人教版九年级物理全一册 电流与电压和电阻的关系(含答案)

人教版九年级全一册 17.1 电流与电压和电阻的关系
一、单选题
1．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R2,通过调节滑动变阻器接入电路的电阻R1,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（）
A．B．
C．
D．
2．由欧姆定律的公式
U
I
R
,下列说法中正确的是（）
A．导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流共同决定
B．导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
C．导体两端的电压一定时,导体的电阻跟通过它的电流成反比
D．通过导体的电流,与导体两端的电压和导体的电阻均无关
3．研究得出“导体中电流与电压的关系”的科学家是（）
A．牛顿B．帕斯卡C．欧姆D．伽利略4．下表中实验操作不能达到实验目的的是（）
A．①B．①C
．①D．①
5．利用如图甲所示的电路探究电流和电阻的关系,电源电压保持3V不变,分别将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R连入电路,按实验要求测得通过各定值电阻的电流描绘出如图乙所示的图象,则下列判断正确的是（）
A．实验中电压表的示数保持1V不变B．当R的电阻为10Ω时,通过R的电流为0.2A
C．滑动变阻器连入电路的阻值范围为0~25ΩD．将R从5Ω换成10Ω后,应将滑片向右移
6．研究电流与电压关系时,用如图所示的电路,要求“保持电阻不变”,在进行“保持电阻不变”这一步骤时,实验要求是（）
A．保持'R的滑片位置不动
B．保持R的电压不变
C．保持R不变,调节'R的滑片到不同位置
D．保持电路中的电流不变
7．经历了“探究导体中电流与电压的关系”的实验,你认为下列说法中正确的是（）A．可得出初步结论：某导体两端的电压与通过导体的电流成正比
B．导体中的电流与该导体两端的电压及导体种类无关
C．在设计实验数据记录表时,项目栏应有电阻一项
D．该实验需要更换不同导体种类进行多次实验
8．小明同学用控制变量法探究“电流跟电阻的关系”,电路如图所示。

在此实验过程中,当A,B两点间的电阻由5Ω换成10Ω时,他下一步应采取的正确操作（）
A．只需将电源电压增加一倍
B．更换更大的滑动变阻器
C．将变阻器的滑片适当向左移动
D．将变阻器的滑片适当向右移动
9．利用如图甲所示的电路探究电流和电阻的关系,电源电压保持3V不变,分别将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R连入电路,按实验要求测得通过各定值电阻的电流描绘出如图乙所示的图象,则下列判断正确的是（）
A．实验中电压表的示数保持3V不变
B．当R的电阻为10Ω时,通过R的电流为0.2A
C．滑动变阻器连入电路的阻值范围为1～5Ω
D．将R从5Ω换成10Ω后,应将滑片向左移
10．在研究“电压一定,电流与电阻的关系”时,电路图如图所示。

电源电压恒为3V。

滑动变阻器上标有“5Ω1.5A”字样。

在a、b两点间先后接入不同阻值的定值电阻,闭合开关,移动滑片P,使电压表示数为1.5V,读出电流表的示数。

当20Ω的电阻接入a、b间时,电压表示数始终无法达到1.5V,其原因可能是（）
A．电源电压3V太低B．20Ω的电阻阻值太小
C．滑动变阻器的最大阻值太小D．控制电压为1.5V太高
二、填空题
11．电流与电阻关系的实验结论是：____________。

12．要注意“电流与电压成正比”的前提条件是_____一定；“电流与电阻成反比”的前提是__________一定。

13．探究“电流与电压、电阻关系”的实验时,小红和小东设计了甲、乙二种方案（如图）来探究“电流与电压的关系”．你认为图甲和图乙两种方案中可行的是________,理由是：________．
14．欧姆首先揭示了同一导体中电流与___________的关系；___________首先用实验测出了大气压强的值：海拔高度越高,大气压强越___________。

15．做探究电流与电阻的关系实验时,可供选择的器材有：电压为6V的电源,电流表（0~0.6A）,电压表（0~3V）,开关,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω和20Ω的定值电阻各1个,最大阻值为50Ω的滑动变阻器1个,导线若干。

（1）如图所示的实验电路中,正确的是______,连接电路时,开关要______；
（2）若按图乙所示电路图连接好电路后,闭合开关,可观察到电流表的指针______（选填“向右”“反向”或“几乎不”）偏转；
（3）按正确电路图连接电路,闭合开关,电流表和电压表均有较小的示数,但移动滑动变阻器的滑片时,两表的示数均保持不变,经判断是接线有误,错误可能是______；
（4）纠正错误后,依次更换定值电阻,并控制定值电阻两端电压为2.5V进行实验。

请将
记录实验数据的表格补充完整。

①U=______V；
三、综合题
16．学习了电阻概念后,为了解更多电学知识,小明同学上网查阅得到相关资料：“金属是最常见的一类导体,金属原子最外层的电子很容易挣脱原子核的束缚,而成为自由电子。

半导体,如硅,锗等元素,它们原子核的最外层电子,既不容易挣脱束缚,也没有被原子核紧紧束缚,所以半导体的导电性介于导体和绝缘体之间。

导体通电后温度会升高,铁、钨等金属的电阻就会不断变大；而锰铜合金和镍铬合金,其电阻随温度变化极小。

”
①实验室所用钨丝小灯的电阻随温度的升高而_______。

（选填“变大”或“变小”）
①推理可知：常温下绝缘体很难导电的原因是________。

①探究导体中电流与电压关系时,应该选用________材料制作成的导体作为研究对象（选填“A”、“B”或“C”）,理由是：__________。

A．铁、钨B．硅、锗C．锰铜合金、镍铬合金
17．请阅读《物理实验中的图像法》并回答问题。

物理实验中的图像法
物理实验中的图像法是一种整理、分析数据的有效方法,图像中的图线可以直观简洁地显示出因变量随着自变量变化的趋势或规律。

如果想要将物理实验数据绘制成图像,可以按照下面的步骤来进行。

第一步,建立坐标轴、标注物理量和设定分度。

首先建立坐标轴,通常用横轴代表自变量,纵轴代表因变量,在坐标轴上分别标注自变量和国变量的名称及单位；然后,设定坐标分度值,为了使绘制的图线比较均匀地分布在整幅坐标纸上,而不要偏在一角或一边,坐标分度值可以不从零开始。

最后,在测量数据的时候,应该尽量使数据点分布均匀,并且图线变化趋势有明显改变的地方,应该多测量一些数据点。

第二步,根据数据描点。

描点时根据数据在坐标纸上力求精准地画出对应的点。

第三步,绘制图线。

绘制图线时不要把数据点逐点连接成折线,而应依据数据点的整体分布趋势,描绘出一条直线或光滑曲线,让尽可能多的点在图线上,或让数据点比较均匀地
分布在图线两旁,这样绘制出的图线比图上的任何一个数据点更适合作为进行分析预测的依据。

需要注意的是,如果图像应该经过坐标零点,那么即使没有测量和描出点,绘制的图线也应该经过零点。

例如,在研究导体的电阻与导体长度的关系时,就可以以导体长度为横坐标,以电阻值为纵坐标,通过描点画出导体的电阻随导体长度的变化关系。

再比如,在研究通过导体的电流与导体两端的电压的关系时,就可以以导体两端的电压为横坐标,以通过导体的电流为纵坐标,通过描点画出通过导体的电流和导体两端的电压的变化关系,此即为导体的伏安特性曲线。

请根据上述材料,回答下列问题
(1)小赵同学在实验中测量得到了通过电阻的电流和电阻两端的电压数据表,他已经在图中描出了数据点,如图所示,请你帮他在图中画出电阻的伏安特性曲线______。

(2)图像法呈现出来的图线在很多时候可以为我们带来物理量之间定性关系的直观认知。

在如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,当开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P从最左端向右滑动的过程中,计滑片P到最左端的距离为L,如图所示的四个图像中,能定性表示电流表示数I与距离L关系的是______
(3)下图甲、乙两位同学通过实验数据绘制的通过导体的电流与导体电阻之间的关系图像,你觉得哪位同学的实验更合理? ______请说明你的理由______（写出一条合理的即可）。

18．在图所示电路,电源电压保持不变。

闭合开关S,电路正常工作,一段时间后,灯L熄灭。

若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R或灯L上。

为了能同时检测电路中所有可能的故障,有以下方案可选：
a.用与L规格相同且完好的灯L0替换灯L
b.用与R阻值相同且完好的灯L0替换电阻R
c.将电流表串联在电路中,电压表并联在电阻R两端
以上方案中可行的是______。

选择一种可行方案操作后,写出观察到的现象（或各电表示数有无）及相对应的故障：______。

19．探究“通过导体的电流跟电阻的关系”,实验器材：可调压电源、滑动变阻器（标有“10Ω 2A”字样）、阻值是5Ω、10Ω、15Ω和20Ω的电阻各一个、导线若干。

（1）连接电路如图甲所示,其中有一根导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连线。

( )
（2）电源电压调至4V,把5Ω的电阻连入电路,移动滑片,电流表示数如图乙所示。

此时电压表示数是_____V．断开开关,将5Ω电阻换成10Ω电阻；再闭合开关,要保持电压表示数不变,需要将滑片向_____（选填“A”或“B”）端移动。

（3）把10Ω电阻换成15Ω电阻,移动滑片到合适位置,此时滑动变阻器阻值是_____Ω,此时,电流表示数是_____A。

（4）把15Ω电阻换成20Ω电阻,为了让实验可以进行下去,需要将电源电压调_____（选填“高”或“低”）。

（5）实验结论：在电压一定时,_____。

参考答案：
1．B
【详解】
A．由图知,R1、R2、电流表串联在电路中,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端电压,因R2两端电压不变时,导体中电流跟电阻的关系成反比,故错误；
B．探究导体中电流跟电阻的关系时应控制R2两端电压保持不变,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,故图象为过原点的直线,故正确。

C．由B知,R1随R2的增大而变大,由电阻的串联和欧姆定律,当R1增大时,电路中的电流变小,故错误；
D．由控制变量法知,探究导体中电流跟电阻的关系时应控制R2两端电压保持不变,故错误。

故选B。

2．B
【详解】
A．电阻是导体的一种基本属性,与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端的电压和电流无关,故A错误；
B．当电阻一定时,电阻两端的电压越大,通过它的电流越大,即通过导体的电流与导体两端的电压成正比,故B正确；
C．导体两端的电压一定时,导体的电阻越大,通过它的电流越小,即通过导体的电流与电阻成反比,故C错误；
D．由B、C分析知,通过导体的电流,与导体两端的电压和导体的电阻有关,故D错误。

故选B。

3．C
【详解】
研究得出“导体中电流与电压的关系”的科学家是欧姆,规律叫欧姆定律,故ABD不符合题意,C符合题意。

故选C 。

4．B
【详解】
A ．将发声的音又触及面颊,可感受声音是由振动产生的,故A 不符合题意；
B ．小车A 上固定磁体,小车B 上固定铁块,将它们靠近一定距离后,固定A,释放B,只能证明A 对B 有力,不能证明B 对A 有力,故不能探究物体间力的作用是否是相互的,故B 符合题意；
C ．探究通过导体的电流与它两端电压的关系,要控制电阻一定,改变电压,测电流,能达到实验目的,故C 不符合题意；
D ．将白纸放在玻璃板后像的位置,直接观察白纸,虚像不能成在光屏上,可以探究平面镜成像的虚实,故D 不符合题意。

故选B 。

5．D
【详解】
A ．根据图乙可知,当电阻为5Ω时,电路中的电流为0.5A ；此时电压表的示数
0.5A?5Ω 2.5V U IR ＝＝＝
故A 错误；
B ．根据图乙可知,当R ＝10Ω时,通过的电流为0.25A,故B 错误；
C ．当R ＝5Ω时,电路电流为0.5A ；因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以滑动变阻器两端电压
V 3V 2.5V 0.5V U U U 滑＝﹣＝﹣＝
根据图乙可知,当R ＝25Ω时,电路电流为0.1A,滑动变阻器两端电压仍为0.5V ,
由欧姆定律可得
min max 0.5V ==1Ω0.5A U R I =
滑滑 max min 0.5V ==5Ω0.1A
U R I =滑滑 所以滑动变阻器连入电路的阻值范围1Ω~5Ω；故C 错误；
D．将R从5Ω换成10Ω后,电阻分得的电压会变大,为了保证定值电阻R两端电压不变,所以需减小定值电阻两端电压,根据串联电路的分压规律可知,应增大滑动变阻器接入电路的组,故将滑片向右移动,故D正确。

故选D。

6．C
【详解】
研究电流跟电压的关系时,保持电阻不变,通过移动滑动变阻器的滑片,改变定值电阻两端的电压和通过定值电阻的电流,来探究电流跟电压的关系。

故C符合题意,ABD不符合题意。

故选C。

7．D
【详解】
AB．“探究导体中电流与电压的关系”的实验可得结论：当导体的电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比,故AB错误；
CD．“探究导体中电流与电压的关系”实验时,我们把不同规格的导体放在电路中进行多次测量,并记录每次的电流和电压,通过数据分析得到电流与电压的关系,所以记录表的项目栏中有导体、电压和电流,没有电阻,故C错误,D正确。

故选D。

8．D
【详解】
在研究“电流与电阻的关系”时,需控制电压不变。

当A两点间的电阻由5Ω换成10Ω时,由串联电路电压的分配关系知道,AB间的电压会增大,所以,应向右滑动变阻器,使连入电阻增大,分压增大,直至AB间电压减小为原来的值为止,故只有D正确。

故选D
9．C
【详解】
A ．在图乙中找对应的I 和R 值,当电流为0.5A 时,电阻为5Ω,利用欧姆定律
0.5A 5Ω 2.5V U IR ==⨯=
实验中电压表的示数保持2.5V 不变,故A 错误；
B ．实验中电压表的示数保持2.5V 不变,当R 的电阻为10Ω时,通过R 的电流为
2.5V 0.25A 10Ω
U I R === 故B 错误；
C ．电源电压为3V,定值电阻两端电压为2.5V ,则滑动变阻器两端电压为0.5V ,根据串联分压
112251
U R U R == 可求得滑动变阻器连入电路的阻值
125
R R = 当R 1分别将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω接入电路时,R 2的范围为1～5Ω,故C 正确； D ．将R 从5Ω换成10Ω后,根据串联分压,应将滑动变阻器阻值调大,滑片向右移,故D 错误。

故选C 。

10．C
【详解】
当20Ω的电阻接入a 、b 间时,滑动变阻器移动最大时即为5Ω,此时的电流最小,最小的为
3V ==0.12A 20+5I U R =
ΩΩ
而此时电压表的最小示数为 =0.12A 20=.V U IR =⨯Ω24
也就是电压表只能降到2.4V ,若滑动变阻器的阻值大一些,就能够分担更多的电压,就可以将电压降至1.5V ,故C 符合题意。

故选C 。

11．导体两端电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【详解】
导体两端电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。

12．电阻电压
【详解】
[1][2]“电流与电压成正比”的前提条件是电阻一定；“电流与电阻成反比”的前提是电压一定。

13．乙甲图不能控制电阻不变（或乙图能控制电阻不变）
【详解】
根据控制变量法的思路,“探究电流与电压的关系”实验中,需要控制不变的物理量是电阻,变化的物理量是电压；
甲图用灯泡做实验的,由于灯丝的电阻受温度的影响,即灯泡的电阻是变化的,不能控制电阻不变,所以不符合控制变量法的思想,图甲的方案不可行；
而乙图是用定值电阻做实验,电阻不变,所以图乙的方案可行．
答案：(1). 乙(2). 甲图不能控制电阻不变（或乙图能控制电阻不变）
14．电压托里拆利小
【详解】
[1]欧姆首先揭示了同一导体中,即电阻一定时,通过导体的电流和电压的关系。

[2]托里拆利实验利用水银测定了大气压的值,水银密度大,很小的高度就会产生较大的压强,操作更方便。

[3]大气压随高度的变化而变化,海拔高度越高,空气越稀薄,大气压强越小。

15．甲断开几乎不滑动变阻器同时接下面两个接线柱 2.5电阻
R/Ω电流I/A
【详解】
（1）[1]图甲中,电流表串联在电路中,电压表并联在定值电阻R两端,电流从两电表的正接线柱流注入负接线柱流出,甲图连接正确；图乙中,电流表并联在定值电阻R两端,电压表串联在电路中,且电流从电流表的负接线柱流入,正接线柱流出,乙图连接错误；图丙中,电压表并联在定值电阻R两端,电流表串联在电路中,但电流从两电表的负接线柱流入正接线柱流出,
丙图连接错误。

[2]在连接电路时,为了保护电路,开关要断开。

（2）[3]图乙中,电压表串联在电路中,相当于电路断路,则电流表几乎无电流通过,所以指针几乎不偏转。

（3）[4]正确的实验电路图中,两个电阻串联,电压表测定值电阻R两端的电压,电流表测电路中的电流。

闭合开关,电流表及电压表示数较小,且移动滑片时,两表示数保持不变,则是变阻器接入电路的阻值过大,接了两个下端的接线柱。

（4）①[5]在探究电流与电阻的关系实验时,需要保持定值电阻两端的电压不变,由题意知,此电压为2.5V。

①[6]①[7]在实验中,需要更换不同阻值的定值电阻进行实验,其阻值分别为20Ω、15Ω、10Ω及5Ω,在表格中需要填入电阻的符号及单位为：电阻R/Ω,且应记录对应的电流,在表格中填入电流符号及单位为：电流I/A
16．变大见解析C见解析
【详解】
①[1]由材料可知,铁、钨等金属在通电时,温度会升高,电阻会变大,所以钨丝灯泡的电阻随温度的升高而变大。

①[2]常温下绝缘体很难导电的原因是没有自由移动的电子,被原子核紧紧的束缚。

①[3][4]探究导体中电流与电压关系时,需要控制电阻不变,由材料可知,锰铜合金、镍铬合金其电阻随温度变化极小,适合制作定值电阻,故C符合题意。

故选C。

17．C乙乙的测量数据更多,分布更均匀
【详解】
(1)[1]根据通过电阻的电流和电阻两端的电压数据表,采用描点法画出电阻的伏安特性曲线
如图所示：。

(2)[2]在如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,当开关S 闭合后,变阻器与灯泡串联,滑动变阻器的滑片P 从最左端向右滑动的过程中,计滑片P 到最左端的距离为L ,电流表示数I 表示为
L 0L
U U I R R LR R ==++ L 增大时变阻器接入电阻变大,电路中电流非线性地变小,故C 符合题意。

(3)[3][4]下图甲、乙两位同学通过实验数据绘制的通过导体的电流与导体电阻之间的关系图像,乙同学测量数据更多,分布更均匀,则乙的实验更合理。

18． b 或c 见解析
【详解】
[1]由图可知,该电路为串联电路,电路正常工作一段时间后,灯L 熄灭,可能是灯泡断路,可能是灯泡短路,也可能是电阻断路,a 中把完好的灯L 0接在灯泡的位置上,灯泡发光,则故障是灯泡断路或短路,灯泡不发光,则是R 断路；b 中用与R 阻值相同且完好的灯L 0替换电阻R ,若灯泡发光,则故障是R 断路,若灯泡不发光,则L 断路或短路；c 中将电流表串联在电路中,电压表并联在R 两端,灯泡不发光,若电压表、电流表均有示数,则L 短路；若电压表有示数,电流表无示数,则R 断路；若电压表、电流表均无示数,则L 断路。

综上所述,能同时检测到故障的是c,故a 不符合题意,bc 符合题意。

故选b 或c 。

[2]方案一：选择b,若L 、L 0均发光,则R 断路；若L 、L 0均熄灭,则L 断路；若L 0发光、L 熄灭,则L 短路。

方案二：选择c,若电压表有示数,电流表无示数,则R 断路；若电压表、电流表均无示数,则L 断路；若电压表、电流表均有示数,则L 短路。

19． 2.4A100.16
低电流与电阻成反比
【详解】
（1）原电路中,电流表与电阻并联,电压表串联在电路中是错误的,电流表应与电阻串联,电压表与电阻并联,如下所示：
（2）[2]由图知电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,图乙中电流表的示数为0.48A,根
据欧姆定律
U
I
R
知,此时电压表示数是：
U＝IR＝0.48A×5Ω＝2.4V
[3]根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω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A端移动,使电压表的示数不变；
（3）[4][5]实验中保持定值电阻两端电压不变,由串联电路电压的规律,变阻器的电压为：4V
﹣2.4V ＝1.6V ,由分压原理,滑动变阻器连入电路阻值与电路中定值电阻阻值之比为1.6V ：
2.4V ＝2：3,所以把10Ω电阻换成15Ω电阻,此时滑动变阻器阻值是10Ω,
此时,电流表示数是:
2.4V 0.16A 15Ω
U I R '=== （4）[6]由于滑动变阻器连入电路阻值与电路中定值电阻阻值之比为1.6V ：2.4V ＝2：3,当将15Ω电阻换成20Ω电阻后,即使滑动变阻器接入电路的阻值最大,电压表的示数仍大于
2.4V ,实验无法进行下去,所以定值电阻的分压较大,所以可以更换电压更小的电源,或更换更大阻值的滑动变阻器；
（5）[7]电流和电阻的关系为：当电压一定时,通过导体中的电流与电阻成反比。