题目内容
2．如图甲所示的电路图，研究通过导体的电流与电阻的关系，电源电压恒为3V，电流表量程是0～0.6A，R是分度值为0.1的电阻箱，R′是规格为“20Ω 2A”的滑动变阻器．
（1）按甲图连接好电路后，闭合开关S之前，应将滑动变阻器R′的滑片滑到b 端（选填“a”或“b”）．开始实验时，发现电流表和电压表都有示数，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电压表和电流表示数均不变，请你分析电路发生的故障可能是变阻器同时接了上面两个接线柱．（回答一种即可）
（2）排除故障之后，改变电阻箱的阻值，再调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电阻箱的阻值与对应的电流表示数描在乙图中，根据所描点对应的数据可知，电压表示数为2V．该同学在操作中将电阻箱的阻值有1Ω调为丙图的示数，此时电阻箱的读数为5Ω．为了保持上述电压表的示数不变，应该将滑动变阻器的滑片向a 端（选填“a”或“b”）滑动到适当的位置．此时滑动变阻器接入电路中的阻值应为2.5Ω．
（3）同学们在交流讨论中提出，既要保证上述电压表示数不变，又要使通过电流表的电流不超过其量程，那么电阻箱的阻值最小只能调为3.4Ω．
分析 （1）为保护电路，在闭合开关前，应将滑片移至最大阻值处；无论怎么调节变阻器，电压表和电流表示数不变，说明变阻器不起作用，接法错误；
（2）根据所描点对应的电流和电阻值，根据U=IR来计算电压值；用各指针所指的示数乘以下面的倍数，然后将所有的数值相加，即为该电阻箱的读数；电阻变小，两端电压变小，为保持电阻两端的电压不变，用减小变阻器的阻值；根据串联电路的特点及欧姆定律计算出变阻器的阻值．
（3）根据电阻两端的电压及最大电流得出电阻箱的最小阻值（注意电阻箱只能读整数）．
解答 解：（1）由图知，在闭合开关前，应将滑片移至b端，使其阻值最大；
电流表和电压表都有示数，说明未发生断路或短路现象，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电压表和电流表示数均不变，说明变阻器不起作用，可能同时接了上面或下面两个接线柱；
（2）由图象知，当R=5Ω时，电流I=0.4A，可知电阻两端的电压U=IR=0.4A×5Ω=2V；
由图丙知，电阻箱的阻值为0×100Ω+0×10Ω+5×1Ω+0×0.1Ω=5Ω；
电阻值由10Ω换为5Ω，电压表的示数将变小，为保持电压表的示数不变，应减小变阻器的阻值，故将滑片向a端滑动；
变阻器两端的电压U滑=3V-2V=1V，所以变阻器的阻值R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{1V}{0.4A}$=2.5Ω．
（3）当电流为0.6A时，电阻箱的阻值R′=$\frac{U}{I′}$=$\frac{2V}{0.6A}$≈3.3Ω，取3.4Ω．
故答案为：（1）b；变阻器同时接了上面两个接线柱；（2）2；5；a；2.5；（3）3.4．
点评 本题是研究通过导体的电流与电阻的关系实验，考查了滑动变阻器的应用、电路故障的分析、电阻箱的读数、欧姆定律在串联电路中的应用，考查全面，能够从图象中确定电阻两端的电压是关键．
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12．小彬用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”．电源电压恒为3V，滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样，阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个．
（1）请你用笔画线代替导线，把图甲所示的实验电路补充完整．
（2）小彬将5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表有示数而电压表无示数，则电路中的故障可能是定值电阻R1短路（写出一种）；排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数如图乙所示，此时电路中的电流为0.36A．
（3）将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻，闭合开关，为了保持电压表的示数不变，应将滑动变阻器的滑片P向A（选填“A”或“B”）移动，记录此时各表的示数．
（4）将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻，重复步骤（3）．
（5）实验记录的多组数据如表所示．分析数据可得出结论：当电压一定时，通过导体中的电流与电阻成反比．
（6）实验结束后，小彬问老师在此实验中能否换用50Ω的定值电阻进行实验？老师指导小彬分析了不能更换的原因．你认为其原因是滑动变阻器最大阻值太小，无法保持电压表示数为1.8V．
（1）请你用笔画线代替导线，把图甲所示的实验电路补充完整．
（2）小彬将5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表有示数而电压表无示数，则电路中的故障可能是定值电阻R1短路（写出一种）；排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数如图乙所示，此时电路中的电流为0.36A．
（3）将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻，闭合开关，为了保持电压表的示数不变，应将滑动变阻器的滑片P向A（选填“A”或“B”）移动，记录此时各表的示数．
（4）将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻，重复步骤（3）．
| 实验次数 | 定值电阻（Ω） | 电流表示数（A） |
| 1 | 5 | |
| 2 | 10 | 0.18 |
| 3 | 20 | 0.09 |
（6）实验结束后，小彬问老师在此实验中能否换用50Ω的定值电阻进行实验？老师指导小彬分析了不能更换的原因．你认为其原因是滑动变阻器最大阻值太小，无法保持电压表示数为1.8V．
13．
小彬用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”．电源电压恒为3V，滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样，阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个．
（1）请你用笔画线代替导线，把图甲所示的实验电路补充完整．
（2）小彬将5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表有示数而电压表无示数，则电路中的故障可能是定值电阻R1短路（写出一种）；排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数如图乙所示，此时电路中的电流为0.36A．
（3）将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻，闭合开关，为了保持电压表的示数不变，应将滑动变阻器的滑片P向A（选填“A”或“B”）移动，记录此时各表的示数．
（4）将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻，重复步骤3．
（5）实验记录的多组数据如表所示．分析数据可得出结论：当电压一定时，通过导体中的电流与电阻成反比．
（6）实验结束后，小彬问老师在此实验中能否换用50Ω的定值电阻进行实验？老师指导小彬分析了不能更换的原因．你认为其原因是滑动变阻器最大阻值太小，无法保持电压表示数为1.8V．
小彬用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”．电源电压恒为3V，滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样，阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个．（1）请你用笔画线代替导线，把图甲所示的实验电路补充完整．
（2）小彬将5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表有示数而电压表无示数，则电路中的故障可能是定值电阻R1短路（写出一种）；排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数如图乙所示，此时电路中的电流为0.36A．
（3）将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻，闭合开关，为了保持电压表的示数不变，应将滑动变阻器的滑片P向A（选填“A”或“B”）移动，记录此时各表的示数．
（4）将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻，重复步骤3．
| 实验次数 | 定值电阻（Ω） | 电流表示数（A） |
| 1 | 5 | |
| 2 | 10 | 0.18 |
| 3 | 20 | 0.09 |
（6）实验结束后，小彬问老师在此实验中能否换用50Ω的定值电阻进行实验？老师指导小彬分析了不能更换的原因．你认为其原因是滑动变阻器最大阻值太小，无法保持电压表示数为1.8V．
10．甲乙两小组探究“电流与电压和电阻的关系”，老师提供的实验器材有：电源（电压恒为4.5V），电流表、电压表各一个，开关一个，四个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），两只滑动变阻器（规格分别为“20Ω 2A”、“50Ω 1A”），小灯泡一只（额定电压3.8V），导线若干．
（1）甲小组探究“电流与电压的关系”
①请你根据图甲的电路图用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整．
②他们将5Ω的电阻接入电路，检查无误后闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数，造成这一现象的原因可能是定值电阻短路（写出一条即可）．
③排除故障后进行实验得到的数据如表，由此可得到的实验结论是电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比．
（2）乙小组探究“电流与电阻的关系”
①将5Ω的电阻接入电路，检查无误后闭合开关，移动滑片，使电压表的示数为1.5V，并记下相应的电流值．再用10Ω的电阻替代5Ω的电阻，此时滑片应左（选填“左”或“右”）端移动，移动滑动变阻器的目的是保持定值电阻两端电压一定．
②为了完成用四个定值电阻进行实验，应选择滑动变阻器的规格是50Ω1A．
③他们用小灯泡替换定值电阻，移动滑片，使小灯泡正常发光，电流表示数如丙图所示，则小灯泡的额定功率是1.14W．
（1）甲小组探究“电流与电压的关系”
①请你根据图甲的电路图用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整．
②他们将5Ω的电阻接入电路，检查无误后闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数，造成这一现象的原因可能是定值电阻短路（写出一条即可）．
③排除故障后进行实验得到的数据如表，由此可得到的实验结论是电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比．
| 电压U/V | 1.0 | 1.5 | 3.0 |
| 电流I/A | 0.2 | 0.3 | 0.6 |
①将5Ω的电阻接入电路，检查无误后闭合开关，移动滑片，使电压表的示数为1.5V，并记下相应的电流值．再用10Ω的电阻替代5Ω的电阻，此时滑片应左（选填“左”或“右”）端移动，移动滑动变阻器的目的是保持定值电阻两端电压一定．
②为了完成用四个定值电阻进行实验，应选择滑动变阻器的规格是50Ω1A．
③他们用小灯泡替换定值电阻，移动滑片，使小灯泡正常发光，电流表示数如丙图所示，则小灯泡的额定功率是1.14W．
7．探究电流与电压、电阻的关系．
[猜想]
①导体的电阻一定时，通过导体的电流与其两端电压成正比．
②导体的电阻一定时，通过导体的电流与其两端电压的平方成正比．
③导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比．
[实验器材]
电源（电压恒为4.5V），电流表、电压表各一只，开关一个，三个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω），两只滑动变阻器（20Ω，2A、50Ω，1A），导线若干．
[实验过程]
（1）据如图所示实物图在虚线框内画出电路图．
（2）小明正确连接电路后，闭合开关，发现电流表有示数，电压表指针超过量程．小明操作中的错误是闭合开关前，变阻器连入电路的阻值没有调到最大值．
（3）小明改正错误后继续实验，通过改变定值电阻R两端的电压，测得电流、电压的值如表一，分析数据可得出猜想①是正确的（填序号），小明实验时选择的电阻是10Ω．
表一
表二
（4）小红在探究猜想③时，先将5Ω的电阻连入电路中，闭合开关，移动滑片，使与电阻并联的电压表的示数为1.5V，并记下电流值；再分别改接10Ω、15Ω的电阻，重复上述实验，得到了表二中的实验数据．分析数据得出，猜想③是正确的．实验中，小红多次移动变阻器滑片的目的是保持定值电阻两端的电压不变．
（5）小华在探究猜想③时，重新设计了电路，保持电压表的示数为3V，得到了与表二相同的数据，也完成了实验探究．小华与小红的实验相比不同之处是：电压表接在了滑动变阻器两端．
（6）小红实验时选择的变阻器规格是50Ω 1A．
[猜想]
①导体的电阻一定时，通过导体的电流与其两端电压成正比．
②导体的电阻一定时，通过导体的电流与其两端电压的平方成正比．
③导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比．
[实验器材]
电源（电压恒为4.5V），电流表、电压表各一只，开关一个，三个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω），两只滑动变阻器（20Ω，2A、50Ω，1A），导线若干．
[实验过程]
（1）据如图所示实物图在虚线框内画出电路图．
（2）小明正确连接电路后，闭合开关，发现电流表有示数，电压表指针超过量程．小明操作中的错误是闭合开关前，变阻器连入电路的阻值没有调到最大值．
（3）小明改正错误后继续实验，通过改变定值电阻R两端的电压，测得电流、电压的值如表一，分析数据可得出猜想①是正确的（填序号），小明实验时选择的电阻是10Ω．
表一
| 电压U/V | 1.2 | 1.6 | 2.0 | 2.4 | 2.8 |
| 电流I/A | 0.12 | 0.16 | 0.20 | 0.24 | 0.28 |
| 电阻R/Ω | 5 | 10 | 15 |
| 电流I/A | 0.30 | 0.15 | 0.10 |
（5）小华在探究猜想③时，重新设计了电路，保持电压表的示数为3V，得到了与表二相同的数据，也完成了实验探究．小华与小红的实验相比不同之处是：电压表接在了滑动变阻器两端．
（6）小红实验时选择的变阻器规格是50Ω 1A．
14．
某小组同学研究柱形物体浸入液体的过程中液体对容器底部压力的变化情况，他们将高H为0.15米、横截面积为S的圆柱体挂在测力计下，并将其逐步浸入同一容器的液体中（液体不溢出），如图所示，记录其下表面到水面的距离h，计算出相邻两次实验中h的变化量△h，并测得容器底部受到液体的压力F液，将数据记录在表一中．然后，他们变换液体重复实验，将数据记录在表二中．（已知：ρ1＞ρ2）
表一（液体密度为ρ1）
表二（液体密度为ρ2）
①分析比较实验序号1～6或9～14中△F液与△h的数据及相关条件，可得出的初步结论是：在圆柱体没有全部浸没液体中之前，圆柱体浸入同种液体的过程中，△F液与△h的比值是一个定值．
②分析比较实验序号1～6和9～14中△F液与△h的数据及相关条件，可得出的初步结论是：在圆柱体没有全部浸没液体中之前，在圆柱体浸入不同种液体过程中，△F液与△h的比值是不同的，液体密度越大，比值越大．
③分析比较实验序号7、8或15、16中的数据及相关条件，发现数据与上述的结论不相符合，简述数据与小红结论不符的原因圆柱体完全浸没，在液体中的深度增加，但液体的深度不再发生变化．
④请进一步综合分析表一、表二的相关数据，并归纳得出结论．
该小组同学认为物体浸入液体的过程中容器底部受到液体压力的增加量△F液除了与h和液体种类有关之外，可能还与物体自身的形状有关，为了验证自己的想法，需添加的器材为正方体乙．
器材：
圆柱体甲 高 H=0.15米 横截面积 2S；
正方体乙 边长H=0.15米 横截面积 S；
圆柱体丙 高 H=0.2米 横截面积 S．
某小组同学研究柱形物体浸入液体的过程中液体对容器底部压力的变化情况，他们将高H为0.15米、横截面积为S的圆柱体挂在测力计下，并将其逐步浸入同一容器的液体中（液体不溢出），如图所示，记录其下表面到水面的距离h，计算出相邻两次实验中h的变化量△h，并测得容器底部受到液体的压力F液，将数据记录在表一中．然后，他们变换液体重复实验，将数据记录在表二中．（已知：ρ1＞ρ2）表一（液体密度为ρ1）
| 实验 序号 | h （米） | F液 （牛） | △h （米） | △F液 （牛） |
| 1 | 0 | 20.0 | 0.01 | 1.0 |
| 2 | 0.01 | 21.0 | ||
| 3 | 0.02 | 22.0 | 0.02 | 2.0 |
| 4 | 0.04 | 24.0 | ||
| 5 | 0.05 | 25.0 | 0.03 | 3.0 |
| 6 | 0.08 | 28.0 | ||
| 7 | 0.15 | 35.0 | 0.01 | 0 |
| 8 | 0.16 | 35.0 |
| 实验 序号 | h （米） | F液 （牛） | △h （米） | △F液 （牛） |
| 9 | 0 | 20.0 | 0.01 | 0.8 |
| 10 | 0.01 | 20.8 | ||
| 11 | 0.02 | 21.6 | 0.02 | 1.6 |
| 12 | 0.04 | 23.2 | ||
| 13 | 0.05 | 24.0 | 0.03 | 2.4 |
| 14 | 0.08 | 26.4 | ||
| 15 | 0.15 | 32.0 | 0.02 | 0 |
| 16 | 0.17 | 32.0 |
②分析比较实验序号1～6和9～14中△F液与△h的数据及相关条件，可得出的初步结论是：在圆柱体没有全部浸没液体中之前，在圆柱体浸入不同种液体过程中，△F液与△h的比值是不同的，液体密度越大，比值越大．
③分析比较实验序号7、8或15、16中的数据及相关条件，发现数据与上述的结论不相符合，简述数据与小红结论不符的原因圆柱体完全浸没，在液体中的深度增加，但液体的深度不再发生变化．
④请进一步综合分析表一、表二的相关数据，并归纳得出结论．
该小组同学认为物体浸入液体的过程中容器底部受到液体压力的增加量△F液除了与h和液体种类有关之外，可能还与物体自身的形状有关，为了验证自己的想法，需添加的器材为正方体乙．
器材：
圆柱体甲 高 H=0.15米 横截面积 2S；
正方体乙 边长H=0.15米 横截面积 S；
圆柱体丙 高 H=0.2米 横截面积 S．
12．
如图所示，重物A放在水平地面上，重物B通过细绳与重物A相连，用手竖直向上拉绳．重物A所受重力为GA，重物A对地面的压力为FA，重物B所受重力为GB，重物B所受绳子向上的拉力为FB，重物A和重物B之间的绳子对重物B的拉力为FB′，且GA＞GB，不计绳重，下列说法中正确的是（ ）
如图所示，重物A放在水平地面上，重物B通过细绳与重物A相连，用手竖直向上拉绳．重物A所受重力为GA，重物A对地面的压力为FA，重物B所受重力为GB，重物B所受绳子向上的拉力为FB，重物A和重物B之间的绳子对重物B的拉力为FB′，且GA＞GB，不计绳重，下列说法中正确的是（ ）| A． | FA与GA是一对相互作用力 | B． | FA大小等于GA与GB之和 | ||
| C． | FB和GB是一对平衡力 | D． | 手受到的向下的拉力大小等于FB |