题目内容
18．
如图甲是某实验小组探究“电流与电压、电阻关系”的电路图，使用的实验器材有：电压为6V的电源．电流表、电压表各一个，开关一个，5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各一个，规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器一个，导线若干．（l）探究电流与电压的关系时，所测得的几组电流、电压值如表1所示．在第2次实验中，电流表表的示数如图乙所示，则通过电阻的电流为0.3A．根据表1数据可得到结论：在电阻一定时，导体中的电流与其两端的电压成正比．
表1
| 实验次序 | 1 | 2 | 3 |
| 电压U/V | 1.0 | 1.5 | 2.0 |
| 电流I/A | 0.2 | 0.3 | 0.4 |
| 实验次序 | 1 | 2 | 3 |
| 电阻R/Ω | 5 | 10 | 15 |
| 电流I/A | 0.6 | 0.3 | 0.24 |
①由于操怍不当，导致一组数据存在错误，请判断第3次实验的数据存在错误，正确的数据应该是0.2A．
②纠正错误以后，该小组用30Ω的电阻替换15Ω的电阻进行了第4次实验，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，电压表的示数始终无法达到3V，请你找出一种可能的原因滑动变阻器阻值太小．
分析 （1）看清量程和分度值，读出电流表的示数；探究电流与电压关系时，保持电阻不变，分析表中数据得出结论；
（2）①探究电流与电阻关系时，要保持电压一定，分析表中数据得出结论；②根据串联电路电压的特点和分压原理解答．
解答 解：（1）电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，分析表一数据可知，当电阻一定时，电压来原来的几倍，电流也变为原来的几倍，所以得出的结论：当电阻一定时，导体中电流与其两端电压成正比；
（2）①当接入电阻R2=10Ω时，电路中的电流为I2=0.3A，此时滑动变阻器接入的阻值为R=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{2}}$=$\frac{U-{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{U-{I}_{2}{R}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{6V-10Ω×0.3A}{0.3A}$=10Ω，将R2换为R3=15Ω时，滑动变阻器滑片位置不动，此时电流中的电流为I=$\frac{U}{{R}_{3}+{R}_{2}}$=$\frac{6V}{15Ω+10Ω}$=0.24A，故第3次实验时，没有移动滑片就读电流表示数了，由于电压一定时，导体中的电流与其电阻成反比，故应该为0.2A；
②纠正错误以后，该小组用30Ω的电阻替换15Ω的电阻进行了第4次实验，
当R4=30Ω时，由于保持电阻两点电压为UR=3V不变，则滑动变阻器两端分的电压为U′=U-UR=6V-3V=3V，
根据分压原理，$\frac{{U}_{R}}{U'}$=$\frac{{R}_{4}}{{R'}_{滑}}$，所以，滑动变阻器需要接入的阻值R′滑$\frac{U'}{{U}_{R}}$×R4=30Ω＞20Ω，滑动变阻器的阻值不能满足要求，故应换用以更大阻值的变阻器．
故答案为：（1）0.3；在电阻一定时，导体中的电流与其两端的电压成正比；（2）①3；0.2；②滑动变阻器阻值太小．
点评 此题为实验中最为典型的探究电流与电压、电阻关系的实验题，该题关键难点是分析第三次实验电流表示数错误原因，根据电压一定，由欧姆定律求出．
| A． | 减小7° | B． | 减小8° | C． | 减小9° | D． | 增大1° |
| A． | 29.4 N | B． | 19.6 N | C． | 9.8 N | D． | 49 N |
| A． | $\frac{{ρ}_{1}+2{ρ}_{2}}{3}$ | B． | $\frac{3{ρ}_{1}{ρ}_{2}}{2（{ρ}_{1}+{ρ}_{2}）}$ | C． | $\frac{3{ρ}_{1}{ρ}_{2}}{{ρ}_{2}+2{ρ}_{1}}$ | D． | $\frac{2（{ρ}_{1}+{ρ}_{2}）}{3}$ |
小明每天坚持用“微信运动”来统计当天行走的步数，如图为12月6曰的步行情况．按照正常成年人的身体指标和通常的步伐及频率，以下估测正确的是（ ）| A． | 小明的质量大约为500kg | |
| B． | 小明步行的平均速度大约为10m/s | |
| C． | 当天小明走过的路程大约为1500m | |
| D． | 步行后小明心跳一次的时间大约为4s |