5. 小明利用如图所示的电路探究“导体中电流跟电阻的关系”,电源电压保持不变,更换阻值不同的电阻$R_2$,通过调节滑动变阻器接入电路的电阻$R_1$,正确完成实验,记录各次实验中电压表示数$U$和电流表示数$I$。描点画出下列四幅图,其中最接近实际的是 (


B
)答案
B
解析:A.由图可知,$R_1$、$R_2$、电流表串联在电路中,电流表测电路中的电流;电压表测$R_2$两端电压,因电压不变时,导体中电流跟电阻的关系为成反比,故A不符合题意;B.探究“导体中电流跟电阻的关系”时应控制$R_2$两端电压保持不变,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压也不变,由分压原理,两电阻之比为一定值,故图像为延长线过原点的直线,故B符合题意;C.由上述分析可知,$R_1$随$R_2$的增大而变大,由电阻的串联规律和欧姆定律可知,当$R_1$增大时,电路中的电流变小,故C不符合题意;D.由控制变量法可知,探究“导体中电流跟电阻的关系”时应控制$R_2$两端电压保持不变,故D不符合题意。故选B。
解析:A.由图可知,$R_1$、$R_2$、电流表串联在电路中,电流表测电路中的电流;电压表测$R_2$两端电压,因电压不变时,导体中电流跟电阻的关系为成反比,故A不符合题意;B.探究“导体中电流跟电阻的关系”时应控制$R_2$两端电压保持不变,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压也不变,由分压原理,两电阻之比为一定值,故图像为延长线过原点的直线,故B符合题意;C.由上述分析可知,$R_1$随$R_2$的增大而变大,由电阻的串联规律和欧姆定律可知,当$R_1$增大时,电路中的电流变小,故C不符合题意;D.由控制变量法可知,探究“导体中电流跟电阻的关系”时应控制$R_2$两端电压保持不变,故D不符合题意。故选B。
解析
【分析】
本题是探究“导体中电流跟电阻的关系”的实验题,核心思路是运用控制变量法,保持定值电阻$R_2$两端电压不变,通过调节滑动变阻器$R_1$实现该条件。解题时需先明确电路结构($R_1$与$R_2$串联,电流表测电路电流,电压表测$R_2$两端电压),再结合欧姆定律、串联分压规律,分析各选项图像对应的物理量关系,判断是否符合实验要求。
【解析】
电路中$R_1$与$R_2$串联,电流表测电路电流,电压表测$R_2$两端电压。探究电流与电阻的关系时,需控制$R_2$两端电压$U_2$不变:
1. 若为$I-R_2$图像:根据欧姆定律$I=\frac{U_2}{R_2}$,$U_2$不变时,$I$与$R_2$成反比,图像应为双曲线,而非直线,故A不符合;
2. 若为$R_1-R_2$图像:串联电路中$U_1=U_{总}-U_2$($U_{总}$、$U_2$不变),由分压原理$\frac{U_1}{U_2}=\frac{R_1}{R_2}$,得$R_1=\frac{U_1}{U_2}R_2$,即$R_1$与$R_2$成正比,图像为过原点的直线,故B符合;
3. 若为$I-R_1$图像:$R_2$增大时,为保持$U_2$不变需增大$R_1$,总电阻$R_{总}=R_1+R_2$增大,电源电压$U_{总}$不变,由$I=\frac{U_{总}}{R_{总}}$知$I$减小,图像应为下降曲线,故C不符合;
4. 若为$U_2-R_2$图像:实验需控制$U_2$不变,图像应为水平直线,故D不符合。
【答案】
B
【知识点】
探究电流与电阻的关系、欧姆定律、串联分压规律
【点评】
本题围绕探究电流与电阻关系的实验,考查控制变量法、欧姆定律及串联分压的应用,重点在于分析物理量间的变化关系,需学生准确理解实验原理和图像的物理意义。
【难度系数】
0.5
本题是探究“导体中电流跟电阻的关系”的实验题,核心思路是运用控制变量法,保持定值电阻$R_2$两端电压不变,通过调节滑动变阻器$R_1$实现该条件。解题时需先明确电路结构($R_1$与$R_2$串联,电流表测电路电流,电压表测$R_2$两端电压),再结合欧姆定律、串联分压规律,分析各选项图像对应的物理量关系,判断是否符合实验要求。
【解析】
电路中$R_1$与$R_2$串联,电流表测电路电流,电压表测$R_2$两端电压。探究电流与电阻的关系时,需控制$R_2$两端电压$U_2$不变:
1. 若为$I-R_2$图像:根据欧姆定律$I=\frac{U_2}{R_2}$,$U_2$不变时,$I$与$R_2$成反比,图像应为双曲线,而非直线,故A不符合;
2. 若为$R_1-R_2$图像:串联电路中$U_1=U_{总}-U_2$($U_{总}$、$U_2$不变),由分压原理$\frac{U_1}{U_2}=\frac{R_1}{R_2}$,得$R_1=\frac{U_1}{U_2}R_2$,即$R_1$与$R_2$成正比,图像为过原点的直线,故B符合;
3. 若为$I-R_1$图像:$R_2$增大时,为保持$U_2$不变需增大$R_1$,总电阻$R_{总}=R_1+R_2$增大,电源电压$U_{总}$不变,由$I=\frac{U_{总}}{R_{总}}$知$I$减小,图像应为下降曲线,故C不符合;
4. 若为$U_2-R_2$图像:实验需控制$U_2$不变,图像应为水平直线,故D不符合。
【答案】
B
【知识点】
探究电流与电阻的关系、欧姆定律、串联分压规律
【点评】
本题围绕探究电流与电阻关系的实验,考查控制变量法、欧姆定律及串联分压的应用,重点在于分析物理量间的变化关系,需学生准确理解实验原理和图像的物理意义。
【难度系数】
0.5
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