题目内容

15．小梦在探究“电流与电阻的关系”的实验中，可供使用的实验器材有：电源（三节电池），电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个，三个定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω），导线若干．
（1）小梦连接电路如图，请你用笔画线代替导线将实验电路连接完整．
（2）连接电路后闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数，则电路中发生的故障是电阻R0短路（选填“电阻R0断路”或“电阻R0短路”）．
（3）排除故障后，小梦先将5Ω的电阻连入电路中，闭合开关，移动滑片，使电压表的示数为 2V，并记下电流值．
（4）将5Ω电阻换成10Ω电阻后，闭合开关，滑片P应向右（选填“左”或“右”）端移动，直至电压表示数为2V，记下相应的电流值．
（5）将10Ω电阻换成20Ω电阻后，闭合开关，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终大于2V，实验无法进行下去．请你写出一种解决问题的方法，使实验继续进行下去：可以更换电压更小的电源，或更换更大阻值的滑动变阻器．
（6）实验时小梦所用的滑动变阻器的最大阻值不能小于25Ω．

分析 （1）根据电流表与用电器串联、电压表与用电器并联；都需要“正进负出”
（2）电压表无示数，电流表有示数，则电路中电阻R0短路；
（4）根据串分压的知识，接入较大的电阻后，电压表的示数变大，为使电压表的示数不变，应增大滑动变阻器的电阻值；
（5）从电源电压和滑动变阻器的规格进行分析；
（6）根据串分压的知识，当电阻的阻值最大时，所需的滑动变阻器阻值最大，计算出此时滑动变阻器的阻值得出滑动变阻器的规格．

解答 解：（1）根据电流表与用电器串联、电压表与用电器并联；都需要“正进负出”，电路连接如图所示：

（2）电流表有示数，说明电路中有电流，不是断路而是短路，电压表没有示数说明电阻R0短路
（4）把5Ω的换为10Ω后，根据串分压的知识，电压表的示数变大，要探究电流与电阻的关系，需保持电压表的示数不变，应增大滑动变阻器的阻值，将滑片向右端滑动，直到电压表的示数为2V；
（5）将10Ω电阻换成20Ω电阻后，当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电压表的示数仍大于2V，实验无法进行下去，由于定值电阻阻值比滑动变阻器的最大值大，所以定值电阻的分压较大，所以可以更换电压更小的电源，或更换更大阻值的滑动变阻器；
（6）由题意知，电阻两端的电压为2V；
当电阻值为20Ω时，电路中的电流为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2V}{20Ω}$=0.1A；
则滑动变阻器的阻值应为；R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{4.5V-2V}{0.1A}$=25Ω，所以滑动变阻器的最大阻值不能小于25Ω．
故答案为：（1）见上图；（2）电阻R0短路；（4）右；2；（5）可以更换电压更小的电源，或更换更大阻值的滑动变阻器；（6）25．

点评 本题考查了连接电路图、电路故障分析、滑动变阻器作用、滑动变阻器调节等问题，是常考问题，一定要掌握；连接电路图时，注意电表量程的选择；本题难点是探究电流跟电阻关系的实验中，为了保持电阻两端的电压不变，根据串联电路的特点和欧姆定律得出定值电阻R与滑动变阻器连入电路的电阻阻值关系．

练习册系列答案
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10．某班同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验中记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图象，如图所示，下列判断正确的是（　　）
A．该凸透镜的焦距是20cm
B．当u=16cm时，在光屏上能得到一个缩小的像
C．当u=24cm时，在光屏上能得到一个放大的像
D．把物体从距凸透镜l0cm处移动到30cm处的过程中，像逐渐变小
6．某小组同学为了“探究导体中电流与电压及电阻的关系”，将不同的导体甲、乙、丙分别接入电路中，改变导体两端的电压进行实验，并记录有关数据在表一、表二、表三中．
表一：导体甲
实验
序号		电压
（伏）		电流
（安）
12.00.40
23.00.60
34.00.80
表二：导体乙
实验
序号		电压
（伏）		电流
（安）
42.00.20
53.00.30
64.00.40
表三：导体丙
实验
序号		电压
（伏）		电流
（安）
73.00.20
84.50.30
96.00.40
（1）为得到电流与电压之间的关系，可选用序号1、2、3（或4、5、6；或7、8、9）三次实验进行分析，通过分析得到的结论是：导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比．
（2）为得到电流与电阻之间的关系，可选用序号2、5、7三次实验进行分析，通过分析得到的结论是：导体的两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比．
（3）在探究电流与电压关系时，滑动变阻器除起到保护电路作用外，其作用是：通过改变接入电路的阻值，改变定值电阻两端电压．在探究电流与电阻关系时，滑动变阻器除起到保护电路作用外，其作用是：通过改变接入电路的阻值，控制三次实验定值电阻两端电压不变．
3．小强学完电学后惊奇地发现，如图1示的电路图更换不同的器材就可以进行不同的探究实验．

（1）在器材处若接上未知电阻可以测定位置定值电阻的阻值，若接上灯泡可测定小灯泡的额定电功率，则①前者的实验原理是I=$\frac{U}{R}$；后者的实验原理是P=UI．
②小强同学在器材处接上灯泡并连接好电路，闭合开关，电流表指针几乎不动，电压表指针有明显偏转，然后移动滑动变阻器的滑片，最终，他发现无论怎样移动滑片，两表针均几乎不动，原因是小灯泡处断路．
③在这个两个实验中，都要调整滑动变阻器的滑片，请你说出这一操作的主要目的有什么不同．前者是改变灯泡的电压和电流，实现多次测量；后者是改变灯泡的电压，使灯泡在额定电压下工作．
（2）将器材处接上电阻可探究“电流大小与哪些因素有关”
①闭合开关前，滑动变阻器R′的滑片P应位于B（选填“A”或“B”）端，可以起到保护电路作用．
②小强通过实验得到数据如表所示，其中第1次实验的电流表示数如图2示，为0.1A，所用电阻R的阻值是10．根据表的数据，可得出的结论是在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比．
③小钱继续探究电流与电阻的关系，将电阻R先后更换为5Ω和15Ω的电阻进行实验，利用得到数据分析，却得不到“电流与电阻成反比”这一结论：请帮他分析原因没有移动滑动变阻器的滑片，使电阻两端的电压不变．
实验序号123
电阻R/Ω                 R 
电压U/V1.01.52.0
电路I/A 0.150.20
10．在“探究一定电压下，电流与电阻的关系”的实验中，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”），导线若干．
（1）请根据如图甲的电路图用笔画线将图乙中的实物图连接完整（注意电流表的量程选择）．

（2）小丽实验时，在a、b间先接入5Ω的电阻，闭合开关，移动滑片P，使电压表的示数为1.5V，并记下相应的电流值；再改接10Ω的电阻，此时滑片P应向F（选填“E”或“F”）端移动，小丽移动变阻器滑片P的目的是：保持定值电阻两端电压为1.5V不变．
（3）小丽为完成用四个定值电阻进行实验，他应选择的滑动变阻器规格是50Ω1A，因为当把20Ω电阻接入电路中时滑动变阻器须接入的电阻是：40Ω．
（4）假如接入某一个电阻时，电压表指针有明显偏转，电流表指针几乎不动，则电路中的故障是：定值电阻断路．
20．探究“电流与电阻关系”的实验中，提供的器材有：电源（电压9V恒定）、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．
．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向右（选填“左”或“右”）端移动．
（4）将R0阻值换为50Ω，电流表示数如图乙．请在丙图坐标中补描该点，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．
7．小刚要测量一个电阻Rx的阻值，现只找到如下器材：一个电压不变的电源．三个阻值已知的定值电阻（R1=10Ω、R2=20Ω、R3=40Ω），一个表盘数字已经模糊（但刻度清晰）的电压表，两个开关S1、S2，导线若干．小刚要用这些器材测量Rx的阻值．

（1）他先将定值电阻Rl接人其设计的图（甲）所示电路中进行实验当闭合S1、断开S2时发现电压表无示数，经检查电压表、电源均正常，且只有一处故障，下面列出的故障原因中，你认为可能的是B．（填写序号）
A．Rx断路     B．Rx短路     C．R1短路
（2）排除故障后，闭合开关S1、S2时电压表的指针偏转情况如图（乙）所示；闭合开关S1、断开S2时电压表指针偏转情况如图（丙1）所示．再用R2、R3分别替换Rl接入电路进行实验，当闭合开关S1、断开S2时电压表对应的指针偏转情况如图（丙2）、（丙3）所示．
①Rl接入电路时Rx的测量值Rx1=21.1Ω，R2接入电路时Rx的测量值Rx2=20Ω，
同理可以得出R3接入电路时Rx的测量值Rx3．
②多次实验的目的是减小实验误差．
③待测电阻Rx的测量值为21.1Ω（保留一位小数）．
4．质量相等、温度相同的铁块和铜块，在加热了相等的时间后再互相接触，已知铁的比热容比铜的比热容大，则（　　）
A．热由铁块传给铜块B．热由铜块传给铁块
C．铁块跟铜块之间不发生热传递D．以上情况都有可能
5．滚摆自由运动，每次上升的高度逐渐降低，对此现象下列说法正确是（　　）
A．只存在动能和重力势能之间的转化
B．机械能减小
C．能量正在消失
D．减少的那部分机械能转化为了内能，而总的能量守恒

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