2019年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)

第1页（共13页）2019年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．（2018•安徽）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：第2页（共13页）（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．（2018•齐齐哈尔）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，电流第3页（共13页）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2V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．“50Ω1.0AB．“30Ω1.0A”C．“20Ω1.0A”【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，确定变第4页（共13页）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、操作过第5页（共13页）程、控制变量法、对器材的要求等知识。3．（2018•青岛）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1234电压U/V1.21.62.02.4电流I/A0.120.160.200.24②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；第6页（共13页）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．（2018•杭州）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。第7页（共13页）实验序号123456电压（V）01.01.52.02.53.0电流（A）00.190.230.270.300.32（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。第8页（共13页）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．（2018•广东）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123电压表U/V1.02.02.5电流表J/A0.110.200.26（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