题目内容

5．小明设计了一种测量未知电阻Rx的实验方案，并选择了合适的器材，测量电路如图所示，电源电压恒定，滑动变阻器最大阻值未知，在A、B两点间接人的元件每次只能是电阻箱或未知电阻Rx．请你帮他完成相关实验内容：
①将Rx接入A、B两点间；
②闭合开关，移动滑动变阻器滑片到某一合适位置时，记下电压表的示数U；
③断开开关，取下A、B间的元件，将电阻箱接在A、B两点间；
④闭合开关，调节电阻箱，使电压表的示数仍为U；
⑤读出电阻箱的示数，即可知道Rx的阻值．
⑥若旋盘式电阻箱调好后如图所示，则此变阻箱接入电路的电阻为8029Ω，待测未知电阻Rx的电阻为8029Ω，该电阻箱最大能调节的阻值为9999Ω．

分析 （1）每次只能是电阻箱或未知电阻Rx接入A、B之间，可以利用等效替代的方法，首先把被测电阻接在A、B两点之间，电压表示数为U，用电阻箱替代被测电阻Rx，滑动变阻器位置不变，改变电阻箱的阻值，使电压表示数还为U，则Rx与此时电阻箱的阻值相同，据此进行解答；
（2）电阻箱的读数方法是：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．

解答 解：①将Rx接入A、B两点间；
②闭合开关，移动滑动变阻器滑片到某一合适位置时，记下电压表的示数U；
③断开开关，取下A、B间的元件，将电阻箱接在A、B两点间；
④闭合开关，调节电阻箱，使电压表的示数仍为U；
⑤读出电阻箱的示数，即可知道Rx的阻值．
⑥由图可知：此变阻箱接入电路的电阻为8×1000Ω+0×100Ω+2×10Ω+9×1Ω=8029Ω，
则待测电阻的阻值为8029Ω；
该电阻箱最大能调节的阻值为9×1000Ω+9×100Ω+9×10Ω+9×1Ω=9999Ω．
故答案为：
①Rx；
②电压表的示数U；
③电阻箱；
④电阻箱的示数；电压表的示数仍为U；
⑤电阻箱；
⑥8029；8029；9999．

点评 电阻箱的合理使用是本实验成功的关键．电阻箱同滑动变阻器一样，它的阻值可以调节，但不同的是变阻箱的阻值是可以直接读出来的，而滑动变阻器则不能，因此用已知的电阻等效替代未知的电阻，测量就会变得非常简单，这种方法在物理实验中经常用到，是我们应该掌握的好方法之．

练习册系列答案
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15．下列说法中不符合安全用电原则的是（　　）
A．家用电器失火时，先灭火，后切断电源
B．控制灯泡的开关应接在相线上
C．三孔插座中的上孔是保护接地线的
D．使用测电笔辨别火线和零线时，手与笔尾金属体接触还会发生触电
16．物业工作人员来李明家收电费，他观察到李明家电能表的情况如图所示，然后从记录本上查处上月电能表的示数是811.6kW•h，则本月李明家消耗了120kW•h电能，合4.32×108J．
13．下列设备与应用知识不相符合的是（　　）
A．电饭锅--电流的热效应B．发电机--电磁感应
C．电动机--通电导线周围有磁场D．验电器--同种电荷互相排斥
20．如图所示，取两个相同的验电器A和B，使A带电，B不带电，用手拿金属棒把A和B连接起来，观察A、B金属箔的张角有什么变化（　　）
A．验电器A、B金属箔的张角没有变化
B．验电器A的金属箔张开的角度减少，B的金属箔由闭合变为张开
C．验电器A的金属箔闭合，B金属箔的张角没有变化
D．验电器A的金属箔的张角没有变化，B的金属箔由闭合变为张开
10．在测量未知电阻Rx（阻值约为300Ω）的实验中，提供的实验器材有：电源（电压3V）、滑动变阻器R（0～50Ω）、电阻箱R0（0～9999Ω）、电流表（0～0.6A）、电压表（0～3V）、开关及导线若干．
（1）小华同学设计了如图甲所示的电路，你认为小华不能（选填“能”或“不能”）准确测出Rx阻值，理由是电路中的电流太小，电流表无法测出．
（2）小明同学设计了如图乙所示的电路进行测量，正确连接电路后，小明先将开关S拨至1，调节变阻器的滑片至某一位置，记下此时电压表的示数U1；再将开关S拨至另一位置，调节电阻箱，使电压表的示数恰好为U1，记下电阻箱的示数为R′，即为未知电阻Rx的测量值．
17．在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
（1）安装好杠杆，发现杠杆右端下沉，应把杠杆右端的平衡螺母向左调节，使杠杆在水平位置平衡，此时杠杆自身重力的力臂为0．
（2）下表是小红实验得到的数据，据此分析可以发现这次实验不妥之处动力臂是阻力臂的两倍，实验数据不具普遍性．
实验次数动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm
11.5103.05
21.0202.010
31.0302.015
（3）实验中，用装置A的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡（杠杆上每格等距），但老师建议同学不宜采用这种方式，该种方式的不足主要是因为C
A．一个人无法独立操作                B．力臂与杠杆不重合
C．力和力臂数目过多，不易得出结论    D．杠杆受力不平衡

（4）若用装置B进行实验，将弹簧测力计沿虚线方向拉，仍然使杠杆在原来的位置平衡，此时拉力的力臂将变小，弹簧测力计的示数将变大（变大/变小/不变）．
14．阅读下列短文，回答短文后的问题：
太阳能热水器
太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温，以满足人们日常生活的需要．它具有安全、节能、环保等优点．如图甲所示，太阳能热水器主要由两部分构成：
一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，双层玻璃管之间是真空．如图乙所示是玻璃吸热管的工作原理图，它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似，只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料；
另一部分是保温储水箱，保温储水箱下部与玻璃吸热管相通．当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能，将管内的水加热．向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动；背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动，形成冷热水循环，
最终整箱水都升高至一定的温度．玻璃吸热管具有吸热保温作用．
请回答以下问题
（1）当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能，将管内的水加热；玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度变小，所受到的浮力大于重力．
（2）你认为不能（选填“能”或“不能”）将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面上，理由是因为玻璃是热的不良导体，集热管中有是真空，不利于将热量传递给管内的水．
（3）水箱中升温后的水与原来在地面上相比较，哪些形式的能发生了变化？内能，势能（重力势能、机械能）．（需填两种能）
（4）将质量为100kg的初温为15℃的水加热到55℃，求这些水需要吸收的热量为1.68×107J．[水的比热容4.2×103J/（kg?℃）]
15．小谢利用图甲所示的电路做“探究通过导体的电流与导体两端的电压、导体电阻的关系”的实验．

（1）图乙是未连接好的电路，请在图上用笔画线代替导线连接好电路．
（2）实验前，滑片P应在b端（填a或b）．
（3）在测量电阻的实验中，如果当电压表的示数为2V，电流表的示数如图丙，则被测电阻的大小是：5Ω
（4）探究电流与电阻的关系的实验过程中，当A、B两点间的电阻R由5Ω更换为10Ω后，为了探究上述问题，他应该采取的正确操作是C
A．保持滑动变阻器的滑片不动               B．将滑动变阻器的滑片适当向左移动
C．将滑动变阻器的滑片适当向右移动         D．适当减少电池的节数
（5）小谢正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，发现电压表有示数，电流表没有示数，则故障可能是B．（只填序号） 
A．电流表断路    B．R断路     C．R短路       D以上答案都不对．

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