题目内容

18．甲、乙两小组探究“电流与电压和电阻的关系”．实验室提供的实验器材有：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（额定电压为2.5V），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（或电压表短路、或电压表断路）（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，电流与电压成正比．
电压U/V1.01.53.0
电流I/A0.20.30.6
（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，此时滑片应向右（填“左”或“右”）端移动直到电压表的示数为1.5V，读出电流表的示数．
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，电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是0.85W．

分析 （1）①按照图甲的电路图，将图乙中还未连入的电压表和滑动变阻器接入电路，电压表应并联到定值电阻两端，滑动变阻器按照“一上一下”连入电路．由此连接电路；
②电流表有示数，表明电流表所在电路接通；电压表无示数表明电阻短路，或电压表断路，或电压表短路；
③探究“电流与电压的关系”，需要保持电阻不变，分析表中电流与电压的关系即可得出结论；
（2）①要探究电流和电阻之间关系，必须保持电阻两端的电压不变；当电阻的阻值变化时，其分担的电压也变化，因此通过调节滑动变阻器使其两端的电压不变，即让电压表示数保持不变；
②先利用欧姆定律求出最大定值电阻接入电路时的电流，然后由串联电路特点及欧姆定律求出此时滑动变阻器接入电路的阻值，进而选择合适的滑动变阻器；
③确定电流表选择的量程和分度值，读出示数，根据P=UI计算出额定功率．

解答 解：（1）①把定值电阻、滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在电阻两端，注意滑动变阻器已接了左下角的接线柱，所以应将其上面的任意一个接线柱接入电路中，如图所示：

②电流表有示数，表明电路接通；电压表无示数表明定值电阻短路，电压表相当于和一段导线并联，故无示数；或者电压表断路（或电压表短路）．
③分析表格数据可知，电阻不变，电压增大为原来的几倍，电流也增大为原来的几倍，即电流与电压成正比，可得：电阻一定时，电流与电压成正比．
（2）①用10Ω的电阻替代5Ω的电阻，定值电阻分压变大，大于原来的电压，为保持定值电阻两端电压不变（应使定值电阻两端电压减小到原来的1.5V），应增大滑动变阻器的分压，应增大滑动变阻器接入电路的阻值，由电路图可知，应向右移动滑动变阻器滑片，保持定值电阻两端电压一定．
②由图可知，定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端的电压，电流表测电路中的电流；根据串联分压的知识分析可知，当定值电阻的阻值最大时，滑动变阻器接入电路的阻值也最大；
当定值电阻R=20Ω时，电压表示数U=1.5V，
此时电路中的电流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{1.5V}{20Ω}$=0.075A，
根据串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和，
则滑动变阻器两端的电压U滑=U0-U=4.5V-1.5V=3V，
根据串联电路中各处电流都相等，则通过滑动变阻器的电流I滑=I=0.075A，
由欧姆定律I=$\frac{U}{R}$得，滑动变阻器接入电路的阻值应为：R滑=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{滑}}$=$\frac{3V}{0.075A}$=40Ω＞20Ω，
故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“50Ω 1A”．
③当小灯泡正常发光时，其两端的电压U额=2.5V，
电流表选择0～0.6A量程，分度值为0.02A，示数为0.34A，即I额=0.34A，
则小灯泡的额定功率：P额=UI=2.5V×0.34A=0.85W．
故答案为：（1）①见上图；②定值电阻短路（或电压表短路、或电压表断路）；③电阻一定时，电流与电压成正比；
（2）①右；1.5；②“50Ω  1A”；③0.85．

点评 此题为探究“电流与电压和电阻的关系”实验，考查学生对电路的连接、电路故障的分析、数据分析能力、串联电路的分压特点等知识掌握，滑动变阻器的选择是本题的难点，知道实验过程中应控制定值电阻两端的电压不变，分析清楚电路结构、认真分析实验数据是正确解题的基础与关键．本题综合性很强，难度较大，是中考常见题型．

练习册系列答案
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8．在科学探究（凸透镜成像规律）的时候：
（1）应先将凸透镜的光心、蜡烛的中心、光屏的中心调整到同一水平面上，这样才能使；蜡烛的像成在光屏上．
（2）当物距大于2倍焦距时，物体经凸透镜在光屏上成倒立、缩小的实像，像距在1倍焦距和2倍焦距之间；
（3）当物距等于2倍焦距时，能得到倒立、等大的实像，像距等于2倍焦距；
（4）当物距在1倍焦距和2倍焦距之间时，在光屏上能得到倒立、放大的实像，像距大于2倍焦距焦距，由此可知，凸透镜成放大或缩小实像的分界点是2倍焦距处．
9．如图1所示：在利用太阳光测量凸透镜的焦距时，小华将凸透镜正对着太阳，再把一张纸放在它的下方，如图1所示．当在纸上呈现一个并非最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜的距离为L．小华推断，凸透镜的焦距一定大于L．

（1）你认为小华的推断对吗？答：不对．
（2）小华为了检验自己的推断是否正确，可将手上的凸透镜向下方的纸张移近了一些，若观察纸上呈现的光斑变大（选填“变大”“先变小后变大”“变小”）则自己的推断是正确．
小明在用焦距为10cm的凸透镜来探究其成像规律的实验中，将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上．
（3）当烛焰、凸透镜位于图甲中刻度对应的位置时，光屏上得到一个清晰的像，该像是一个倒立、缩小（选填“放大”或“缩小”）的实像．此时所成的像与照相机所成的像性质相同（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）．
（4）对于焦距相同的凸透镜，一个物距应该对应唯一的一个像距，但从各组汇报数据中发现，物距均为12.00cm时，有三个小组所测像距分别为23.00cm，24.00cm，26.00cm．若他们的数据差别不是因为长度测量误差导致的，你认为出现这种情况的操作原因是没有在像最清晰的时候读数．
（5）实验一段时间后，发现蜡烛渐渐变短了，要使烛焰的像仍然成在光屏的中心，应该将光屏向上移动．（填“上”或“下”）
（6）把图甲中的凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看作视网膜．给“眼睛”戴上近视眼镜，使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像，如图乙所示．若取下近视眼镜，为使光屏上得到清晰的像，应将光屏靠近（选填“远离”或“靠近”）透镜．
（7）蜡烛成完整像时，如果用白纸将凸透镜的上半部分挡住，则光屛上能（选填“能”或“不能”）成烛焰完整的像．
6．小明用如图所示的电路探究“导体中的电流跟电压的关系”，所用的电源为两节新干电池串联，定值电阻R的阻值为5Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的为0～3V．滑动变阻器标有“20Ω1A”字样．
（1）闭合开关后，发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电流表都无示数，电压表有示数且接近满刻度，其原因是R开路．
（2）排除故障后，小明在实验中通过调节滑动变阻器的滑片，测出定值电阻R在不同电压下的电流值，如表所示：
实验序号12345
电压U/V0.51.01.51.72.5
电流I/A0.10.20.30.40.5
①记录表中的有一组实验数据明显是编造的，编造的实验序号是4，理由是电流与电压不成正比；
②分析表中的数据得出结论：电阻一定时，电流跟电压成正比．
③根据本实验的电路，除完成本实验外，还可以完成电流与电阻的关系（测电阻）实验．（写出实验名称）
13．小琴在探究电流与电压和电阻的关系时，采用了如图甲所示的电路图，实验中可供选择的定值电阻的阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．已知电源电压恒为4.5V，滑动变阻器规格为“20Ω  1A”，
（1）小琴在探究某一因素变化对电流的影响时，采用控制变量法实验，分两步进行：
①保持电阻不变，探究电流与电压的关系；
②保持电压不变，探究电流与电阻的关系．
（2）如果在实验中发现电流表、电压表的读数都偏大，调节滑动变阻器的滑片时，两表示数均无变化，适当减小电源电压后，两表示数才相应减小．你认为出现这一故障的原因是：滑动变阻器接上面两个接线柱．
（3）在探究电阻对电流的影响时，小琴先用5Ω的定值电阻进行实验，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，此时电流表的示数如图乙所示，则电路中的电流为0.4A；再将5Ω的定值电阻换成10Ω定值电阻进行实验，移动滑片直至电压表示数为2V，并记录电流表的示数．
（4）小琴还想多测几组数据，但他不能选用的定值电阻是20Ω和25Ω．
3．小敏用如图甲所示的电路图，研究通过导体的电流与导体电阻的关系，电源电压恒为6V．改变电阻R的阻值，调节滑动变阻器滑片，保持R两端的电压不变，记下相应的4次实验的电流和电阻值，描绘在乙图中．

（1）实验过程中，移动变阻器滑片时，眼睛应注视电压表示数，使电压表示数为2伏．
（2）在丙图中，用笔线代替导线，将电压表正确连入电路；
（3）实验中，他所选择的变阻器规格应是A（选填序号）；
A．50Ω  2A        B．20Ω  1A      C．10Ω  0.5A
（4）乙图中阴影部分面积表示的科学量是电压；
（5）实验过程中，如果发现滑动变阻器接线柱接触不良，则电流表、电压表示数分别是0和0．
10．小明用图甲所示的电路探究“电阻中的电流跟两端电压的关系”，图乙是小明未完成连接的实验电路，用两节干电池作电源．

（1）若要求滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数增大．请用笔画线代替导线，完成图乙中实验电路的连接．
（2）小明按要求正确连接电路后，闭合开关，发现电压表指针偏转到满刻度的位置．其原因可能是
电阻R处断路（或滑动变阻器接入电路的阻值为零）．（写出一个）
（3）小明在实验中通过调节滑动变阻器滑片，测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值，如表所示．
序号12345
U/V0.51.01.61.92.5
I/A0.10.20.30.40.5
①请根据表中数据在图丙中画出电阻R的U-I关系图象．
②小明在实验中所用电阻R的阻值为5Ω；当通过的电流为0.5A时，电阻R消耗的电功率为1.25W．
（4）小明在测得第5组数据后，未做其他操作就直接将电阻R换成10Ω的定值电阻，准备探究“电路中电流与电阻的关系”，接通电路后电流表的示数可能是C
A．0.5A      B．0.25A      C．0.28A        D．0.15A
（5）如果将实验电路中的电阻R更换成一个额定电压为3.8V、阻值约为10Ω的小灯泡后，要进行“测量小灯泡的额定电功率”的实验，则对实验电路还必须进行怎样的改动：增加一节干电池（换一个电压高于3.8V的学生电源）、电压表换接0～15V的量程．
7．欲用20℃的冷水和90℃的热水混合，制得温度为50℃的温水56kg，问需用的冷水和热水各多少kg？（不计热量散失）
8．在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中，有如下器材：电压表、电流表、滑动变阻器、开关、两节干电池、定值电阻R（分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）、导线若干．小明在实验时连接的电路如图甲所示．

（1）在探究“电流与电压的关系”实验中：
①闭合开关前，要将滑动变阻器滑片移至A（填“A”或“B“）端；电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和改变电阻两端电压，进行多次测量的作用（填“控制电阻R两端电压不变”或“改变定值电阻两端电压”）；
②闭合开关S，无论如何移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数几乎为零，电压表示数约为3V，此时
电路出现的故障可能是R处断路；小明排除故障后继续实验．
（2）在探究“电流与电阻的关系”实验中：
①电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和控制电阻R两端电压不变的作用（填“控制电阻R两端电压不变”或“改变定值电阻两端电压”）；
②小明先将R=10Ω的电阻接入，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V，记下电流
表示数；接着在滑动变阻器的滑片位置不变，把R换为1.5Ω的电阻时，应向A（填“A”或“B”）
方向移动滑动变阻器的滑片P，才能使电压表示数为2.5V，同时记下电流表的示数；
③根据多次测最数据描绘出电流随电阻变化的曲线如图所示，小明由图象得出的结论是：电压一定时，电流与电阻成反比．
（3）若继续使用该实验电路，还可以进行的实验有测电功率或测电阻（只要求填写一个实验名称）．

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