题目内容

16．小明做探究电流与电阻关系的实验．

（1）如图甲所示，用笔划线代替导线，将电路连接完整．
（2）在AB间接5Ω电阻，闭合开关，向右移动滑片，电流表的示数变大（选填“变大”“不变”或“变小”），电压表的示数变大（选填“变大”“不变”或“变小”）．实验过程中，电流表示数如图乙所示时，小明记录下电流表的示数，其值为0.3A．同时他也记下了电压表的示数．
（3）在AB间接10Ω电阻，闭合开关，移动滑片，直到电压表的示数是1.5V．
（4）如果实验过程中，出现了电流表有示数，而电压表无示数，则可能出现的故障是：R短路．
（5）分析记录的数据，得出的结论是：在电压不变的情况下，电流与电阻成反比．

分析 （1）要探究电流与电阻的关系，需要在电路中串联不同阻值的电阻，但保持不同阻值的电阻两端电压相同，比较通过电阻的电流与电阻值的对应关系，所以电压表要与定值电阻并联；
（2）电源电压不变，向右移动滑动变阻器滑片，接入电路电阻减小，所以电路电流增大；在串联电路中，导体两端电压与其阻值成正比；读取电流表示数时，首先明确电流表选择的量程和对应的分度值，读数时视线与指针所在刻度线相垂直；
（3）探究电流与电阻的关系，电阻阻值虽然变化，但两端电压不变；
（4）电流表有示数，则未发生断路，电压表无示数，则应是与电压表并联的电路短路．
（5）根据记录的数据分析．

解答 解：
（1）由图知，大部分元件以连接完毕，只要将电压表选择0～3V量程与定值电阻并联即可．实物连接如下：

（2）在串联电路中，一个电阻不变，另一个电阻增大，电路总电阻增大，滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路电阻减小，所以电路总电阻减小，电源电压不变，由公式I=$\frac{U}{R}$知：电路电流增大，电流表示数变大；
在串联电路中，导体两端电压与其阻值成正比，滑动变阻器接入电路电阻减小，所以两端电压减小，而电源电压不变，所以定值电阻两端电压增大，也就是电压表示数变大；
电流表选择的是0～0.6A，对应的分度值为0.02A，此时的电流为0.3A；
（3）由上知，当定值电阻为5Ω时，两端电压为0.3A×5Ω=1.5V；
在AB间接10Ω电阻，闭合开关，移动滑片，仍然要使电阻两端电压为1.5V，所以直到电压表示数为1.5V时读数．
（4）电流表有示数，电压表的示数接近0，说明电阻R两端无电压，即电阻R短路．
（5）由数据可知：在电压不变的情况下，电流与电阻成反比．
故答案为：（1）如图所示；（2）变大；变大；0.3；（3）1.5V；（4）R短路；（5）在电压不变的情况下，电流与电阻成反比．

点评 此题考查的是探究电流与电阻关系实验，是电学重要的实验之一，是验证欧姆定律的重要内容，正确应用控制变量法是得到客观实验规律的前提．

练习册系列答案
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6．毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，将此橡胶棒靠近用细线悬挂着的轻质小球，若小球被排斥，则这个小球一定带电（选填“一定”或“不一定”）．
7．如图所示电路，导线a的一端固定连接在铅笔芯上，当导线b的一端在铅笔芯上左右移动时，灯泡亮暗会发生变化这个实验说明铅笔芯是导体（选填“导体”或“绝缘体”），还能说明导体的电阻与导体的长度有关；受此启发，人们制造了一种可以改变电阻的元件，叫做滑动变阻器．
4．小华探究电流与电阻的关系．已知电源电压为6V，滑动变阻器R2的最大电阻为20Ω，电阻R1为l0Ω．实验过程中，将滑动变阻器滑片移到某一位置时，读出电阻R1两端电压为4V，并读出了电流表此时的示数．紧接着小华想更换与电压表并联的电阻再做实验，可供选择的电阻有l5Ω、30Ω、45Ω和60Ω各一个，为了保证实验成功，小华能选择的电阻有两个，应选择的电阻是15Ω或30Ω．
11．如图所示的四种现象中，其中一种与其他现象不同的是（　　）
A．B．C．D．
1．小明同学在做“测定小灯泡的额定功率”实验时，选取了一个标有“2.5V”的小灯泡和必要的器材，用导线把实验器材连接起来，如图所示．

（1）在开始测量前，请你帮助小明检查实验器材的连接图，如果错误，在图中错误的连接上打“×”，再用笔画线画出正确的连线（要求只改动一根线）．
（2）电路连接正确后，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最右端（选填“左”或“右”）．闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数．若电路中仅有一处故障，这个故障可能是：灯被短路（或电压表短路）．
（3）排除故障后，小明连续进行了4次测量，并把测量得到的数据和观察到的现象填写在表格里．在第1次实验中小灯泡不亮的原因是：灯的实际功率太小．
次  数电压U（V）  电流I（A）灯泡亮度
  1    1.50    0.32      不亮
  2    2.20    0.38      较暗
  3    2.50    0.40    正常发光
  4    3.00    0.45      很亮
分析表中的数据和现象，可得到：①小灯泡的额定功率是1W；②由表可知灯的亮暗由灯的实际功率决定．
8．测量不规则固体的密度时，需要测量的物理量是固体的质量和体积．使用天平测量物体质量时不能再调节天平的平衡螺母（选填“仍能”或“不能”），被测物体应该放在天平的左盘（选填“左”或“右”）．
5．小敏和小捷针对两个阻值分别为100Ω、500Ω的电热丝，分别并联在家庭电路中工作，哪个电热丝的功率大的问题发生了意见分歧，问了旁边的同学，同学说，这可以转化电压不变时，电功率与电阻大小关系的问题，进行实验探究．

（1）实验设计：根据图甲实验电路图连接乙电路．
（2）实验测得当保持电阻两端电压为6伏时的有关数据如表1．
R/Ω1020304050607080
I/A0.60.30.20.150.120.10.0860.075
P/W3.61.81.20.90.720.60.5160.45
请在所给坐标图丙中，绘制P-R图形，并判断电功率与电阻的关系是P=I2R
（3）小敏认为电功率与电阻是否成反比不好判断，为此，观察p与$\frac{1}{R}$的关系．将表1数据转换为如表2所示数据，根据表2数据绘制函数图象，如图丁所示．
R/Ω1020304050607080
1/R（1/Ω）0.10.050.0330.0250.020.0170.01430.013
I/A0.60.30.20.150.120.10.0860.075
P/W3.61.81.20.90.720.60.5160.45
由图3可见，电压不变时，电功率与$\frac{1}{R}$成正比，即电功率与R成反比．
6．如图所示，某小组设计了一组装置来探究“物体的动能大小与哪些因素有关”，小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止．三张图所示的三次实验中，摆线的长L保持不变，小球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向的夹角θ1＜θ2．

（1）图甲中将摆球从图示位置由静止释放，摆球向下摆动的过程中，动能逐渐增大，重力势能逐渐减小．（均填“增大”或“减小”）．
（2）本实验中通过小球将木块推动的距离大小反映小球撞击木块C前的动能大小．
（3）第一组实验：对比甲、乙图所示实验可得出初步结论：当物体的速度一定时，质量越大，动能越大．（信息快递：质量不等的小球从相同高度释放，摆到最低点时，它们的速度大小相等）
（4）第二组实验：对比乙、丙图所示实验可得出初步结论：当物体的质量一定时，速度越大，动能越大．
（5）本实验中用到了转换法、控制变量法这两个常用的物理实验思维方法．

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