专题三、电流与电压和电阻关系
1.某同学利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压恒为3V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲电路补充完整。
(2)闭合开关后,观察到电流表有示数,电压表无示数。则故障可能是 。
(3)排除故障后,继续实验,测量并记录实验数据,根据实验数据画出电流与电阻关系的图像如图乙所示(实验中各电路元件完好)。分析图像可知实验中控制定值电阻两端电压为 V不变,并发现 Ω的定值电阻实验数据是错误的。去除错误数据,分析剩余数据得出的结论是:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
(4)利用以上实验器材,还可以完成的电学实验是 。(写出一个即可)
2.小林用如图甲所示的电路“探究电流与电阻之间的关系”。实验器材如下:电压恒为4.5V的电源一个,电流表、电压表各一个,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器两个:R1(10Ω,2A)、R2(20Ω,1A),开关一个,导线若干。
(1)若小林选择器材、连接电路均正确,闭合开关后发现,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,两电表均无示数,取下电压表,使其分别接触电路中的a、b两点,c、d两点和d、e两点时,电压表均无示数,由此可判断电路中发生的故障可能是 。
(2)排除故障后,小林在c、d两点间依次接入5Ω、10Ω、15Ω、25Ω和30Ω的定值电阻,得到表中的五组数据,完成实验并得出实验结论,则他选用的滑动变阻器是 (选填“R1”或“R2”)。
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
R/Ω | 5 | 10 | 15 | 25 | 30 |
I/A | 0.60 | 0.30 | 0.20 | 0.12 | 0.10 |
(3)实验中,小林将25Ω的定值电阻换成30Ω接入c,d两点间后,直接闭合开关,电压表的示数会 (选填“变大”或“变小”),接下来他应该将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)移动,直至电压表的示数为 V。
(4)小林又设计了如图乙所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,已知电流表的量程为0~0.6A。电源电压恒为4.5V,他先将A、B两点直接用导线连接,调节滑片P,当电流表的示数为0.6A时,保持滑片P的位置不动,再将未知电阻Rx接入A、B之间,此时发现电流表的指针恰好指在刻到度盘的正中央位置,则Rx的阻值为 Ω。
3.小华和同学们进行了“探究电流与电阻的关系”实验。实验器材有:三节干电池(每节恒为1.5V)、电流表一只、电压表一只、滑动变阻器两个(分别标有“20Ω,2A”“40Ω,1A”字样)、定值电阻4个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、开关一个、导线若干。他们利用这些器材设计了如图甲所示的电路。
(1)小华先将5Ω的电阻接入电路,闭合开关,发现电流表有示数、电压表无示数,出现该故障的原因可能是 。(写出一种即可)
(2)排除故障后,闭合开关,移动滑片至某一位置,观察并记录两电表示数。接着将5Ω的电阻换成10Ω,闭合开关,为控制定值电阻两端电压不变,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动。
(3)多次更换定值电阻进行实验,并根据实验数据画出电流随电阻变化的I﹣R图象,如图乙所示。通过观察发现:在误差范围内,图象上的任意点和坐标轴围成的矩形面积大小都相等,因此可以得出的实验结论是 。
(4)为了完成整个实验,他们选取的滑动变阻器规格是 。
4.某小组猜想电流与电压和电阻有关,现要探究电流与电压的关系。
(1)为探究电流与电压的关系,实验中应控制 不变。
(2)该小组连接的部分电路如图所示,请用笔画线代替导线将电路补充完整(导线不能交叉)。
(3)正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应
调到最 端。
(4)试触时发现电压表和电流表的指针均不偏转。为查找故障,闭合开关,保持导线ab的a端不动,将b端依次接到A、B和C接线柱,电压表的指针均偏转,电流表指针均不偏转。若电路中只有一处故障,则发生的故障是 。
(5)排除故障后,闭合开关,通过移动 的位置改变电阻两端的电压,测量电阻两端的电压U和对应的电流I,记录的实验数据如表所示。
数据序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
电压U/V | 1.60 | 1.90 | 2.20 | 2.50 | 2.80 |
电流I/A | 0.16 | 0.19 | 0.22 | 0.25 | 0.28 |
分析表格中的数据,发现电压与其对应电流的比值 ,从而得出结论: 。
5.在探究“电流与电阻的关系”的实验中,器材有:电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一个,定值电阻5个(10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、40Ω),导线若干。小华设计了如图甲的实验电路。
(1)连接好电路,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片P移至 端;
(2)闭合开关后,电流表、电压表均有示数,但移动滑变阻器滑片P时,两表的示数均保持不变,经判断是接线有误,错误可能是 ;
(3)故障排除后,小华先把10Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数达到某一定值,此时电流表示数0.2A。将10Ω电阻换成15Ω,滑动变阻器滑片P应向 移动,使电压表的示数为 V,并记录此时电流表的示数;
(4)改变R的阻值,重复实验,测得多组实验数据,各组数据对应的点已经描在图乙中,请在图中作出I与关系的图线;
(5)观察图像发现有一组实验数据对应的点未描在图线中,请补描上。