与电阻串联，如下左所示： （2）第3次测时，电流表的示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.48A； （3）横坐标小格表0.4V，纵坐标每小格表示0.08A，根据表中数据在图中找出对应的点，连线，如上右图所示。 故答案为：（1）如上左；（2）0.48；（3）如图所示。 【点评】本题探究电阻一定时电流与电压关系，考查电路的连接、电流表读数和描点法作图。 7．在“探究电流与电压的关系”实验中： （1）请用笔画线代替导线，将甲图中电路连接完整，要求滑片P向B端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大（连线时导线不允许交叉）； （2）正确连接好电路后，闭合开关发现电压表示数为2.8V，电流表无示数，滑动滑片P两表示数均无变化，则故障原因是　电阻断路　； （3）小明排除故障后，移动滑片P到某一位置时电流表示数如乙图所示，此时通过电阻的电流为　0.12　A．若要增大电阻两端的电压，应将滑片P向　B　（选填“A”或“B”）端移动； （4）实验中测得多组数据，绘制出电阻R的I﹣U图象如图丙所示：由图象可得电流与电压的关系是　电阻一定时，导体中的电流与其两端的电压成正比　；本实验所用电阻的阻值为　5　Ω。 【分析】（1）滑动变阻器一上一下接且滑片P向B端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，接左下接线柱； （2）若电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表示数为电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电阻断路了； （3）由图示电流表确定其量程与分度值，然后读出其示数；根据分压原理，判断电压的变化，再确定滑滑片移动的方向。 （4）根据实验所得数据，绘制出如图丙所示的U﹣I图象，根据图象可得出“电流与电压关系”的结论； 根据R=算出电阻。 【解答】解：（1）滑片P向B端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大即远离下接线柱，故接左下接线柱，如下图所示： （2）闭合开关后，发现电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数为2.8V，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电阻断路了，此时电压表串联在电路中测电源电压； （3）图中电流表的量程为0﹣0.6A，分度值为0.02A，示数为0.12A；根据串联电路的分压作用，若要增大电阻两端的电压，应将最大滑动变阻器的电阻，滑片P向B端移动； （4）据图象可得出“电流与电压关系”的结论是：电阻一定时，导体中的电流与其两端的电压成正比。 由图象知，当电压为0.5V是电流为0.1A， 则定值电阻的阻值为：R===5Ω。 故答案为：（1）见上图；（2）电阻断路；（3）0.12；B；（4）电阻一定时，导体中的电流与其两端的电压成正比；5。 【点评】本题是探究“导体中电流跟电阻的关系”的实验，考查了电路连接、故障分析、电表读数、数据分析等，考查全面，难度不大，这个实验是常考题，能灵活运用控制变量是关键。 8．在“探究电流与电压的关系”的实验中， （1）请在方框中画出能够改变定值电阻的电压、并可以同时测量电压和电流的电路图 （2）通过实验记录电流表、电压表的示数如下表所示 R=10Ω 实验序号 1 2 3 4 5 6 电压U/V 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 电流I/A 0.20 0.22 0.24 0.26 1.40 0.30 对表中数据进行分析，你认为错误的数据是实验序号　5　，排除错误数据，可归纳得出的结论是　在电阻一定时，电流与电压成正比　。 （3）如果想用此电路继续探究“电流与电阻的关系”，每次更换电阻后，可以通过调节　滑动变阻器　，使电阻两端的电压不变。实验得出的结论是　在导体两端电压一定时，电流与电阻成反比　。 【分析】（1）实验中为了探究规律，需要多次测量定值电阻两端的电压，因此需要滑动变阻器，多测几组电压和电流值，需要用电流表和电压表测量电流与电压，据此画出电路图； （2）根据数据表中电流与电压的关系可分析出错误数据，并得出结论。 （3）探究通过导体的电流与电阻的关系实验，根据控制变量法可知应通过移动滑动变阻器控制电压不变，从而得出结论。 【解答】解：（1）实验中要能够改变定值电阻的电压需要用滑动变阻器测量电压用电压表，测量电流用电流表，电路如图： （2）根据数据分析可知，随着电压的增大电流在增大，并且电压与电流的比值为=﹣﹣﹣=10，所以第5次实验中的电流数应当是错误的，应该为0.28A，并且可以看出在电阻一定时，电流与电压成正比； （3）要探究“电流与电阻的关系”，每次更换电阻后，需要通过调节滑动变阻器，使电阻两端的电压不变。可以得出结论：在导体两端电压一定时，电流与电阻成反比。 故答案为：（1）见上图；（2）5；在电阻一定时，电流与电压成正比；（3）滑动变阻器；在导体两端电压一定时，电流与电阻成反比。 【点评】本题考查了画电路图、实验数据的分析等知识，此类问题是电学实验经常考查的内容，要求学生重点掌握。 第13页（共13页）