题目内容

15．在学习电学时，小夏利用如图丁所示的电路图，做了不少实验，其中电阻R可选用阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻．
电阻R/Ω102030
电流I/A0.30.20.15
（1）在做“探究电流与电阻的关系”的实验时，小夏先把10Ω的电阻连入电路，闭合开关，把电流表的读数填在表格中，然后把10Ω电阻分别换成20Ω、30Ω电阻，将相应的电流值记录到表格中．小夏的错误做法是没有控制定值电阻R两端的电压不变
（2）在做“伏安法”测电阻的实验时，小夏根据电路图连接的电路如图甲所示，图中尚有一根导线未连接，请用笔画线代替导线完成电路连接，要求滑动变阻器连入电路中的阻值最大．实验中小夏测得的结果如下表．由此可以判断，小夏同学选用的定值电阻的阻值为10Ω．
实验序号电压表示数/V电流表示数/A
11.50.16
22.50.25
33.50.34
（3）在做“测量小灯泡额定功率”的实验时，小夏用额定电压为“3V”的小灯泡代替电路图中的电阻R，连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，则电流表的读数是0.24A，小灯泡的额定功率为0.72W．

分析 （1）探究电流与电阻的关系时，需保持定值电阻两端电压不变，因此把10Ω的电阻分别换成20Ω和30Ω的电阻时，需保持定值电阻两端电压不变；
（2）在连接滑动变阻器时，应选择下端的其中一个接线柱，并使滑片远离接线柱，此时阻值最大；利用表中数据，通过欧姆定律的变形公式可计算电阻的大小；
（3）明确电流表的量程和分度值，再根据指针位置读出示数；再根据电功率的公式P=UI计算小灯泡的额定功率

解答 解：（1）探究电流与电阻的关系时，需保持定值电阻两端电压不变，因此把10Ω的电阻分别换成20Ω和30Ω的电阻时，需保持定值电阻两端电压不变；而小夏没有保持定值电阻两端电压不变；
（2）由图2可知，为了使滑动变阻器接入电路的阻值最大，应将其A接线柱与定值电阻相连，如图所示；

根据表中数据，在误差允许的范围内，其电阻大小R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.25A}$=10Ω；
（3）读图3可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，其示数为0.24A，
小灯泡的额定功率：P=UI=3V×0.24A=0.72W．
故答案为：（1）没有控制定值电阻R两端的电压不变；（2）见上图；10；（3）0.24；0.72．

点评 “探究电流与电阻的关系的实验”、“伏安法测电阻的实验”、“测量小灯泡额定功率”的实验，三个实验有一定的相似之处，是电学中最重要的实验，应重点掌握．

练习册系列答案
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5．如图所示是小伟组测量标有“2.5V”的小灯泡电阻的实物连线图．（已知滑动变阻器最大阻值为R0）

（1）请用铅笔画线代替导线将电路补充完整．
（2）小伟检查电路连接无误后，闭合开关，发现小灯泡不亮，立即举手要求老师更换灯泡，这种做法不妥当（选填“妥当”或“不妥当”）．经同组成员提示还发现电压表无示数、电流表有示数，则灯泡不亮的原因可能是灯泡短路． 问题解决后，小伟调节滑动变阻器，使小灯泡正常工作，电流表示数如图所示，则小灯泡此时的电阻约为10.42Ω．
（3）完成实验后，小伟想用原电路测某一定值电阻Rx的阻值，他用该电阻替换灯泡后，发现电压表损坏了，便将其拆除．请你在不改变其他元件连接的方式下，帮他完成实验步骤：
A．闭合开关，使滑动变阻器连入电路的阻值最小（为零），记下电流表的示数I1；
B．将滑动变阻器连入电路的阻值最大，记下电流表示数I2．
表达式：Rx=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．（用I1、I2、R0表示）
6．把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面，记下测力计的读数．如图让玻璃板的下表面接触水面，然后稍稍用力向上拉，发现弹簧测力计示数变大，其原因是水分子与玻璃分子之间存在引力．
3．日常生活中存在这样的现象：飞机、轮船、汽车等交通工具运行时，受到空气阻力；人在水中游泳、船在水中行驶时，受到水的阻力；百米赛跑时，奔跑得越快，我们感到风的阻力越大．当物体从高空中静止下落，速度会越来越大，所受阻力也越来越大，下落一段距离后，将以某一速度做匀速直线运动，这个速度通常被称为收尾速度．
（1）液体和气体统称为流体．结合生活经验想一想，物体在流体中所受的阻力大小除了本题中涉及的因素外，还可能与迎风面积（或物体的形状等）有关．
（2）某研究小组做了“空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度的关系”的实验，测量数据见下表．（g取10N/kg）
小球编号123
小球质量（g）2545
小球半径（×10-3）5515
小球的收尾速度（m/s）164040
①l 号小球受到空气阻力最大时的速度为16m/s，此时空气阻力为0.02N．
②小明比较2号、3号小球发现，两球的质量与半径均不相同，但收尾速度相同．由此他得出结论：空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度无关．请你对此进行简要的评价：小明的结论不正确，因为实验时没有控制变量．
10．小刚同学在不同的水平路面上以不同的速度骑不同质量的自行车时，发现不踩踏板时，自行车向前滑行的距离不同．他提出了“自行车向前滑行的距离与什么因素有关”的问题，并做出猜想：
猜想一：自行车滑行的距离可能与自行车的初速度有关；
猜想二：自行车滑行的距离可能与道路表面的粗糙程度有关；
猜想三：自行车滑行的距离可能与自行车的质量有关．
为验证自己的猜想，他在水平木板上搭一斜面，并准备了一个小车、一把量程为1m的刻度尺、一条毛巾、一块棉布（毛巾、棉布质量忽略不计）等实验器材．请你帮他完成下列内容．
（1）为探究猜想一，他先后将小车从斜面不同高度处由静止释放，记录小车在相同表面上滑行到静止的距离，三次实验现象如图18甲所示．（均选填“相同”或“不同”）
（2）为探究猜想二，他先后将小车从斜面的相同（选填“相同”或“不同”）高度处由静止释放，三次实验中小车最后静止时如图乙所示．
（3）利用现有的实验器材，他不能（选填“能”或“不能”）完成猜想三的实验探究．
（4）设计出探究“猜想二”的数据记录表格．
4．为完成“测定小灯泡正常发光时电阻”的实验，小文同学选取了相应器材，小灯泡上标有“2.5V”字样．
（1）该实验的原理是R=$\frac{U}{I}$．
（2）如图甲电路无法正常完成实验，有一处导线连接错误，错误导线是②（选填“①”或“②”）．

（3）改正电路后，小文调节滑动变阻器滑片使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙，则小灯泡正常发光时的电阻是5Ω．
（4）实验时，小文发现自己的器材中还有一个不一样的小灯泡，于是合理调整器材再次实验．在实验中使小灯泡逐渐变亮，在此过程小文收集实验数据并绘制图象如图丙．观察发现图象不是直线，其原因是小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而增大．你还有什么发现小灯泡的实际功率（电压）越大，灯泡越亮．
11．在做测量定值电阻Rx阻值的实验中：

（1）小红同学根据如图甲所示的电路图，将实验器材连接成实验电路（如图乙所示）．同小组的小花同学在检查电路时认为：从实验目的来看，小红在实验电路的连接上有一根导线连接错了．请你在接错的那根导线上打“×”，并画出正确的连接．
（2）将电路改接正确之后，小红同学闭合开关，调节滑片，当电流表的示数为0.2A时，电压表的示数如图丙所示，则电压表的示数是1.8V，被测电阻Rx的阻值是9Ω．
（3）小红和小花两位同学都为自己在全班首先获得测量结果而高兴，准备整理实验器材，结束实验．针对这种情况，你对她们提出的建议是调节滑片，改变电压表和电流表示数，多测几组数据；你提出这个建议的目的是多次测量求平均值，减小误差．
（4）为了测量“3.8V”的小灯泡的额定功率，小红同学断开开关后，首先把定值电阻换接成“3.8V”的小灯泡，然后将电压表的量程改接为0～15V．
（5）小红同学闭合开关之后，就发现灯L很亮，电流表的示数大，则出现这种现象的原因是闭合开关前，滑片没有移到阻值最大的位置．
（6）接着小红同学调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图丁所示，则小灯泡的额定功率为0.912W．
8．用实验室提供的常用器材测电阻时，小明与另外三位同学各自设计了下列甲、乙丙、丁四个电路图．   
 （1）小明连接好电路后，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，测得数据如下：
电压表示数U/V0.60.81.01.21.4
电流表示数I/A0.180.240.300.360.42
通过分析表格中的实验数据，推断小明在实验中所用的电路是图1中的乙图．
（2）根据上表中的数据，在图2中画出I一U图线．分析图线能得出的结论是：在电阻一定时，电流与电压成正比（或电阻的阻值是一个定值，其大小为R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.6V}{0.18A}$≈3.33Ω）．
（3）另外三位同学连接好电路后，闭合开关S，移动变阻器的滑片P时，分别出现了下列三种异常现象：
A．电流表示数有变化，电压表示数几乎为零
B．电流表示数几乎为零，电压表示数基本不变
C．电流表烧坏
请你判断：按丙图连接的电路出现现象A；按丁图连接的电路出现现象B；按甲图连接的电路出现现象C．
9．家庭中测量所用电能多少的仪表是电能表．当标有“220V 11W”字样的节能灯正常工作时，通过的电流为0.05A，此时的电阻是4400Ω．

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