题目内容

13．小华同学为了探究“电流与电阻的关系”，设计了如图甲的实验电路，她在学校实验室找来了如下一些实验器材：电压恒为3V的电源，电流表、电压表各一只，一个开关，阻值分别为10Ω，20Ω，50Ω的定值电阻各一个，滑动变阻器上标有“20Ω  1A”字样，导线若干．

（1）小华先把10Ω的电阻接入电路，闭合开关后，移动滑动变阻器滑片时，使电压表示数为2V，读出电流表示数；断开开关，她直接拆下10Ω的电阻，改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验，闭合开关，电压表示数如图乙所示，其示数是2.4V，要完成这次实验，接下来她应将变阻器滑片向右端（选填“左”或“右”）移动，使电压表的示数为2V．
（2）当小华改用50Ω的电阻继续实验时，发现无论怎样移动滑片，都无法使电压表示数达到实验要求的值，你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是C
A．电源电压太小                B．电压表量程选小了
C．滑动变阻器的阻值太小   D．滑动变阻器烧坏了
（3）小华解决了上述问题后，完成了实验．作出了如图丙所示的I-R关系图象，则电流与电阻的关系是：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比．

分析 （1）根据电源电压确定电压表量程，由电压表所选用的量程读数；
根据串分压的知识，定值电阻的阻值变大，两端电压变大，要保持其两端电压不变，应增大变阻器的阻值；
（2）根据滑动变阻器的最大阻值与定值电阻阻值间的关系，由串联电路的分压原理分析电压表不能达到要求的原因．
（3）分析图丙中图象，曲线上每一点对应的电流和电阻的乘积相等，说明电压一定时，导体中的电流与电阻成反比．

解答 解：（1）由图可知，电压表所选量程为0～3V，根据指针位置可知，其示数是2.4V，
拆下阻值为10Ω的电阻改换成阻值为2OΩ的电阻．闭合开关，电压表的示数会变大，应增大滑动变阻器的阻值，则应将变阻器滑片向右移动，使电压表的示数不变为2V；
（2）当改用50Ω的电阻时，电路中的电流I=$\frac{U}{R}=\frac{2V}{50Ω}$=0.04A，
滑动变阻器的阻值为：R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3V-2V}{0.04A}$=25Ω，
无法使电压表的示数达到实验要求的值，可能由于滑动变阻器的最大阻值太小，把滑动变阻器阻值全部接入电路时，滑动变阻器分得的电压还是较小，不能使电阻两端达到要求的值，故选C；
（3）分析图丁图象，曲线上每点对应的电流和电阻的乘积都等于2.0V，说明电压一直保持在2.0V，此时导体中的电流与电阻成反比．
故答案为：（1）2.4；右；2；
（2）C；
（3）电压一定时，导体中的电流与电阻成反比．

点评 本题考查了实验数据处理、实验操作分析、实验操作改进等问题，实验操作分析及实验改进措施是本题的难点，要根据串联电路的分压原理认真分析，然后提出改进措施．

练习册系列答案
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20．如图所示，家里悬挂的电灯处于静止状态，如果它受到的所有外力突然全部消失，它（　　）
A．加速下落B．保持静止
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4．小红想利用电能表测算她家彩电正常工作时的电功率，请你帮助她完成下列问题：
（1）除了电能表之外，还需要的器材是秒表．
（2）小红观察到她家的电能表标有“220V  2.5（10）A”和“3000r/（kW•h）”的字样，为了完成实验，她应该记下这两组数据中的“3000r/（kW•h）”．
（3）小红断开其它用电器，只让彩电工作时，在6min内电能表转盘转了60r，则该彩电在5min内消耗的电能是7.2×104J，彩电的电功率是120W．
1．某同学要利用“伏安法”测量额定电压为3.6V的小灯泡（其正常发光时的电阻值接近10Ω）的额定功率．图1是他尚未连接完成的实验电路．
（1）请你用笔画线代替导线，帮助他完成电路连接．

（2）开关S闭合前，应将滑动变阻器的滑片P移至B端；
（3）检查电路连接正确后，闭合开关S，发现电压表和电流表的示数都比较小，灯泡L不发光．这时应该进行的操作是调节滑动变阻器，使灯泡L正常发光．
（4）灯泡L正常发光时，电流表的示数如图2所示，则灯泡L的额定功率为1.728W；
（5）已知通过灯泡L灯丝的电流变大时，灯泡灯丝的温度会升高，其电阻值也会变大．当灯泡L两端的实际电压U′=1.1U额时，灯泡L的实际功率P＜1.21P额（填“＞”、“＜”或“=”）．
8．如图所示，电源电压保持不变．开关S闭合后，灯L1、L2都能正常工作，甲、乙两个电表的示数之比是3：4，此时灯L1和L2的电功率之比是1：3．
18．测定小灯泡电功率的实验中，选用的电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．

（1）用笔画线代替导线，连接完整如图所示的实物电路．
（2）闭合开关，移动变阻器的滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数、电流表无示数，原因可能是小灯泡断路 （写出一种即可）．
（3）小明组的电流表已坏，他利用剩余器材和老师又给的一个阻值已知的定值电阻R0和两个开关S1、S2及导线，也完成了对小灯泡额定功率的测量．请你在图2的虚线框内画出小明完成实验设计的电路图．
5．现代社会汽车大量增加，发生交通事故的一个重要原因是遇到意外情况时车不能立即停止，驾驶员从发现前方道路有异常情况到立即刹车制动需要一段时间，这段时间叫反映时间，在这段时间里汽车通过的距离叫反应距离．从操纵制动器到汽车完全停止，汽车又前进一段距离，这段距离叫制动距离．
（1）若汽车在平直高速公路上以60km/h的速度匀速行驶，反应距离是多少？（结果保留一位小数）
（2）为避免与前车相撞，正常行驶速度为120km/h的驾驶员必须使自己驾驶的汽车与前面车辆保持一定的距离，这一距离至少是多少米？
 速度v/km•h-1 反应时间t/s 制动距离s/m
 50 0.4913
 60 0.50 20
 80 0.51 34
 100 0.52 54
 120 0.54 85
2．小明对新型LED灯带很好奇，取一段剖开后发现，灯带中的LED灯是串联后通过电源调压器接入照明电路后正常发光的．他取下其中一只LED灯接在某电源两端没有亮，对调电源的正负极后亮了，用手触摸，点亮的灯儿几乎不发热，以下推断符合上述实验事实的是（　　）
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D．灯带中一只LED灯断路后其他灯还亮
3．歌词“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”中，判断竹排“游”和青山“走”所选的参照物可能分别是（　　）
A．竹排和青山B．青山和竹排C．江水和竹排D．江岸和青山

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