题目内容

20．在“探究电流与电压的关系”的实验中，电源电压为3V，定值电阻为10Ω，滑动变阻器规格为“10Ω 3A”．
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实验电路连接完整（导线不能交叉）；

（2）闭合开关，向左移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数将变大（填“变小”“变大”或“不变”），而电压表指针偏向表盘零刻度左边，原因是电压表正负接线柱接反了．
（3）通过定值电阻电流的变化范围是0.15A-0.3A；
（4）实验数据记录如下表，分析实验数据可得：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比．
实验次数1234567
电压U/V1.61.82.02.22.42.62.8
电流I/A0.160.180.200.220.240.260.28
（5）若将这个定值电阻换成小灯泡，还可测出小灯泡的电阻，如图乙是小灯泡的U-I图象A所示，它的电流与电压不成正比，其原因是小灯泡的电阻随温度变化而变化．
（6）当滑片向左滑动到某一位置后，继续向左滑动，电压表、电流表均有示数，但小灯泡始终不发光，这是由于通过小灯泡的实际电流太小，实际功率太小的缘故．
（7）另一组同学用相同的器材和电路图做这个实验时，由于接线错误，根据测量的数据绘出的U-I图象如图乙B所示，你认为错误的原因可能是电压表与滑动变阻器并联；改正电路后，该电路图还可以用来测量小灯泡功率的实验．

分析 （1）根据电压电压确定电压表量程；
闭合开关前，应将滑片滑动变阻器的最大值处；
（2）根据向左移动滑动变阻器的滑片，变阻器连入电路中电阻变化，根据电阻的串联和欧姆定律确定流表的示数将变化；电压表使用前要将指针调零；
（3）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大为10Ω 时，电路中的电流最小，根据电阻的串联和欧姆定律求最小电流；
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，根据欧姆定律求最大电流；
（4）由表中数据求出电压和对应的电流之比分析得出结论；
（5）根据欧姆定律的变形公式U=IR，结合小灯泡的电阻随温度变化而变化分析；
（6）电压表、电流表均有示数，说明电路为通路，灯不会发生短路，但小灯泡始终不发光，根据灯的亮度由灯实际功率决定分析；
（7）电压表并联在灯泡两端时，随着电流的增大，灯泡两端的电压增大，根据串联电路电压的特点，变阻器两端的电压会随之减小．

解答 解：（1）电源电压为3V，故电压表选用小量程与电阻并联，如下所示：

（2）闭合开关，向左移动滑动变阻器的滑片，变阻器连入电路中电阻变小，根据电阻的串联和欧姆定律可知，电流表的示数将变大；而电压表指针偏向表盘零刻度左边，原因是：电压表正负接线柱接反了．
（3）电源电压为3V，定值电阻为10Ω，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大为10Ω 时，电路中的电流最小，根据电阻的串联和欧姆定律，最小电流为：
I小=$\frac{U}{R{+R}_{滑大}}=\frac{3V}{10Ω+10Ω}$=0.15A，
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大：
I大=$\frac{U}{R}=\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，故通过定值电阻电流的变化范围是0.15A-0.3A；
（4）由表中数据可知，电压与电流之比：$\frac{U}{I}$=$\frac{1.6}{0.16}$=---=$\frac{2.8}{0.28}$=10（定值），
故在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（5）根据欧姆定律的变形公式U=IR，因小灯泡的电阻随温度变化而变化，即R不是一个定值，故电流与电压不成正比；
（6）当滑片向在滑动到某一位置后，继续向在滑动，变阻器连入电路中的电阻变小，电压表、电流表均有示数，说明电路为通路，灯不会发生短路，但小灯泡始终不发光，这是由于通过小灯泡的实际电流太小，实际功率太小，故小灯泡始终不发光；
（7）丙图中的B图象，随着电流的增大，电压减小，正好与A图象相反，符合滑动变阻器两端电压的变化规律，因此电压表接在了滑动变阻器两端；因电压表测量出了灯电压，电流表测出了通过灯的电流，可测灯的电功率．
故答案为：
（1）如上所示：
（2）变大；电压表正负接线柱接反了；（3）0.15A-0.3A； （4）成正比；（5）随温度变化而变化；（6）通过小灯泡的实际电流太小，实际功率太小；（7）电压表与滑动变阻器并联；小灯泡功率．

点评 本题探究电流与电压的关系，考查电路的连接、电压表使用注意事项、串联电路规律和欧姆定律的运用、数据分析、影响灯丝电阻的因素、反常现象的分析，并与测灯炮功率的实验作比较．

练习册系列答案
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10．下列估测合理的是（　　）
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11．粗糙水平面上有一个重为50N的物体，用10N的水平推力使其在10s匀速前进了20m，则在此过程中（　　）
A．摩擦力为50NB．推力做了1000J的功
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12．如图所示是小俊同学“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的电路图．所用实验器材是：电源（4.5V）、电流表（0～0.6A）、电压表（0～3V）、电阻箱R（0～999.9Ω）、滑动变阻器R′（50Ω2A）、开关、导线若干．
表一
实验序号电压U/V电流I/A
12.00.20
22.50.25
33.00.30
表二
实验序号电阻R/Ω电流I/A
1100.30
2200.15
3300.10
（1）探究“电流与电压的关系”时，所测得的几组电流、电压值见表一．分析表中数据可知：当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比关系；
（2）探究“电流与电阻的关系”时，小俊完成了表二的第1次实验后，先断开开关，将电阻箱的阻值从10Ω改成20Ω，接着闭合开关，下一步的操作应将滑片P向右（选填“左”或“右”）移动；
（3）就本实验所用器材，在探究“电流与电阻的关系”时，若保持电阻箱两端的电压为2V，为能完成实验，电阻箱可接入电路的阻值范围是3.3Ω-40.0Ω（保留一位小数）．
9．垂直作用在物体表面上的力叫做压力，压力作用的效果与压力的大小和受力面积有关．
19．小明在测量植物油密度时，按下列顺序进行了操作：
①用天平测出空烧杯的质量 m1；
②向烧杯中倒入适量植物油，测出烧杯与植物油的总质量m2；
③将烧杯中植物油倒入量筒中，测出植物油的体积V；
④计算出植物油的密度ρ．
（1）下表是小明根据上述实验操作，设计的记录数据表格．请根据图将表格中的数据填写完整．
物理量空烧杯的质量
m1/g		烧杯与植物油的总质量
m2/g		植物油的体积
V/cm3		植物油的密度
ρ/kg•m-3
测量值1533.4200.92×103
（2）小明按上述实验操作得到的植物油密度误差较大，试分析引起误差的主要原因及导致的结果：偏大．

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