3. 如图17.1-3所示是小明在做完“探究电阻一定时电流与电压的关系”的实验后,根据实验数据绘制的$I-U$图像,他记录数据时忘记标注使用的定值电阻对应的阻值了,只知道$R_1=5\ \Omega$,$R_2=10\ \Omega$,请你判断,甲对应的是

$R_1$
(选填“$R_1$”或“$R_2$”),理由是在电压相同时,通过$R_1$的电流比通过$R_2$的电流大(或电流相同时,$R_1$两端的电压比$R_2$两端的电压小)
。答案
3.$R_1$ 在电压相同时,通过$R_1$的电流比通过$R_2$的电流大(或电流相同时,$R_1$两端的电压比$R_2$两端的电压小)
解析
【分析】
要判断甲对应的电阻,需利用欧姆定律$R=\frac{U}{I}$:定值电阻的I-U图像为过原点的直线,当电压相同时,电流越大,电阻越小;当电流相同时,电压越小,电阻越小。已知$R_1=5\ \Omega$(小电阻)、$R_2=10\ \Omega$(大电阻),只需从图像中取相同电压或电流值,比较甲、乙的对应物理量,即可判断匹配的电阻。
【解析】
根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$,取图像中电压$U=2\ \mathrm{V}$时:
甲对应的电流$I_甲=0.4\ \mathrm{A}$,则甲的电阻$R_甲=\frac{U}{I_甲}=\frac{2\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$;
乙对应的电流$I_乙=0.2\ \mathrm{A}$,则乙的电阻$R_乙=\frac{U}{I_乙}=\frac{2\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$;
结合已知$R_1=5\ \Omega$、$R_2=10\ \Omega$,可知甲对应的是$R_1$,理由是电压相同时,通过甲的电流更大,根据$R=\frac{U}{I}$,甲的电阻更小,对应$5\ \Omega$的$R_1$。
【答案】
$R_1$;在电压相同时,通过$R_1$的电流比通过$R_2$的电流大(或电流相同时,$R_1$两端的电压比$R_2$两端的电压小)
【知识点】
欧姆定律;I-U图像;电阻计算
【点评】
本题结合I-U图像考查欧姆定律的基础应用,核心是理解定值电阻的I-U图像特点,通过读取图像数据计算电阻,侧重对基础知识点的掌握,难度适中。
【难度系数】
0.6
要判断甲对应的电阻,需利用欧姆定律$R=\frac{U}{I}$:定值电阻的I-U图像为过原点的直线,当电压相同时,电流越大,电阻越小;当电流相同时,电压越小,电阻越小。已知$R_1=5\ \Omega$(小电阻)、$R_2=10\ \Omega$(大电阻),只需从图像中取相同电压或电流值,比较甲、乙的对应物理量,即可判断匹配的电阻。
【解析】
根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$,取图像中电压$U=2\ \mathrm{V}$时:
甲对应的电流$I_甲=0.4\ \mathrm{A}$,则甲的电阻$R_甲=\frac{U}{I_甲}=\frac{2\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$;
乙对应的电流$I_乙=0.2\ \mathrm{A}$,则乙的电阻$R_乙=\frac{U}{I_乙}=\frac{2\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$;
结合已知$R_1=5\ \Omega$、$R_2=10\ \Omega$,可知甲对应的是$R_1$,理由是电压相同时,通过甲的电流更大,根据$R=\frac{U}{I}$,甲的电阻更小,对应$5\ \Omega$的$R_1$。
【答案】
$R_1$;在电压相同时,通过$R_1$的电流比通过$R_2$的电流大(或电流相同时,$R_1$两端的电压比$R_2$两端的电压小)
【知识点】
欧姆定律;I-U图像;电阻计算
【点评】
本题结合I-U图像考查欧姆定律的基础应用,核心是理解定值电阻的I-U图像特点,通过读取图像数据计算电阻,侧重对基础知识点的掌握,难度适中。
【难度系数】
0.6
4.选项中是同学们在探究电流与电压、电阻的关系时根据实验数据绘制的四个图像,正确的是(

A
)答案
4.A
解析
【分析】
要判断各图像是否符合电流与电压、电阻的关系,需结合欧姆定律和控制变量法分析:当电阻一定时,电流与电压成正比;当电压一定时,电流与电阻成反比。逐一分析选项:
1. 选项A:横坐标为电压U,纵坐标为电流I,电阻不变时,I与U成正比,图像应为过原点的直线,符合规律;
2. 选项B:横坐标为$\frac{1}{R}$,纵坐标为I,电压不变时,I与$\frac{1}{R}$成正比,图像应为过原点的直线,此图为曲线,错误;
3. 选项C:横坐标为U,纵坐标为I,电阻不变时,I与U应成正比,是直线,此图为曲线,错误;
4. 选项D:横坐标为电阻R,纵坐标为I,电压不变时,I与R成反比,图像应为曲线,此图为直线,错误。
【解析】
根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$:
当电阻R一定时,电流I与电压U成正比,因此I-U图像是过原点的倾斜直线,对应选项A;
当电压U一定时,电流I与电阻R成反比,即I与$\frac{1}{R}$成正比,此时I-$\frac{1}{R}$图像应为过原点的直线,选项B是曲线,不符合;
选项C的I-U图像为曲线,违背了电流与电压成正比的规律;
选项D的I-R图像为直线,违背了电流与电阻成反比的规律。综上,正确答案为A。
【答案】
A
【知识点】
欧姆定律;电流与电压的关系
【点评】
本题考查探究电流与电压、电阻关系的实验图像,需结合控制变量法和欧姆定律判断图像形状,属于基础题型,需准确理解正比、反比对应的图像特征。
【难度系数】
0.6
要判断各图像是否符合电流与电压、电阻的关系,需结合欧姆定律和控制变量法分析:当电阻一定时,电流与电压成正比;当电压一定时,电流与电阻成反比。逐一分析选项:
1. 选项A:横坐标为电压U,纵坐标为电流I,电阻不变时,I与U成正比,图像应为过原点的直线,符合规律;
2. 选项B:横坐标为$\frac{1}{R}$,纵坐标为I,电压不变时,I与$\frac{1}{R}$成正比,图像应为过原点的直线,此图为曲线,错误;
3. 选项C:横坐标为U,纵坐标为I,电阻不变时,I与U应成正比,是直线,此图为曲线,错误;
4. 选项D:横坐标为电阻R,纵坐标为I,电压不变时,I与R成反比,图像应为曲线,此图为直线,错误。
【解析】
根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$:
当电阻R一定时,电流I与电压U成正比,因此I-U图像是过原点的倾斜直线,对应选项A;
当电压U一定时,电流I与电阻R成反比,即I与$\frac{1}{R}$成正比,此时I-$\frac{1}{R}$图像应为过原点的直线,选项B是曲线,不符合;
选项C的I-U图像为曲线,违背了电流与电压成正比的规律;
选项D的I-R图像为直线,违背了电流与电阻成反比的规律。综上,正确答案为A。
【答案】
A
【知识点】
欧姆定律;电流与电压的关系
【点评】
本题考查探究电流与电压、电阻关系的实验图像,需结合控制变量法和欧姆定律判断图像形状,属于基础题型,需准确理解正比、反比对应的图像特征。
【难度系数】
0.6
5. 如图17.1-4所示是电学实验中常见的实验电路,可在A、B间接入定值电阻进行不同的实验,对滑动变阻器在此实验中的作用,描述正确的是(

A.探究电阻一定时电流与电压的关系——保证定值电阻的阻值不变
B.探究电压一定时电流与电阻的关系——调节定值电阻两端的电压成倍数的变化
C.探究电阻一定时电流与电压的关系——多次测量求平均值,减小误差
D.探究电压一定时电流与电阻的关系——保证定值电阻两端的电压不变
D
)A.探究电阻一定时电流与电压的关系——保证定值电阻的阻值不变
B.探究电压一定时电流与电阻的关系——调节定值电阻两端的电压成倍数的变化
C.探究电阻一定时电流与电压的关系——多次测量求平均值,减小误差
D.探究电压一定时电流与电阻的关系——保证定值电阻两端的电压不变
答案
5.D
解析
【分析】
要解决本题,需明确两个电学实验中滑动变阻器的作用:探究电流与电压的关系时,滑动变阻器用于改变定值电阻两端电压,多次测量找普遍规律;探究电流与电阻的关系时,滑动变阻器用于保持定值电阻两端电压不变,确保实验的控制变量要求。接下来逐一分析选项,判断描述是否正确。
【解析】
逐个分析选项:
选项A:探究电阻一定时电流与电压的关系,定值电阻的阻值是自身属性,滑动变阻器无法保证其阻值不变,滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端电压,A错误。
选项B:探究电压一定时电流与电阻的关系,滑动变阻器的作用是保持定值电阻两端电压不变,而非让电压成倍数变化,B错误。
选项C:探究电阻一定时电流与电压的关系,多次测量是为了寻找电流与电压的普遍规律,不是减小误差,C错误。
选项D:探究电压一定时电流与电阻的关系,滑动变阻器的作用就是调节并保证定值电阻两端的电压不变,符合实验要求,D正确。
【答案】
D
【知识点】
探究电流与电压、电阻的关系实验;滑动变阻器的作用
【点评】
本题考查电学实验中滑动变阻器的作用,核心是区分两个实验的控制变量要求,滑动变阻器在不同实验中的作用不同,需准确记忆,属于电学实验的基础考点,易因混淆实验目的出错。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需明确两个电学实验中滑动变阻器的作用:探究电流与电压的关系时,滑动变阻器用于改变定值电阻两端电压,多次测量找普遍规律;探究电流与电阻的关系时,滑动变阻器用于保持定值电阻两端电压不变,确保实验的控制变量要求。接下来逐一分析选项,判断描述是否正确。
【解析】
逐个分析选项:
选项A:探究电阻一定时电流与电压的关系,定值电阻的阻值是自身属性,滑动变阻器无法保证其阻值不变,滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端电压,A错误。
选项B:探究电压一定时电流与电阻的关系,滑动变阻器的作用是保持定值电阻两端电压不变,而非让电压成倍数变化,B错误。
选项C:探究电阻一定时电流与电压的关系,多次测量是为了寻找电流与电压的普遍规律,不是减小误差,C错误。
选项D:探究电压一定时电流与电阻的关系,滑动变阻器的作用就是调节并保证定值电阻两端的电压不变,符合实验要求,D正确。
【答案】
D
【知识点】
探究电流与电压、电阻的关系实验;滑动变阻器的作用
【点评】
本题考查电学实验中滑动变阻器的作用,核心是区分两个实验的控制变量要求,滑动变阻器在不同实验中的作用不同,需准确记忆,属于电学实验的基础考点,易因混淆实验目的出错。
【难度系数】
0.5
6.某实践小组在做“探究电阻一定时电流与电压的关系”的实验过程中,经过几次实验,依次改进了实验电路,如图17.1-5甲、乙、丙所示。灯泡中灯丝的电阻容易随灯丝温度的改变而改变,R是定值电阻。选项中说法错误的是(

A.甲改进为乙:为保证实验过程中电阻不变
B.乙改进为丙:实现多次实验,得到电流跟电压之间的关系
C.丙:移动滑动变阻器滑片的目的是改变电阻两端的电压和通过电阻的电流
D.丙:在不增加任何器材的情况下,可探究电压一定时电流与电阻的关系
D
)A.甲改进为乙:为保证实验过程中电阻不变
B.乙改进为丙:实现多次实验,得到电流跟电压之间的关系
C.丙:移动滑动变阻器滑片的目的是改变电阻两端的电压和通过电阻的电流
D.丙:在不增加任何器材的情况下,可探究电压一定时电流与电阻的关系
答案
6.D
解析
【分析】本题考查探究电流与电压、电阻关系的实验,需结合控制变量法分析各选项:探究电流与电压关系时要控制电阻不变,探究电流与电阻关系时要控制电压不变。先分析甲到乙的改进:甲用灯泡,灯丝电阻随温度变化,乙换定值电阻R,保证电阻不变;乙到丙加滑动变阻器,可多次改变定值电阻两端电压;丙电路仅一个定值电阻,无法改变电阻阻值,据此判断选项对错。
【解析】逐一分析选项:
A. 甲电路中是灯泡,灯丝电阻随温度改变,无法保证电阻一定;乙电路换用定值电阻R,目的是保证实验中电阻不变,符合探究电流与电压关系的要求,该选项说法正确。
B. 乙电路无滑动变阻器,只能进行一次实验,无法多次测量找普遍规律;丙电路增加了滑动变阻器,移动滑片可多次改变定值电阻两端电压,实现多次实验,得到电流与电压的关系,该选项说法正确。
C. 丙电路中,移动滑动变阻器的滑片,能改变电路总电阻,从而改变定值电阻R两端的电压和通过R的电流,该选项说法正确。
D. 探究电压一定时电流与电阻的关系,需控制电阻两端电压不变,同时更换不同阻值的定值电阻来改变电阻;但丙电路中只有一个定值电阻R,不增加器材的情况下无法改变电阻阻值,因此不能完成该探究,该选项说法错误。
【答案】D
【知识点】探究电流与电压的关系、控制变量法、探究电流与电阻的关系
【点评】本题围绕探究电流与电压、电阻关系的实验,考查实验改进的目的和控制变量法的应用,需明确两个探究实验的控制变量要求,易错点在于混淆两个实验的变量控制条件。
【难度系数】0.5
【解析】逐一分析选项:
A. 甲电路中是灯泡,灯丝电阻随温度改变,无法保证电阻一定;乙电路换用定值电阻R,目的是保证实验中电阻不变,符合探究电流与电压关系的要求,该选项说法正确。
B. 乙电路无滑动变阻器,只能进行一次实验,无法多次测量找普遍规律;丙电路增加了滑动变阻器,移动滑片可多次改变定值电阻两端电压,实现多次实验,得到电流与电压的关系,该选项说法正确。
C. 丙电路中,移动滑动变阻器的滑片,能改变电路总电阻,从而改变定值电阻R两端的电压和通过R的电流,该选项说法正确。
D. 探究电压一定时电流与电阻的关系,需控制电阻两端电压不变,同时更换不同阻值的定值电阻来改变电阻;但丙电路中只有一个定值电阻R,不增加器材的情况下无法改变电阻阻值,因此不能完成该探究,该选项说法错误。
【答案】D
【知识点】探究电流与电压的关系、控制变量法、探究电流与电阻的关系
【点评】本题围绕探究电流与电压、电阻关系的实验,考查实验改进的目的和控制变量法的应用,需明确两个探究实验的控制变量要求,易错点在于混淆两个实验的变量控制条件。
【难度系数】0.5
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