2019年中考物理实验专题复习——探究电流与电阻的关系的实验(答案解析)

第1页（共21页）2019年中考物理实验专题复习——探究电流与电阻的关系的实验答案解析1．（2018•黔南州）在探究“电压一定时，电流跟电阻的关系”的实验中，设计的电路如图甲所示。（1）请根据图甲电路图用笔画线代替导线，将图乙所示实物连接成完整电路（导线不允许交叉）。（2）连接好电路，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压，造成这一现象的原因可能是电阻断路。（3）排除电路故障后进行实验，多次改变R的阻值，调节滑动变阻器，使电压示数保持不变。若电压表示数偏小，则应将滑动变阻器向右（选填“左”或“右”）滑动实验数据记录如表，其中第5次实验电流表示数如图丙所示，其读数为0.12A。实验次数12345电阻R/Ω510152025电流I/A0.60.30.20.15（4）分析实验数据可得实验结论是：电阻的电压一定时，通过定值电阻的电流与电阻值成反比。。【分析】（1）根据图甲，将电压表与电阻并联；（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）根据串联电路电压的规律和分压原理分析；根据电流表选用的量程确定分度值读数；（4）横向分析表中数据得出结论。【解答】解：（1）根据图甲，将电压表与电阻并联，如下所示：第2页（共21页）（2）经分析，连接好电路，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压，造成这一现象的原因可能是电阻断路；（3）若电压表示数偏小，根据串联电路电压的规律，即变阻器分得的电压过大，由分压原理，变阻器连入电路中的电阻过大，故应将滑动变阻器向右滑动，以减小变阻器连入电路中的电阻大小，从而增大电压表示数；其中第5次实验电流表示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，其读数为0.12A；（4）横向分析表中数据，电阻为原来的几倍，通过的电流为原来的几分之一，故得出的结论是：电阻的电压一定时，通过定值电阻的电流与电阻值成反比。故答案为：（1）如上；（2）电阻断路；（3）右；0.12；（4）电阻的电压一定时，通过定值电阻的电流与电阻值成反比。【点评】本题探究电压一定时，电流跟电阻的关系，考查电路的连接、故障分析、操作过程、电流表读数、数据分析和控制变量法的运用。2．（2018•长沙）小明用如图所示的电路做“探究一定电压下，电流与电阻的关系”实验时，保持定值电阻两端的电压为2V不变，多次更换定值电阻进行实验，实验室提供的实验器材有：电源（3节新干电池串联）、电流表、电压表各一个，开关一个，五个定值电阻（5Ω，10Ω，15Ω，20Ω，25Ω），一个滑动变阻器（规格为“25Ω1.5A“），导线若干。（1）请你用笔画线代替导线将图中的实物图连接完整；（2）如图，电路连接完整后，小明应将滑动变阻器的滑片移至A端（选填“A”或“B“）后，再闭合开关进行实验。（3）在接入25Ω的电阻进行实验时，小明发现，不管怎样移动滑片，都不能使电压表的示数变为2V．小明通过在原电路中增加或减少实验室提供的原有器材，解决了上述问题，并第3页（共21页）完成了实验，他采取的操作可能是：减小一节干电池（列举一种方法即可）【分析】（1）保持定值电阻两端的电压为2V不变，故电压表选用小量程与电阻并联；（2）为保护电路，电路连接完整后，小明应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处；（3）根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压，由分压原理求出在接入25Ω的电阻进行实验时变阻器连入电路中的电阻与原变阻器的最大电阻比较，故可得出都不能使电压表的示数变为2V的原因，据此分析。【解答】解：（1）保持定值电阻两端的电压为2V不变，故电压表选用小量程与电阻并联，如下所示：（2）如图，电路连接完整后，小明应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处的A端，再闭合开关进行实验。（3）根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为4.5V﹣2V=2.5V，变阻器的电压是电压表法数的=1.25倍，由分压原理，在接入25Ω的电阻进行实验时，变阻器连入电路中的电阻至少为：1.25×25Ω=31.25Ω＞25Ω，故不管怎样移动滑片，都不能使电压表的示数变为2V（大于2V），故可减小一节干电池完成实验。故答案为：（1）如上所示；（2）A；（3）减小一节干电池。【点评】本题探究一定电压下，电流与电阻的关系，考查电路的连接、注意事项、对器材的要求和控制变量法的运用。3．（2018•陕西）甲、乙两个实验小组先后完成了如下实验：第4页（共21页）（1）甲小组根据图﹣1所示电路图连接成图﹣2的实物电路，探究“通过导体的电流与电阻的关系”。①连接电路时，开关应断开，滑动变阻器的滑片应置于B（选填“A”或“B”）端。②检查连接无误后，闭合开关，发现电流表、电压表均无示数。他们将导线EF的E端取下，依次接在滑动变阻器的C、A接线柱上时，观察到两种情况下电流表均无示数、电压表示数均为电源电压，则电路故障可能为C。A．滑动变阻器短路B．电阻R断路C．AE间导线断路③排除故障后，开始实验，实验时始终保持电压表示数不变，记录数据如下，请根据表中数据，在图﹣3中用描点法画出通过导体的电流I与电阻R的关系图象。实验序号1234电阻R/Ω5102025电流I/A0.40.20.10.08分析图象发现：在此实验中，当定值电阻阻值较大时，通过它的电流较小，进一步分析发现随着阻值的增大，电流的变化量越来越小，可见，若连入电路的定值电阻阻值均太大，不易发现通过导体的电流随电阻的变化规律。（2）甲小组实验后，乙小组用该实物电路测新买的电热毯（规格“220V40W”）的电热丝阻值。在连接电路检查无误后，闭合开关，无论怎样移动滑片，发现电流表示数始终很小，电压表的指针始终接近最大测量值，说明：电热毯的阻值远比滑动变阻器的最大阻值大，不能较准确测量，更换合适电源并改变电压表所选量程后，较准确地测得电热毯的阻值约为120Ω，这个测量值与电热毯正常工作时的阻值相差10倍左右，这是因为导体的电阻与温度有关。【分析】（1）①为保护电路，连接电路时，开关应断开，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处；②逐一分析每个选项，找出符合题意的答案；③通过导体的电流与电阻的关系，要始终保持电压表示数不变；第5页（共21页）根据表中数据，由描点法作图；由图分析；（2）无论怎样移动滑片，发现电流表示数始终很小，电压表的指针始终接近最大测量值，由欧姆定律，说明变阻器的最大电阻接入电路对电路的总电阻影响很小，据此分析；导体的电阻与温度有关。【解答】解：（1）①连接电路时，开关应断开，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大的B端；②A．若滑动变阻器短路，电路为通路，电流表有示数，电压表测电源电压，不符合题意；B．若电阻R断路，电压表串联在电路中，测电源电压有示数，不符合题意C．AE间导线断路，整个电路断路，两表都没有示数；将导线EF的E端取下，依次接在滑动变阻器的C、A接线柱上时，电压表串联在电路中，因电压表内阻很大，电流表没有示数，电压表与电源连通测电源电压，有示数，符合题意；故选C；③通过导体的电流与电阻的关系，要始终保持电压表示数不变；根据表中数据，在坐标系中找出对应的点连线，如下所示：进一步分析发现随着阻值的增大，曲线接近水平，故电流的变化量越来越小，可见，若连入电路的定值电阻阻值均太大，不易发现通过导体的电流随电阻的变化规律；（2）用该实物电路测新买的电热毯（规格“220V40W”）的电热丝阻值。在连接电路检查无误后，闭合开关，无论怎样移动滑片，发现电流表示数始终很小，电压表的指针始终接近最大测量值，由欧姆定律，说明变阻器的最大电阻接入电路对电路的总电阻影响很小，故知电热毯的阻值远比滑动变阻器的最大阻值大，不能较准确测量，更换合适电源并改变电压表所选量程后，较准确地测得电热毯的阻值约为120Ω，这个测量值与电热毯正常工作时的阻值相差10倍左右，这是因为导体的电阻与温度有关。故答案为：（1）①断开；B；②C；③电压；如上图所示；小；（2）大；温度。【点评】本题探究“通过导体的电流与电阻的关系“，考查注意事项、故障分析、控制变量法、第6页（共21页）描点法作图、欧姆定律的运用及影响电阻大小的因素等知识。4．（2018•重庆）在探究“通过导体中的电流与电阻的关系”实验中，所用电源电压恒为10V．已有的5个定值电阻的阻值分别为20Ω、30Ω、40Ω、50Ω、60Ω。（1）根据图（甲）所示电路，用笔画线代替导线将图（乙）所示的实物电路连接完整。（导线不交叉）（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至最右（选填“左”或“右”）端。闭合开关后，发现电流表针指针无偏转，电压表指针有明显偏转，原因可能是电阻R断路（选填“短路”或“断路“）。（3）在实验中，先接入20Ω的电阻，调节滑动变阻器的滑片P至某一位置时，观察到电流表、电压表指针位置如图（甲）、（乙）所示，则电流表示数为0.4A，电压表示数为8V，接下来用30Ω代替20Ω的电阻做实验时，应将滑动变阻器的滑片P从上一位置向右（选填“左”或”右”）滑动。（4）为了完成实验探究，依次将剩下的3个定值电阻分别接入图（乙）的电路中，替换前一次接入的定值电阻，调节滑动变器的滑片P至合适位置，再读出电流表的示数，计算出每次接入的定值电阻R的倒数，以电阻的倒数为横坐标，电流I为纵坐标，在坐标系中描点并作出I﹣图线，如图（丙）所示。由I﹣图线可初步得出结论：在电压一定时，导体中的电流跟导体电阻的倒数成正比；由此进一步得出结论：在电压一定时，导体中的电第7页（共21页）流跟导体的电阻成反比。（5）上述实验中所选滑动变阻器的最大阻值至少为15Ω。【分析】（1）电压表与电阻并联，电流表、滑动变阻器与电阻串联，滑动变阻器要接一上一下；（2）开关闭合前，滑动变阻器应连入最大电阻，保护电路；根据电流表无示数和电压表有示数进行分析具体原因；（3）根据电流表、电压表量程、分度值以及指针的位置读出电流表和电压表示数；根据串联电路的分压特点，换接电阻后，应保持电压表的示数不变，根据串分压的知识判断滑片的移动方向；（4）根据图象分析得出电流与电阻的反比例关系；（5）根据串分压的知识，当电阻的阻值最大时，所需滑动变阻器的阻值最大。【解答】解：（1）滑动变阻器与定值电阻串联，滑动变阻器要“一上一下”连接，如图所示：（2）为了保护电路，开关闭合前，应将滑片P移到阻值最大处；由图知，滑片左侧电阻丝接入电路，所以滑片应移到阻值最大端即右端；闭合开关后，电流表指针无偏转，说明电路中可能存在断路故障；而电压表指针有明显偏转，则电压表与电源两极相连通，则说明与电压表并联部分发生断路，原因可能是电阻R断路；（3）根据图示可知，电流表的量程为0～0.6A，其分度值为0.02A，则电流表示数为0.4A；电压表的量程为0～15V，其分度值为0.5V，由图知，电压表示数为8V；在探究“通过导体中的电流与电阻的关系”实验中，应保持电压表的示数不变；将20Ω电阻换成30Ω后，根据串联电路的分压特点，则电压表的示数会变大，要保持电压表的示数不变（即电压表示数减小为原来的值），所以应该增大变阻器两端的电压，增大变阻器的阻值，即应将滑动变阻器的滑片P向右端移动；（4）根据描绘出的I﹣图线，可以看出通过导体的电流与导体电阻的倒数成正比，由此进一步得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。第8页（共21页）（5）根据串联分压的知识，当电阻的阻值最大为60Ω时，所需滑动变阻器的阻值最大，此时电路中电流：I===A；所以滑动变阻器的最大阻值至少为：R滑===15Ω；故答案为：（1）见上图；（2）右；断路；（3）0.4；8；右；（4）正；反；（5）15。【点评】题是探究通过电阻的电流与电阻大小的关系实验，涉及到电路图的连接、电路故障的分析、滑动变阻器的使用、电流表电压表的读数、串联电路的特点、欧姆定律的应用和控制变量法的应用，涉及的知识点较多，要深入理解和熟练掌握。5．（2018•沈阳）在探究电流与电阻关系的实验中，使用的电源为两节新干电池