题目内容

5．小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系．已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．

（1）连接电路时，开关应断开．
（2）请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整（导线不允许交叉）．
（3）实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象．
①由图象可以得出结论：电压一定时，导体中的电流与电阻成反比．
②上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，断开开关，取下5Ω的电阻，然后将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，接下来他应该进行的操作是：向左移动滑片（选填“左”或“右”），使电压表示数为2.5 V时，读出电流表的示数．
（4）实验过程中小明发现无论怎样移动变阻器的滑片P，电压表始终有示数、电流表无示数，原因可能是C（选填A、B或C）．
A． 电流表断路    B．电压表短路    C．电阻R断路
（5）为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于35Ω的滑动变阻器．
（6）小红试图将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系，你认为他的实验方案可行吗？不可行（选填“可行”或“不可行”），你的理由是灯丝的电阻随温度的变化而变化．

分析 （1）根据实物连接的正确方法分析解答．连接电路时，必须断开开关；
（2）分析清楚图甲所示电路图，然后根据电路图连接实物电路图；
（3）①根据图象分析电流和电阻的关系：电压一定，电流和电阻成反比；
②根据图乙确定一组电流和电阻值，根据U=IR计算出电压；
换用较大的电阻后，根据串分压的关系，电压表的示数会变大，则应增大滑动变阻器的阻值减小电阻两端的电压，保持电压表的示数不变；
（4）根据电流表和电压表的示数情况进行判断．电流表无示数，可能发生了断路，根据电压表的示数得知是哪儿发生了断路；
（5）电路电流越小，滑动变阻器接入电路的阻值越大，根据图象求出电路最小电流及对应的电阻阻值，由欧姆定律求出电阻两端电压，然后由串联电路特点求出此时滑动变阻器两端电压，最后由欧姆定律求出滑动变阻器阻值，根据该阻值选择滑动变阻器规格；
（6）知道灯丝的电阻受温度的影响，要探究电流与电压的关系，需保持电阻不变．

解答 解：
（1）实物未连接好，并且不确定电路没有发生短路的情况下，开关必须是断开的，防止烧坏电路元件；
（2）由图甲可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表并联在定值电阻两端，根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：

（3）①由图象知，电压一定时，电流和电阻成反比；
②由图象知，当R=5Ω时，电流表的示数为0.5A，所以电阻两端的电压U=IR=0.5A×5Ω=2.5V，在整个过程中，R两端的电压保持2.5V不变；
将5Ω的电阻换为10Ω后，电压表的示数变大，所以应增大滑动变阻器的阻值，将滑片向左即A端滑动，保持电压表的示数为2.5V，并读出电流表的示数；
（4）电流表无示数，说明电路中某处发生了断路，电压表始终有示数，说明与电压表并联的电路发生了断路，即R断路；
（5）由图丙所示像可知，电路最小电流I=0.1A，此时电阻R=25Ω，
根据I=$\frac{U}{R}$可知，电阻两端电压UR=IR=0.1A×25Ω=2.5V，
此时滑动变阻器两端电压U滑=U-UR=6V-2.5V=3.5V，
根据I=$\frac{U}{R}$可知，滑动变阻器阻值R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.1A}$=35Ω．
（6）由于灯丝的电阻受温度的影响，要探究电流与电压的关系，需保持电阻不变，所以不能用小灯泡做此实验．
故答案为：（1）断开；（2）见上图；（3）①导体中的电流与电阻成反比；②左；2.5；（4）C；（5）35；（6）不可行；灯丝的电阻随温度的变化而变化．

点评 此题是探究电流跟电阻的关系实验，需使电阻两端的电压不变，考查了对图象的分析，同时涉及到了串联电路电流、电压的关系，及欧姆定律的变形应用．

练习册系列答案
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9．下列说法中正确的是（　　）
A．机械效率越大，功率越大
B．机械做功时，做的有用功越多，机械效率越大
C．机械做功时，工作时间越短，功率一定越大
D．利用机械做功时可以省力或省距离，但不能省功
16．在探究“电流与电压、电阻的关系”的过程中，按图1所示连接电路，已知电源电压为3V不变，保持定值电阻R=5Ω不变，闭合开关S后，调节滑动变阻器R′，得到多组数据，如下
电压/V123
电流/A0.20.40.6
此实验过程中，滑动变阻器的作用是保护电路；改变电阻两端的电压和电流，根据表格中的数据可归纳得出电流跟电压的关系是电阻一定，导体中的电流与电压成正比．
探究电流与电阻的关系：

此实验过程中，滑动变阻器的作用是保护电路；保持电阻两端的电压不变．
①让5Ω电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为1.5V，记录电流表示数；
②将5Ω电阻换成7.5Ω电阻，闭合开关后发现电压表示数大于1.5V，应将滑动变阻器的滑片向右 （填“左”或“右”）移动，当观察到电压表示数为1.5 V时，记录电流表示数；
③将7.5Ω电阻换成15Ω电阻，闭合开关后发现：当滑动变阻器的滑片移动到最右端时，电流表和电压表的示数如图2所示．出现上述情况的原因可能是B
A．滑动变阻器最大阻值太大   B．滑动变阻器最大阻值太小
C．滑动变阻器断路          D．定阻电阻短路．
④根据图读数推测，若不改变电源及滑动变阻器仍保持电电压表的示数为1.5V，所选用的定值电阻最大阻值应为10Ω．
13．阳阳计划做“探究通过导体的电流I跟电阻R的关系”的实验．他根据实验电路图，在实验桌上连接了如图1所示的实验电路，实验桌上还有多个阻值己知的不同的定值电阻．阳阳要利用这些器材进行实验探究．

（1）若滑动变阻器的滑片P向右移动，接入电路的电阻值变小，则应将滑动变阻器的接线柱B连入电路（选填“A”或“B”）．
（2）阳阳的探究实验主要步骤如下：
①闭合开关S，调节滑片位置，使电压表有合适的示数U，用电流表测量电流I，并把R、U、I记录在数据表格中．
②调节滑动变阻器的滑片，改变R两端的电压，并把U、I记录在数据表格中．
③仿照步骤②，再做四次实验，并把实验数据记录在表格中．
请你根据以上叙述回答下列问题：
（3）阳阳计划探究的问题中的自变量是电阻R；
（4）根据以上实验步骤可知，阳阳实际探究的是通过导体的电流I与电压U的关系；
（5）针对阳阳计划探究的问题，在实验步骤②中，正确的操作方法应是；断开开关S，改变电阻R，再闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片位置，使电压表的示数不变，并把R、I记录在数据表格中．
（6）在某次实验中，两电表的示数如图2甲、乙所示．此时电流表的示数0.48A，电阻为5Ω．
20．为了探究电流与电压的关系，小华设计了如图所示的实验电路图．

（1）实验选用的器材如图所示，其中电源为2节干电池，定值电阻为10Ω，滑动变阻器标有“10Ω 2A”字样，则实验时电压表应选用的量程为0～3V，电流表应选用的量程为0～0.6A．实验开始时，滑动变阻器滑片应移到B端．（填“A”或“B”）
（2）请根据电路图用笔画线代替导线，将图中的元件连成电路．
实验次数12345
电压/V1.01.52.02.52.8
电流/A0.100.150.200.250.28
（3）右表是小华探究电流与电压关系时记录的几组实验数据，通过对表中数据的分析，可得到的初步结论是：当电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比．
10．如图是物体做直线运动的图象，其中表示同一运动的图象是（　　）
A．①②B．③和④C．①和④D．②和③
17．实验是科学学习的重要方法．如图是同学们做的一些实验，请回答：
（1）实验1中，轻质弹簧原长为15cm，当用两只手同时用100N的力F1由两端反向拉时，弹簧长度变为18cm，若将弹簧一端固定在墙上，另一端由人用300N的力F2拉，这时弹簧长度变为24cm．
（2）实验2中，将电吹风朝上吹乒乓球，会发现竟然吹不走乒乓球，球也不会掉下来，球悬浮在电吹风的上方，请用学过的物理知识解释该现象用电吹风向上吹乒乓球时，球下方空气流速变大，压强变小，球上方的流速小，压强大，球受到向下的压力差，当压力差与重力之和，和球受到的向上的吹力平衡时，球就处于静止状态．
（3）实验3是探究“二力平衡的条件”，小明和小华同学分别采用如图甲、乙所示的实验装置，你认为“甲”或“乙”中哪个装置更科学，请说明理由乙；乙中小车与桌面间属于滚动摩擦，比滑动摩擦小得多．
14．一块铝温度从10℃升高到30℃，它吸收的热量为Q1，这块铝温度从80℃升高到100℃，它吸收的热量为Q2，比较Q1和Q2的关系，则（　　）
A．Q1=Q2B．Q1＞Q2C．Q1＜Q2D．无法确定
15．用图所示的滑轮组，水平拉动重G=100N的物体以v=0.5m/s的速度在水平地面上匀速运动．若物体受到的摩擦力为f=60N．若拉力大小为F=30N．
（1）拉力的功率为多大？
（2）该滑轮组的机械效率为多大？

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