专题16 电流与电压的关系.docx

专题16 电流与电压的关系.docx

《专题16 电流与电压的关系.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《专题16 电流与电压的关系.docx（36页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

专题16电流与电压的关系

电流与电压的关系（原卷版）

满分130分时间120分钟

一、单选题（本大题共11小题，共22.0分）

1.关于电流、电压和电阻，下列说法正确的是（　　）

A. 通过导体的电流越小，导体的电阻越大B. 导体两端的电压为0V时，导体的电阻为0Ω

C. 加在导体两端的电压，由通过导体的电流决定D. 导体的电阻不由导体两端的电压和通过导体的电流决定

答案【D】

【解析】ABD．电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积、温度有关，与导体两端的电压和通过的电流无关，

由R=

可知，导体的电阻等于加在它两端电压跟通过它的电流的比值，这只是计算导体电阻的一种方法，故AB错误、D正确；

C．电压是形成电流的原因，所以通过导体的电流是由加在导体两端的电压决定的，而不是加在导体两端的电压是由通过导体的电流决定，故C错误．

故选D．

（1）电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与两端的电压和通过的电流无关；

（2）R=

这个公式只说明导体电阻的大小是导体两端的电压与通过导体的电流大小的比值；

（3）电压是使电荷发生定向移动形成电流的原因．

【试题评价】本题考查了学生对欧姆定律和影响电阻大小因素、电流形成的原因的理解与掌握，是一道基础题目．

2.

某同学在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时，利用如图所示电路，在a、b两点间分别接入定值电阻R1，R2，R1＞R2，通过调节滑动变阻器测得了多组数据，并根据数据绘制了两个电阻的U-I关系图象，图中能正确反映两个电阻大小关系的是（　　）

A. 

                B. 

 C. 

              D. 

答案【B】

【解析】

定值电阻R1，R2分别与滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端电压，电流表测电路中总电流；因为R1＞R2，分别把R1，R2接入a、b两点之间两端电压相等时，与R1串联时滑动变阻器连入电路的电阻值较大，电路中总电阻大，电流小；所以B选项中图象符合实际情况．

故选B．

（1）导体中电流与导体两端电压成正比，与导体的电阻成反比；

（2）串联电路中导体起分压作用，所分得电压与导体的电阻成正比．

【试题评价】本题考需要根据图示信息结合串联电路的电压特点来解决，培养了学生可以从图示中提取有用信息的能力．

3.关于导体的电阻，下列说法正确的是

A. 导体电阻大小取决于通过它电流的大小，电流越小的导体电阻越大

B. 导体电阻大小取决于加在它两端电压的大小，电压越大的导体电阻越大

C. 在相同温度下，长度相同的两段镍铬合金丝，粗的比细的电阻小

D. 同一段钨丝，当其温度升高时，电阻将变小

答案【C】

【解析】

（1）导体电阻大小取决于导体材料的种类、横截面积、长度，与导体两端的电压，通过导体的电流大小无关；

（2）在导体的材料、长度相同时，横截面积越大，电阻越小；

（3）导体电阻大小与温度有关，对于大多数导体而言，温度越高，其电阻越大。

A.导体电阻大小取决于导体材料的种类、横截面积、长度，电阻是导体本身的一种性质，它的大小不随电压、电流的改变而改变，故A选项错误；

B.导体电阻大小取决于导体材料的种类、横截面积、长度，电阻是导体本身的一种性质，它的大小不随电压、电流的改变而改变，故B选项错误；

C.在导体的材料、长度相同时，横截面积越大，电阻越小；在相同温度下，长度相同的两段镍铬合金丝，粗的比细的电阻小，故C选项是正确的；

D.导体电阻大小与温度有关，对于大多数导体而言，温度越高，其电阻越大；同一段钨丝，当其温度升高时，电阻将变大，故D选项是错误的。

故选C。

【试题评价】解决本题的关键要掌握导体电阻大小取决于导体材料的种类、横截面积、长度，电阻是导体本身的一种性质，它的大小不随电压、电流的改变而改变；对于大多数导体而言，温度越高，其电阻越大。

4.下图中，能正确描述电阻一定时，电流随电压变化的图象是（　　）

A. 

       B. 

                   C. 

     D. 

答案【A】

【解析】

先确定图象中两个物理量的关系是怎样的，再看图象中所反应的这两个物理量的关系与电阻一定时，电流与电压关系是否吻合；电阻一定时，电流与电压成正比。

A．图象反应的是电流与电压成正比，故A正确；

B．图象反应的是电流随电压增大而减小，故B错误；

C．图象中当导体两端电压为0时，电流不为0，故C错误；

D．图象反应的电流与电压成反比，故D错误。

故选A。

【试题评价】本题利用图象分析物理学中物理量之间的关系，要正确理解物理量之间的关系，能用不同的表达方法来描述它们的关系。

6.由欧姆定律公式

可知【     】

A. 同一导体两端的电压跟通过导体的电流成反比

B. 导体两端的电压为零时，因为没有电流通过，所以导体电阻为零

C. 导体中的电流越大，导体的电阻就越小

D. 导体电阻的大小，可以用它两端的电压与通过它的电流的比值来表示

答案【D】

【解析】

欧姆定律的内容：

导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，公式是：

I=U/R。

同一导体两端的电压跟通过导体的电流成正比不是反比，A项不符合题意；

∙电阻是导体本身的一种特性，跟所加电压和通过的电流无关，B、C项不符合题意；

∙由R=U/I，电压一定时，导体中的电流越大，导体的电阻就越小，电流一定时，电压越大，电阻越大，所以导体电阻的大小，可以用它两端的电压与通过它的电流的比值来表示D项符合题意，故选D。

【试题评价】欧姆定律公式I=U/R可以变形为R=U/I，但不能说导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟电流成反比，因为电阻是导体本身的一种特性，跟所加电压和通过的电流无关，只是为我们提供一种测量、计算导体电阻的方法而已。

7.   图中能正确描述电阻一定时,电流随电压变化的图像是

A.  

    B.  

                     C.  

     D.  

答案【A】

【解析】

电阻一定时，根据欧姆定律知，通过导体的电流与导体两端的电压成正比，图像正确的是A。

故选A。

8.下列说法中，不正确的是（        ）

A. 当加在导体两端的电压改变时，电压与电流的比值也随着改变

B. 用不同的导体研究电流和电压的关系，得到的结论都一样

C. 相同的电压加在电阻不同的导体两端，电流一定不同

D. 同一导体，它两端电

压越大，通过它的

电流也越大

答案【A】

【解析】

A、当加在导体两端的电压改变时，电压与电流的比值是导体的电阻值，不随着改变，A错误；

B、研究电流和电压的关系时，保证电阻一定，用不同的电阻做实验得到的结论都一样，B正确；

C、相同的电压加在电阻不同的导体两端，根据欧姆定律，电流一定不同，C正确；

D、同一导体，它两端电压越大，根据欧姆定律知，通过它的电流也越大，D正确。

故选A。

9.如图所示电路中，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器.闭合开关S，移动滑片P，多次记录电压表示数U和对应的电流表示数I，则绘出的U-I关系图像正确的是【   】

A. 

             B. 

                 C. 

     D. 

答案【A】

【解析】

由图知，变阻器与R1串联，电压表测量变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流；

设定值电阻的阻值为R，电源电压为U总，变阻器两端的电压为U，则U=U总-IR，R为定值，当I为零时，U=U总，且电流越大，变阻器两端的电压越小；而U与I的关系是一次函数，一次函数图象为直线，所以B不正确、只有A图象反应上述关系。

故选A。

【试题评价】分析电路的连接方式及电表所测的电路，根据串联电路的电压关系及欧姆定律得出结论。

10.下列关于电流、电压、电阻的关系说法正确的是（　　）

A. 电压是形成电流的原因               

B. 电路两端有电压，电路中一定有电流

C. 导体的电阻一定时，导体两端电压与导体中的电流成正比

D. 导体的电阻与导体中的电流成正比，与导体两端的电压成反比

答案【A】

【解析】

A、电压是电路中形成电流的原因，故A正确；

B、电压是形成电流的条件，但有电压不一定有电流，故B错误；

C、因为电压是形成电流的原因，所以在说到电流与电压的关系时要注意二者的因果关系；二者的关系是：

导体的电阻一定时，导体中的电流与导体两端电压成正比，所以C错误；

D、电阻是导体本身的一种性质，它只与导体本身的材料、长度、横截面积和温度有关，与电压和电流均无关，所以D错误。

故选A。

11.张华同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时，将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象，根据图象，下列说法错误的是（    ）

A. 通过导体A的电流与其两端的电压成正比　　　　B. 导体A的电阻大于导体B的电阻

C. 当在导体A的两端加上1V的电压时，通过导体B的电流为0.1A

D. 将A,B两导体串联后接到电压为3V的电源上时，通过导体的电流为0.2A

答案【B】

【解析】

A、由图线A可知，图线A是正比例函数图象，说明通过导体A的电流与其两端的电压成正比，故A正确；

B、当U=2V时，由图象可知，IA=0.4A，IB=0.2A，根据

，电阻：

，，则导体A的电阻小于导体B的电阻，故B错误；

C、当在导体B的两端加上1V的电压时，通过导体B的电流

，故C正确；

D、将A、B两导体串联后接到电压为3V的电源上时，通过导体的电流

，故D正确。

故选B。

二、填空题（本大题共1小题，共2.0分）

12.检查是否饮酒设备的电路如下图甲，R为酒精气体传感器，其阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙，R0为定值电阻，电源电压不变。

当检测到酒精气体

浓度增大时，电流表示数       ，电压表示数        。

【解析】

由乙图可知，当酒精浓度增大时酒精气体传感器电阻变小，在甲图中，R0与R串联，总电阻减小，电流增大，根据U=IR可知定值电阻R0两端电压增大。

故答案为：

变大；变大。

三、实验探究题（本大题共18小题，共108.0分）

13.

小明用图（甲）所示的电路探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”．

（1）请你在图（甲）中用一根导线（用笔画线代替）完成实验电路的连接．（要求滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数增大）

（2）连接电路时，开关要______．

（3）闭合开关后，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，都发现电流表无示数，电压表有示数．其原因可能是电阻R______（选填“断路”或“短路”）．

（4）排除故障后，小明在实验中通过调节滑动变阻器的滑片，测出电阻R在不同电压下的电流值，如表所示：

U/V

0.5

1.0

1.6

1.9

2.5

3.0

I/A

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

①小明在实验中所用电阻R的阻值约为______Ω．

②分析表中的数据得到：

电阻一定时，电流跟电压成______．

（5）小明将电阻R换成一个额定电压为3.8V，阻值约为10Ω的小灯泡，进行“测量小灯泡的额定电功率”的实验：

①在增加一节干电池的同时对电路还必须进行改动的是______．

②当调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为3.8V时，电流表的示数如图（乙）所示，其读数为______A，则小灯泡的额定功率是______W．

【解析】

（1）由题意知，电源电压为3V，所以电压表选择0～3V的量程，应与导体并联；

滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数增大，说明滑动变阻器的阻值应减小，则应接左面的A接线柱，如图所示：

（2）连接电路时，为了保护电路，开关要处于断开状态；

（3）闭合开关，电流表无示数，说明电路处于开路状态，电压表有示数，则与电压表并联之外的部分电路是通路，所以与电压表并联的电阻发生了断路；

（4）①由表格数据可知：

U=0.5V时，电流I=0.1A，

根据I=

得：

电阻R=

=

=0.5Ω；

②由表格中数据知，电阻不变，电压增大为原来的几倍，则电流增大为原来的几倍，可知电阻不变，导体的电流与它两端的电压成正比．

（5）①电阻的额定电压为3.8V，阻值约为10Ω，则电阻正常工作时的电流大小为I=

=

=0.38A，

所以电流表仍可选择0～0.6A的量程，而电阻额定电压3.8V大于3V，所以电压表量程应换0～15V；

②由图乙知，电流表的量程为0～0.6A，示数为0.3A，则P=UI=3.8V×0.3A=1.14W．

故答案为：

（1）见上图；

（2）断开；（3）断路；（4）①5； ②正比；（5）①电压表换0～15V量程；②0.3；1.14．

（1）根据电阻两端的最大电压来判断电压表的量程；在连接电路时，注意滑动变阻器要一上一下，根据题目要求选择下面一个接线柱，滑片离下面一个接线柱越远，电阻越大；

（2）连接电路时，为了保护电路，开关要处于断开状态；

（3）电流表无示数，电压表有示数，则可能与电压表并联的电路断路；

（4）①根据欧姆定律即可求出电阻R的阻值；

②分析表格中电流和电压的大小变化，得出电流和电压的关系，在电阻不变时，导体的电流与电压成正比；

（5）①测量小灯泡的额定电功率的实验，主要检查电流表、电压表的量程选择是否合适．

②根据图乙读出电流表的示数，由公式P=UI计算出小灯泡的电功率．

【试题评价】本题涉及测电阻大小、探究电流与电阻的关系和测电功率3个实验，考查电路的连接、控制变量的运用、变阻器的作用、对器材的选择等知识，综合性较强．

14.小新想利用实验探究电流跟电压的关系，于是他选取了电流表、电压表、定值电阻、开关、滑动变阻器、导线等实验器材进行实验

（1）画出实验电路；

（2）写出实验步骤；

（3）画出实验记录表格．

【解析】

（1）探究电流跟电压的关系，需用到电流表、电压表，并需用滑动变阻器来改变电阻的电压和电流；

（2）探究电流跟电压的关系时，先调好电表后，按照电路图连接实物图，要注意开关应断开，滑动变阻器处于最大阻值处，然后闭合开关，滑动变阻器选择适当的阻值读出电表示数并记录数据，最后重复多次上述实验步骤；

（3）电流表能测出电流的大小，电压表能测出电压的大小，据此画出表格．

【试题评价】本题考查了探究电流跟电压关系的实验，涉及到电路图的设计和实验步骤的设计以及实验的评估，关键是知道控制变量法在本实验中的应用和实验的操作过程

15.

图甲是“研究电流与电压的关系”的实验电路图．

（1）为了达到实验目的，实验过程中必须保持定值电阻R的______不变，

（2）当某同学按电路图连接好实物开始实验后，发现电压表和电流表出现如图乙所示情况，这是因为：

①______，②______．

（3）下面是排除故障后进行实验时的数据记录：

实验次序

1

2

3

电压U/V

3.2

4.8

6.4

电流I/A

0.5

0.75

1.00

根据以上数据，可以得出的结论是______．

【解析】

（1）实验中要运用控制变量法，必须保持定值电阻R的阻值大小不变；

（2）电流表指针反偏，说明正负接线柱接反了，电压表指针超出了最大刻度，说明所选量程太小；

（3）由表中数据可得结论：

当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比．

故答案为：

（1）阻值大小；

（2）电流表“+”、“-”接线柱接反了，电压表选用了小量程；

（3）当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比．

（1）通过导体的电流与导体两端的电压和导体的电阻有关，当探究与其中一个因素的关系时，要控制另一个因素不变，这就是控制变量法．

（2）图乙所示，电流表指针反偏，说明正负接线柱接反了，电压表指针超出了最大刻度，说明所选量程太小；

（3）由表中数据可知，通过导体的电流随导体两端的电压的增大而增大，并且成倍数的增大，即成正比；由此得出结论．

【试题评价】研究电流与电压和电阻关系的实验中，无论设计实验，还是回答结论，都要使用控制变量法．

16.回顾实验和探究（请将下列实验报告中的空缺部分填写完整）

（1）探究串联电路的结构和特点

过程现象

如图所示，闭合开关，两灯都发光；断开开关，两灯都不发光。

把开关改接到B、C处，重复实验，现象相同。

结论

在串联电路中，开关可以控制____．开关位置改变，其控制作用    

（2）探究电流与电压的关系

电路

请将实物电路连接完整

表格图像

①      在电流表表盘上填画第3次实验中电流表所选的接线

②      根据表中数据，用描点法画出电阻R的I-U图象

方法

用一个定值电阻来探究电流与电压的关系，运用的科学方法是        。

问题讨论

如图所示，发现电磁铁甲比乙吸引铁钉多，说明在       一定时，外形相同的电磁铁，线圈匝数越多，磁性越强；通过电磁铁吸引铁钉的多少来判定它的磁性强弱，运用的科学方法是         

【解析】

（1）在串联电路中，开关可以控制所有用电器，开关位置改变，其控制作用不变；

（2）实物连接如图；①实验所使用的电流表的量程及指针位置如图；②电阻R的U-I图像如图；本实验中，用同一个定值电阻来探究电流与电压的关系，运用的科学方法是控制变量法；在探究电磁铁磁性强弱的影响因素实验中，甲比乙吸引的铁钉多，说明在电流一定时，外形相同的电磁铁，线圈匝数越多，磁性越强.

【试题评价】通过电磁吸引铁钉的多少来判定它的磁性强弱，运用的科学方法是转换法。

17.小亮用图甲所示的电路探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”，所用器材如下：

 电压表（0～3V，0～15V）；  　　　　电流表（0～0.6A，0～3A）；

 滑动变阻器A（0～10Ω）；　 　　　　　滑动变阻器B（0～200Ω）；

 阻值为5Ω、10Ω的定值电阻各一个；　两节干电池、开关和导线若干。

（1）①用R=5Ω的定值电阻做实验时，小亮应选用电流表的量程是__________，为方便调节电流，应选用滑动变阻器________选填“A”或“B”）；按通电路前，应把滑片P移到滑动变阻器的________（选填“左”或“右”）端。

 ②调节滑片P使电压表示数是2.5V，电流表示数如图乙所示，通过R的电流为_____A。

要继续测量R两端电压为2V时通过的电流,应将滑片P向________（选填“左”或“右”）移动，记录对应的电压和电流值。

③为使结论具有普遍性，还应该换接_____　___的电阻，重复上述实验。

（2）完成全部实验后，小亮细看说明书，知道电压表实际上相当于一个阻值较大的电阻，0～3V档的阻值是3000Ω，由于电压表有电阻，把它连入电路后，不可避免地要改变被测电路中的电流。

本实验中，如果把滑片P移到滑动变阻器左端，通过电压表的的电流为___________A

【解析】

（1）①根据电源电压和电路中的最小阻值计算出电路中的最大电流，选择电流表的量程；

根据定值电阻和滑动变阻器最大阻值的大小关系判断；

在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至最大阻值处；

②确定所选择的量程和分度值，然后读数；

根据串分压的知识判断滑动变阻器阻值的变化及滑片的移动方向；

③为使实验结论具有普遍性，应换用不同的电阻进行实验；

（2）当接入电压表时，电流表的示数等于通过电阻的电流和电压表的电流之和。

【解答】

（1）①电源电压为3V，根据题意电路中的最大电流为

，所以电流表可选择0～0.6A的量程；

定值电阻的阻值为5Ω，滑动变阻器可选择0～10Ω的规格，这样比较容易控制电流的改变；0～200Ω的滑动变阻器电阻值很大，在移动时，电流变化很大，不易操作；

滑动变阻器接了下面左边一个接线柱，所以在闭合开关前，应将滑片置于最右端；

②电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，由图乙知，其示数为0.48A；

电压表的示数由2.5V变为2V，根据串分压的知识，应增大滑动变阻器的阻值，所以滑片应向右滑动；

③为使结论具有普遍性，还应该换接10Ω的电阻；

（2）把滑片P移到滑动变阻器左端，此时滑动变阻器的阻值为0，

把电压表连入电路时，电流表的示数

，当不接电压表时，电流表的示数

，

，所以电流值差别不大，对电流的影响很小。

故答案为：

（1）①0～0.6A A 右

②0.48 右

③10Ω

（2）0.001。

【试题评价】此题是探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”实验，考查了学生对滑动变阻器、电流表量程的选择，同时考查了有关电流表的读数及电压表对所测电流的影响，同时涉及到了有关串分压的知识，应该属于难度较大的题目。

18．小明做探究电流与电阻关系的实验．

（l）如图甲所示，用笔划线代替导线，将电流表的两根引线接入电路．

（2）闭合开关后，向右移动滑动变阻器的滑片，直至电压表示数如图乙所示，其值为　　V．此过程中，电流表示数　　（变大/变小）．

（3）更换不同阻值的定值电阻，进一步实验，并将实验数据记录在表格中，分析表格数据可知第　　次实验存在问题，

次数

R/Ω

I/A

1

5

0.3

2

10

0.2

3

15

0.1

【解析】

（1）将电流表与定值电阻串联，注意电流从“+”接线柱流入从“－”接线柱流出；

（2）闭合开关后，向右移动滑动变阻器的滑片，电阻减小，电流增大，电流表的示数变大，电压表的示数为1.5V；（3）在研究电流与电阻关系时，要保持电阻两端电压一定．根据实验数据可以看出：

第一组、第三组实验中，电阻两端电压都相等为1.5V；而第二组实验中，电阻两端电压为0.2A×10Ω=2V，所以第二组实验操作错误。

【试题评价】本题涉及的知识是探究电流与电压、电阻的关系实验。

19.某同学想探究通过铅笔芯的电流与其两端电压的关系，设计了如图所示的电路。

选用的器材有：

阻值约为4Ω的2B铅笔芯一根，两节干电池组成的电池组，0～0.6A的电流表，0～3V的电压表，滑动变阻器（10Ω2A），开关，导线等。

（1）该同学根据电路图连接电路，在闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P移到     ________端（选填“a”或“b"）。

（2）闭合开关后，两电表的指针都发生了偏转，但无论怎样移动滑片，两电表的示数均保持不变且都在量程范围内，则产生故障的原因是____________________。

（3）排除故障后，该同学移动滑动变阻器的滑片，将获得的几组数据记录在下表中。

当采集第三组数据时，电流表指针的偏转情况如图所示，此时电流表的示数为     A。

实验序号

①

②

③

④

⑤

U/V

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

I/A

0.1

0.18

0.38

0.48

（4）该同学采集多组实验数据的目的是____________________。

（5）请根据表格中的五组数据在给定的坐标纸上画出铅笔芯的I—U图线。

（6）由画出的图线可知，通过铅笔芯的电流与其两端电压的关系为：

        。

【解析】

（1）由于滑动变阻器在电路起保护电路的作用，故在开关闭合前应该使其阻值最大，即滑片调到“b”的位置；

（2）由于两电表