题目内容

10．探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时，小明连接成如图1所示的实验电路．

（1）在这个实验电路中有一个仪器连接有误，请你在实物图中只改变一根导线的连接，使该仪器能正常工作（用“×”标出需要改动的导线，并画出改接的导线，要求滑片在最右端时连入电路中电阻最大）．
（2）小明改接电路后，闭合开关，电流表指针偏转情况如图所示．为提高实验精确程度，这个电路仍需要改进的地方是电流表应改选用0～0.6A的量程．
（3）小明实验过程中突然看到电压表示数变大，电流表示数变为零，则电路中可能的故障是定值电阻断路．
（4）小明通过实验得到两个定值电阻R1、R2对应的U-I关系图象，如图3所示．由图象得出：①当电阻一定时，通过导体电流与导体两端的电压成正比关系；②定值电阻R1＜R2．
（5）小明还想利用这个电路进一步探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”，在实验过程中，小明先后用5Ω，10Ω，15Ω 的电阻替换原来的定值电阻R，某次把定值电阻5Ω 替换成10Ω 时，应向右（选填“左”或“右”）调节滑动变阻器滑片，使电压表保持不变，然后再记录电流表的示数．

分析 （1）观察实物图，滑动变阻器接法不对，应采用“一上一下”的接法；
（2）在不超过所测电流的前提下，量程越小测量的精确度越高；
（3）电流表无示数，则电路断路，电压表有示数，则与电压表并联的电路断路；
（4）分析图3可知，电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；当电流相同时，R2对应的电压比R1大，说明R2的电阻大；
（5）如果要探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”必须控制导体两端的电压相等，可以通过调节滑动变阻器的滑片来实现．

解答 解：（1）图1中，滑动变阻器上面的两个接线柱接入电路，相当于接入一根导线，起不到保护电路和调节电压的作用，应改为“一上一下”接入电路，如图所示：
．
（2）观察2图电流表示数可知，指针偏转角度很小，示数远小于0.6A，所以应换用0～0.6A的量程，这样可以提高测量的精确度．
（3）电流表示数变为零，则电路断路，电压表有且变大示数，则与电压表并联之外的电路完好，与其并联的电阻断路；
（4）分析图3可知，两个电阻的电流、电压图象都呈正比例图象，所以，电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
在纵坐标上取一点作横坐标的平行线，与两图象相交于两点，则这两点的电流相同，而R2对应的电压大，说明R2＞R1；
（5）把定值电阻5Ω 替换成10Ω 时，根据串分压的知识，电压表的示数变大，要保持电压表的示数不变，应增大滑动变阻器的阻值，将滑片向右滑动．
故答案是：（1）如图所示；
（2）电流表应改选用0～0.6A的量程；
（3）定值电阻断路；
（4）①正比；②＜；
（5）右；电压．

点评 此题是探究电流和电压、电阻关系的实验，注意控制变量法的应用，实验中滑动变阻器的作用很大，所以要掌握滑动变阻器的使用方法及连接，同时还涉及到了电路的连接、电路故障的分析、串分压和电功率公式的应用，难度适当．

练习册系列答案
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13．试作图说明站在岸上的人看到水中的鱼的像比实物鱼浅（填“浅”或“深”）．（如图）
1．学了物理，小华同学对于身边物理量的大小非常关注，他进行了下列估测：
①手上大拇指指甲的宽度约为1.2cm；
②从普通居民楼的第一层爬到第三层，人升高的高度约为9m；
③人的正常体温约为37℃．
以上估测中比较合理的是（　　）
A．①②③B．①②C．②③D．①③
18．小航同学在做“探究电流与电阻的关系”实验时，他设计了如图甲所示的电路，先将5Ω的电阻R接入电路，电路连接完全正确，滑片P滑至阻值最大处后，闭合开关S就直接读出了电流表的示数，并把数据记录在表格中．然后再分别用10Ω和20Ω的电阻替换5Ω电阻，重复上述操作．

（1）请你说出小航在实验中存在的错误是更换电阻后，没有移动滑片位置使电压表示数保持不变．
（2）小航改正错误后重新进行实验，得到的数据如下表所示，根据表中实验数据得到的结论是在电压一定时，电流和电阻成反比．
物理量
实验次数		电阻
R/Ω		电流
I/A
150.48
2100.24
3200.12
（3）小航发现有一个小灯泡，用这个小灯泡替换20Ω的电阻后，继续进行实验．用电表测得示数如图乙所示，此时小灯泡的阻值是8Ω．
（4）在实验时，先用5欧的定值电阻进行实验，使电压表的示数为2.4V，再换用10欧的定值电阻时，某同学没有改变滑动变阻器滑片的位置，合上开关后，电压表的示数将大于2.4V（选填“大于”、“小于”或“等于”）．此时应向右（选填“右”或“左”）调节滑片，使电压表的示数仍为2.4V．
5．小明同学为了探究电流跟电阻的关系，在如图所示的情况下，将A、B两点间10Ω的电阻更换为20Ω的电阻，闭合开关后，下一步的操作应当是（　　）
A．记录电流表和电压表的示数B．将滑动变阻器滑片向右移动
C．将滑动变阻器滑片向左移动D．适当增加电池的节数
15．小军用如图甲所示的电路探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”．

（1）小军在开关闭合前，滑动变阻器的滑片应放在最右（填“右”或“左”）端，这样做的目的是保护电路．开关闭合后，发现电压表无示数，电流表有示数，电路可能的故障是电阻R短路．
（2）图乙是在某次实验的电流表和电压表示数，则小军选择的定值电阻是10Ω．若使电压表的示数变大，小军应将滑动变阻器的滑片向左（填“左”或“右”）移动．
（3）小军进行了多次实验后，绘制了定值电阻的电流随电压变化的图象（如图丙所示），正确的图象是A（填“A”或“B”）．
（4）小军看到实验桌上有一个额定电压为U的小灯泡，他想挑战只用一只电流表测量该小灯泡的额定功率．小军又找来一个已知阻值的定值电阻R0和两个开关S1、S2，设计了如图丁所示的电路图，请补全小军的实验步骤．
①只闭合开关S和S2（填“S1”或“S2”），调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为$\frac{U}{{R}_{0}}$．
②只闭合开关S和S1（填“S1”或“S2”），保持滑动变阻器的滑片位置不变，读出此时电流表的示数为I．
③则小灯泡的额定功率的表达式为P额=UI-$\frac{{U}^{2}}{{R}_{0}}$（用字母表示）．
（5）小军又想探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”．他利用如图甲所示的电路图，选择三个阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻，规格为“10Ω　1A”的滑动变阻器，若他想三次实验中控制电压表的示数为2V不变，则电源电压的选取范围是2～3V．
2．小明利用实验探究通过电阻的电流跟电阻两端的电压的关系．

（1）请你根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线，将图乙中的器材连接起来，要求：变阻器滑片向右移动时，电流表示数变小，导线不能交叉．
（2）小明连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑片P，电流表示数始终为0，电压表示数约6V，则电路中出现的故障可能是电阻R断路．
（3）小明排除故障后继续实验，通过调节滑动变阻器，改变定值电阻R两端的电压，测得电流、电压的值如表．分析表中的数据可以得出结论：电阻一定时，导体中的电流与它两端的电压成正比．
定值电阻实验次序电压 U/V电流 I/A
 11.50.3
R=5Ω23.00.6
 3.4.50.9
（4）小明将电阻换成一个额定电压为2.5V，阻值约为10Ω的小灯泡，进行“测量小灯泡的额定电功率”的实验：为了使实验更准确，需要对电路连接进行改进，你的改进是将电压表的量程换为0～3V，实验时调节滑动变阻器的滑片电压表的示数为2.5V 时，电流表的示数如图丙所示，其读数为0.24A，则小灯泡的额定功率是0.6W．
19．探究“电流与电阻关系”的实验中，提供的器材有：电源（电压9V）、电流表、电压表、滑动变阻器R、电阻箱R0、开关及导线若干．
（1）小明连接的图甲电路中存在连线错误，只需改动一根导线，即可使连线正确．请在接错的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法．

（2）正确连接电路后闭合开关，在移动变阻器滑片P时，两电表示数突然都变为零，则电路故障可能为B．
A．R短路    B．滑片P接触不良    C．R0短路    D．R0断路
（3）排除故障后实验时，改变R0的阻值，测出对应的电流I．当R0的阻值变大时，为完成探究，应将滑片P向左（左/右）端移动．
（4）将R0阻值换为50Ω，电流表示数如图乙，请在图丙I-$\frac{1}{{R}_{0}}$坐标中补描该点并作出I-$\frac{1}{{R}_{0}}$关系图象．
（5）连线时发现有一个错误数据点，反思产生原因，小明回忆是某次将R0的阻值由40Ω变换为错误数据点对应阻值时，未调节滑片P就读取电流而造成的．
20．物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，叫做自由落体运动，这种运动只在没有空气的空间才能发生，在有空气的空间，如果空气阻力相对物体的重力比较小，可以忽略，物体的下落也可以近似地看作自由落体运动．为了探究自由落体运动时间与哪些因素有关，同学小王有如下猜想：
实验序号材料 物体质量（kg）下落高度（m）下落时间（s）
1铁球1201.96
2铁球1302.47
3铅球1201.96
4铅球2201.96
猜想一：物体下落的时间与物体的材料有关；
猜想二：物体下落的时间与物体下落的高度有关；
猜想三：物体下落的时间与物体的质量有关．
为验证猜想的正确性，几位同学用三个金属球做了一系列实验，实验数据记录如下：
（1）为了验证猜想一，应比较实验序号1和3，结论是：物体下落的快慢与材料无关；
（2）小敏同学也对这个问题进行了研究，她让质量相等的铁球和纸团同时从三楼由静止开始下落，她发现两者下落时间不相等（填“相等”或“不相等”），原因是：纸所受的空气阻力相对于纸的重力不能忽略不计．

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