题目内容
14．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，要求P右移阻值变小．
（2）另一组的小明同学连接好电路的最后一根导线时，电流表和电压表指针马上发生了偏转，而且移动滑片电表示数不变，且示数都很小，导致上述现象的原因是：
①连接电路时，开关没有断开②将变阻器下面两个接线柱连入了电路中．
（3）小彬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电压表短路（或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．
（4）将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片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．
（5）将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻，重复步骤（3）．
实验记录的多组数据如表所示．分析发现数据规律：电流与对应电阻之积为一定值，从而可得出结论：当电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比．．
| 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 |
分析 （1）根据电源电压确定电压表量程与电阻并联，根据要求：P右移阻值变小确定变阻器接线柱的连接；
（2）①连接电路时，为保护电路，开关应断开；
②移动滑片电表示数不变，且示数都很小，说明电阻中的电阻很大，据此分析回答；
（3）闭合开关，发现电流表有示数说明电路为通路，根据电压表无示数分析判断；
根据电流表的量程和分度值读出电流值；
（4）因研究电流与电阻的关系时，要控制电压表示数不变，先根据分压原理确定换上电阻后电压表示数的变化，再由串联电路电压的规律，确定变阻器滑片移动的方向；
（5）分析表中数据得出结论；
（6）因研究电流与电阻的关系时，要控制电压表示数不变，由串联电路电压的规律确定变阻器分得的电压，根据分压原理确定换上50Ω的电阻后，变阻器连入电路中电阻大小，并与给它的变阻器作比较．
解答 解：（1）电压表与电阻并联，由于电源电压为3V，所以应选择0～3V的量程；因要求P右移阻值变小，即将变阻器滑片右侧的电阻丝连入电路中，如下所示：
（2）另一组的小明同学连接好电路的最后一根导线时，电流表和电压表指针马上发生了偏转，说明连接电路时，开关没有断开；
移动滑片电表示数不变，且示数都很小，由欧姆定律可知，电阻中的电阻很大，原因是将变阻器的下面两个接线柱连入了电路中了；
（3）电流表有示数，说明电路为通路，电压表无示数，说明与电压表并联部分发生短路，则可能是电压表短路或定值电阻R1短路；
由乙图知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，其示数为0.36A；
（4）当将5Ω电阻换成10Ω后，根据分压原理，电压表的示数会变大；因研究电流与电阻的关系时，要控制电压表示数不变，由串联电路电压的规律，要减小电压表示数，需增大变阻器分得的电压，根据分压原理，应该增大滑动变阻器连入电路中的阻值，即应将滑动变阻器的滑片P向A移动，使电压表仍为原来的示数不变；
（5）由表中数据可知，UR=IR=0.36A×5Ω=…=1.8V，即电流与阻的之积为一定值，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）根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压U滑=U-UR=3V-1.8V=1.2V，变阻器分得的电压为定值电阻电压的$\frac{1.2V}{1.8V}$=$\frac{2}{3}$倍，根据分压原理，当用50Ω的定值电阻进行实验时，变阻器连入电路中的电阻大小应为$\frac{2}{3}$×50Ω≈33.3Ω＞20Ω，故不能完成实验，则原因是滑动变阻器的最大阻值太小．
故答案为：（1）如上图所示；
（2）①连接电路时，开关没有断开；②将变阻器下面两个接线柱连入了电路中；
（3）电压表短路（或R1短路）；0.36；
（4）电压；A；
（5）电流与对应电阻之积为一定值；当电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比；
（6）滑动变阻器的最大阻值太小．
点评 本题研究电流与电阻的关系，考查电路的连接、实验注意事项、反常现象的判断、故障的分析、电流表的读数、数据的处理、对器械的要求及控制变量法的运用，涉及知识点多，综合性强．
①先搜集各种材料，如衣服、报纸、平装书、塑料袋、袜子；
②把闹钟放到一个鞋盒里，将衣服盖在鞋盒上方，然后逐渐远离盒子直到听不见滴答声，记下此时人离盒子的距离；
③分别将各种材料盖在鞋盒上方，重复以上实验，得到下表的数据：
| 材料 | 衣服 | 报纸 | 平装书 | 塑料袋 | 袜子 |
| 听不见滴答声的实际距离/m | 2.1 | 2.8 | 3.7 | 5.2 | 1.2 |
（1）小华设计的实验利用了离声源越远，听到声音的响度越小（填“大”或“小”）的原理．
（2）根据小华所得数据可知粗糙的材料比平滑材料隔音性能好（填“好”或“差”），其原因是粗糙材料吸收声音的性能要比平滑材料强（选填“强”或“弱”）．
（3）如果在给你一块海绵材料，你认为其隔声性能与报纸相比，海绵（填“海绵”或“报纸”）隔声性能好一点．
（4）在噪声污染严重的环境里，“隔音”就是为了改变声音的响度（选填“音调”“响度”或“音色”），是有效的降噪方法之一．在控制噪声的方法分类中，“隔音”是在传播过程中减弱噪声．
小明用如图所示的装置设计实验，探究“影响压力作用效果的因素”．
用如图所示的滑轮组，将重为20N的物体以0.1m/s的速度匀速提升，拉力F=12.5N，拉力的功率为2.5W，滑轮组的机械效率为80%，若不计绳重及摩擦，动滑轮的重力为5N．若用该滑轮组匀速提起重45N的物体，滑轮组的机械效率为90%．
在如图所示的电路中，电源电压U为3V，干路中的电流I为0.5A，通过电阻R1的电流I1为0.4A．求：
在观察如图小球摆动的实验中，小涛发现小球每摆一个来回的时间似乎都相同．于是他产生了猜想，小球来回摆动一次所用的时间t：①可能跟小球质量m有关；
②可能跟绳子长度L有关；
③可能跟小球移开的距离s有关；
为验证自己的猜想，他在竖直的木板上画出方格，用瓶子代替小球，并在瓶内装大米以改变质量，则：
| 序号 | 瓶质量m/g | 移开距离s/格 | 悬线长度L/格 | 来回时间t/s |
| 1 | 20 | 3 | 12 | 2.1 |
| 2 | 40 | 3 | 12 | 2.1 |
| 3 | 60 | 3 | 12 | 2.1 |
| 4 | 60 | 2 | 12 | 2.1 |
| 5 | 60 | 1 | 12 | 2.1 |
| 6 | 60 | 3 | 9 | 1.9 |
| 7 | 60 | 3 | 6 | 1.9 |
（2）在测出不同条件下，瓶子来回摆动一次所用的时间t后，得到表中的数据．则：为了研究t与L关系，应选择序号为3、5、6 的数据进行分析；
（3）通过分析表中的数据可以得出初步的结论：t与m、s无关，与s有关（填写字母）．
（4）实验中发现，瓶子摆动一次所用的时间很难测准，请你帮他想一个更准确的测量方法：测出摆动n次的时间t，则摆一次的时间为$\frac{t}{n}$．
如图1所示是“比较不同物体的吸热情况”的实验装置，烧杯中装有质量相同，初温相同的两种液体A和B，将规格相同的电加热器分别浸没在两种液体中，同时加热．用停表测出液体加热到相同温度时所用的时间，如表是小明记录的实验数据．| 液体 | 质量/g | 初温/℃ | 加热时间/s | 末温/℃ |
| A | 60 | 20 | 45 | |
| B | 60 | 20 | 120 | 45 |
（2）加热液体A所用的时间如图2所示，为80s；
（3）上述实验中，加热时间较长的液体，其比热容较大（填“大”或“小”）．