中考物理微专题复习 专题25 探究导体电阻与电流、电压关系中考问题(教师版含解析).pdf
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1、中考物理微专题复习0 5 6 1专题2 5探究导体电阻与电流、电压关系问题知识点1:探究电流与电压的关系提出问题:电流与电压有什么定量关系?采用的研究方法是:控制变量法。即:保持电阻不变,改变电压研究电流随电压的变化关系;得出结论:在电阻一定的情况下,导体中的电流与导体两端的电压成正比(说法固定,不能更改)。2.电路连接注意事项:开关断开,滑动变阻器滑片移至阻值最大处3.电表异常偏转原因:指针反向偏转,原因是正负接线柱接反;正向偏转幅度过小,原因是量程选择过大;正向偏转幅度过大超过最大刻度,原因是量程选择过小;4.滑动变阻器的作用:保护电路;改变电阻两端电压。5.调节滑动变阻器不能使电压达到指
2、定示数的原因是:滑动变阻器的最大阻值过小6.换不同规格的电阻多次测量的目的是:得出普遍规律,避免偶然性。7.此实验不能用灯泡代替电阻进行探究的原因:灯丝的电阻随温度的升高而增大。知识点2:探究电流与电阻的关系保护电路;使电阻两端电压保持不变。2.更换大电阻后如何滑动滑动变阻器的阻值:应使滑动变阻器的阻值变大,滑动变阻器分的的电压变大,保证定值电阻上分的的电压不变。3.电路中滑动变阻器阻最大值R x的确定方法:UR/R=(U-UR)/RX4.实验方法:控制变量法:保持电压不变,改变电阻研究电流随电阻的变化关系。5.结论:在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。中考物理微专题复习0 5 6
3、1中考物理微专题复习0562知识点3:探究电流与电压、电阻的关系实验 程序步骤解读1.清楚实验目标(题目、提出问题):探究理解:(1)为什么要探究电流与电压、电阻的关系?电压时产生电流的原因,可能电压越大电流也越大;电阻表示导体对电流的阻碍作用,所以电阻越大电流越小。那么它们之间有怎样的定量关系呢?这是我们学习电学必须研究清楚的问题。(2)探究谁的电流与电压、电阻的关系?是某一定值电阻的,电流、电压、电阻都是对同一导体在同一时间的对应值而言,即 I是定值电阻两端电压是U 时的电流。所以我们要测的电流是定值电阻R 的电流,电流表要与R 串联:要测的电压也是定值电阻的电压,电压表要并联在R 两端。
4、(3)实验思维导向:电路中电压变化可能会导致电流的变化,电阻的变化可能会导致电压、电流同时变化,所以,要研究电流与电压的定量关系就要保证电阻不变,要研究电流与电阻的关系就要保证电阻两端的电压不变;要研究导体的电流与其两端电压的定量关系,我们需要知道导体两端电压数值和导体电流的对应数值怎样变化;要研究电流与电阻的定量关系,我们需要知道在同一电压下导体电阻值变化时导体中对应电流怎样变化。所以我们需要电流、电压表来测量准确的电流、电压数值,不仅如此,我们还需要同一导体的电压产生变化,也需要同一电压是导体电阻值产生变化,所以,我们需要滑动变阻器和不同阻值的电阻。2.明了实验原理;(1)探究同一导体中电
5、流与电压的关系:电压是形成电流的原因。(2)探究同一电压时不同阻值的导体中电流与导体阻值的关系:导体阻值不同对电流阻碍作用不同。3.合理选择器材:电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、三个不同阻值的定值电阻、若干导线。4.科学设计实验步骤,准确收集(1)设计电路,并按照电路图连接(2)分步研究:保持电阻不变,测流 I,记下数值;改变电阻两端数据:实物量电阻两端电压U 和电电压,重复三次以上,记下多组数据;保持电压不变,测量电流并记下阻值R 和对应的电流值;改变接入电阻的大小,重复三次以上,记下多组数据。中考物理微专题复习0562中考物理微专题复习0563(1)探究同一导体中电流与电压的关系:
6、I=K U(2)探究同一电压时不同阻值的导体中电流与导体阻值的关系:I=K/R6.得出结论。在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。I=U/R四.实验操作要点1 .实验前:(1)开关断开:(2)变阻器滑片滑到最大阻值处;(3)仪表是否正确使用,电路是否连接正确;(4)电流表量程选择:根据定值电阻阻值与电源电压;(5)电压表量程选择:根据电源电压和定值电阻阻值与变阻器最大阻值的比例关系:(6)滑动变阻器最大阻值选择(定值电阻最大电阻值选择):定值电阻最大阻值要小于变阻器最大阻值,一般变阻器最大阻值是定值电阻最大阻值2倍。(7)电源选择:大于
7、3伏,总电流不超过 0.6安2 .实验中:(1)为了减小误差,在不超过量程的前提下,应尽可能使电表指针偏转的角度大一些。(2)滑动变阻器的作用:保护电路;通过改变接入电路电阻值,改变定值电阻两端的电压;通过改变接入电路电阻值,保持不同阻值定值电阻两端的电压不变。(3)每次跟换电阻时要先断开开关。3 .在理解电流与电压、电阻关系时应注意的四个问题:(1)导体中的电流和导体两端的电压都是针对同一个导体而言,不能拿一根导体的电流与另一个导体的电压进行分析。(2)电压是产生电流的原因,不能说电压和电流成正比。(3)电阻是导体的性质,不能说导体电阻与电压成正比,与电流成反比。(4)在叙述电流与电压、电阻
8、的关系时,一定要注意两个前提:“电阻一定”、“电压一定”。例 与 对 点 练 习中考物理微专题复习0563中考物理微专题复习0564【例题】(2020甘肃天水)在“探究电流与电阻的关系”实验中:(1)如图甲所示,请你用笔画线代替导线,将图中电路连接完整(请勿更改原有导线,导线不得交叉),要求:当滑动变阻器的滑片P 向左移动时,电路中的电流变大。连接电路时,开关必须。(2)闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,其原因是。(3)实验过程中,将 5 Q 的电阻接入电路中,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P 至适当位置,此时电流表示数如图乙所示,则电流表示数为 A.将 5 Q 的电阻更
9、换为1 0 Q 的电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片P 向(选 填“左”或“右”)端移动,使电压表示数为 V。【答案】(1)见解答:断开;(2)电阻R 断路:(3)0.3:右;1.5。【分析】(1)根据滑动变阻器的滑片P 向左移动时,电路中的电流变大确定变阻器左下接线柱连入电路中;连接电路时,开关必须断开;(2)若电流表示数为0,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,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路断路了;(3)根据电流选用的量程确定分度值读数,由定律定律求出电压表示数;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
10、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】(1)当滑动变阻器的滑片P 向左移动时,电路中的电流变大,即电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中,如下所示:连接电路时,开关必须断开:(2升 田合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,其原因是电阻R 断路。(3)实验过程中,将 5 Q 的电阻接入电路中,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P 至适当位置,此时电流表示中考物理微专题复习0564中考物理微专题复习0565数如图乙所示,则电流表示数为0.3A;由定律定律,电压表示数:U=IR=0.3AX5Q=L5V;根据串联分压原理
11、可知,将定值电阻由5 Q 改接成10。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L5V。【点评】本题探究电流与电阻的关系,考查电路连接、注意事项、故障分析、电流表读数和操作过程及控制变量法的运用。【对点练习】在“探究电流与电阻的关系”实验中:(1)如图甲所示,请你用笔画线代替导线,将图中电路连接完整(请勿更改原有导线,导线不得交叉),要求:当滑动变阻器的滑片P 向左移动时,电路中的电流变大。连接电路时
12、,开关必须。(2升 田合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,其 原 因 是。(3)实验过程中,将 5 Q 的电阻接入电路中,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P 至适当位置,此时电流表示数如图乙所示,则电流表示数为A.将 5。的电阻更换为10Q 的电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片P 向(选 填“左”或“右”)端移动,使电压表示数为Vo【答案】(1)如上;断开;(2)电阻R 断路;(3)0.3;右;1.5。【解析】(1)当滑动变阻器的滑片P 向左移动时,电路中的电流变大,即电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中,如下所示:连接电路时,开关必须断开;中考物理微专题复习0565中考物
13、理微专题复习0566(2乂用合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,其原因是电阻R断路。(3)实验过程中,将5 Q的电阻接入电路中,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表示数如图乙所示,则电流表示数为0.3A;由定律定律,电压表示数:U=IR=0.3AX5Q =1.5V;根据串联分压原理可知,将定值电阻由5 Q改接成10Q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1.5V
14、。专题点对点强化训练1.(2020黑龙江龙东农垦森工)探究电流与电压的关系实验中,小伟设计了如图所示的电路。图甲 图乙 图丙(1)请你帮助他们用笔画线代替导线将图乙实物图连接完整;(2)小伟首先把5 Q的电阻接入电路,闭合开关后,应 将 滑 动 变 阻 器 的 滑 片 缓 缓 向(左或右)端移动,直到电压表示数恰为I V,电流表示数如图所示。此时电流的大小为 A;(3)小伟不断调节滑动变阻器的滑片,多次改变电阻两端的电压并记录对应的电流值如表,由此可以归纳出但是在实际实验时闭合开关后,发现电压表指针向左偏转,这可能是。【答案】(1)如解析所示;(2)右;0.2;(3)电阻不变时,电流与电压成正
15、比;(4)2.5;P=U I;电压表正负接线柱接反了。【解析】(1)电源电压为3 V,故电压表选用小量程与电阻并联,如下所示:中考物理微专题复习0566中考物理微专题复习0567(2)为保护电路,闭合开关前,变阻器连入电路的电阻最大,小伟首先把5Q的电阻接入电路,闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片缓缓向右端移动,直到电压表示数恰为I V,电流表示数如图所示,电流表选用小量程,分度值为0.0 2 A,此时电流的大小为0.2 A;(3)根据表中数据,电压增大为原来的几倍,电流也增大为原来的几倍,即电阻不变时,电流与电压成正比;(4)灯在额定电压下正常发光,调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2.5
16、V,读出电流表的示数,根据公式 P=U I 求出额定功率。但是在实际实验时闭合开关后,发现电压表指针向左偏转,这可能是电压表正负接线柱接反了。2.(2 0 2 0 湖北武汉)在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中,小强和小红设计的电路如图甲所示,电源电压3 V 保持不变。(D 闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应该置于(填“a”或“6”)端。(2)小强同学按图甲正确连接电路,闭合开关S,调节滑片尸,得到的实验数据如下表:实验序号12345电压U/V0.60.91.21.51.8电流I/A0.150.320.300.380.45分析数据可知,应将实验序号 的一组数据剔除,进而得出结论:电阻一定时,为
17、了能够顺利完成上述实验,所 用 滑 动 变 阻 器 的 最 大 阻 值 不 小 于。(3)小红同学连接的电路如图乙所示小强同学发现接错了一根导线,请在这根导线上打“x”,并补画出正确的那根导线。()中考物理微专题复习0567中考物理微专题复习0568【答案】。(2)2 电流跟电压成正比 16【解析】(1)为了保护电路,闭合开关之前应将滑动变阻器调到阻值最大的地方,即滑片尸应该置于。端。(2)分析数据得知,第 2 组数据电压与电流比值,明显不同其他组的比值,故第2 组数据错误,应剔掉,实验结论电阻一定时,电流跟电压成正比。由第一组数据分析得知,定值电阻电压为0.6V,则滑动变阻器至少要分得2.4
18、V 电压,即滑动变阻器分得的电压是定值电阻的4 倍,因此滑动变阻器的阻值为定值电阻阻值的4 倍,根据公式/可算出定值电阻的阻值为I 0.15A因此滑动变阻器最大阻值为16Q。(3)如图乙所示的电路连接,此时滑动变阻器没有接入电路,正确画法,如图所示。3.(2020贵州黔东南)某学习小组在“探究通电导体中的电流与电阻的关系”实验中,连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V 不变)。(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整;(要求:滑动变阻器的滑片p向左移动时,电路中电流变大;导线不得交叉)(2)连接好电路,闭合开关,发现电压表示数等于电源电压,电流表有示数,移动滑片,电表示数不变,则故障
19、为滑动变阻R;(3)探究通电导体中的电流与电阻的关系实验要在电压一定时进行,图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流/随电阻R变化的图像。由图像可知R两端的电压为 V;当尺的电阻由5 Q更换为1 0 Q 时,闭合开关后,为使R两端的电压(选 填“改变”或“不变”),滑动变阻器的滑片应向(选填“左”或“右”)端滑动;若实验中R的阻值分别是5 Q、10。、1 5Q、2 0 Q、2 5 C,为了保证完成实验,则滑动变阻器的阻值至少是 Q。中考物理微专题复习0568中考物理微专题复习0569【答案】(2)被短路(3)3 不 变 右 12.5【解析】(1)滑动变阻器的滑片P向左移动,电路中电流变大,即电阻
20、变小,故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联.(2)连接好电路,闭合开关,电流表有示数,即电路中有电流通过,则故障类型为短路,电压表示数等于电源电压,只能是滑动变阻R 被短路。(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流/随电阻R变化的图象,由图象可知R两端的电压为U=/R=0.6A X 5Q=3V探窕电流与电阻的实验中应控制电压不变,即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,所以滑片应右端移动,使电压表的示数仍为3V。电压表控制的电压为3 V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压U 滑=4.5 V-3
21、V=1.5 V变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍,根据分压原理,当接入2 5 Q电阻时,变阻器连入电路中的电阻为 R 滑=0.5X 25 Q =12.5 Q故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少为12.5 Q的滑动变阻器。4.(2020贵州黔西南)小明用如下图所示的实验电路探究“电流与电阻的关系”。(1)在方框内画出此实验电路图。中考物理微专题复习0569中考物理微专题复习0570(2)连接电路时,开关应处于.端。状态,连接好电路后,闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于(3)闭合开关,移动滑动变阳器的滑片P 发现:电压表始终无示数,电流表有示数。其原因可能是(填序号).A.滑动变阻器断路B
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