题目内容

11．现有下列器材：蓄电池（6V），电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）、定值电阻（若干）、开关、滑动变阻器和导线，要利用这些器材探究“电压不变时，电流与电阻的关系”：
（1）请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的食物连接成完整电路．（导线不允许交叉）
（2）正确连接电路后闭合开关，发现电流表无示数，移动滑动变阻器的滑片P，电压表示数始终接近电源电压．造成这一现象的原因可能是电阻R断路．
（3）排除故障后进行实验．实验中多次换用不同阻值的定值电阻，并调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，读出对应于不同阻值的电流表示数，并记于表格中，由表中数据可以分析得出结论在电压不变，通过导体的电流与导体的电阻成反比．
次数123456
电阻R/Ω30252015105
电流I/A0.10.120.150.20.30.6
（4）为完成整个实验，应选取哪种规格的滑动变阻器A．
        A.50Ω、1.0A          B.50Ω、0.5A          C.20Ω、1.0A          D.20Ω、0.5A
（5）小明想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系，你认为他的实验方案可行吗？请说出理由．答不可行，灯的电阻随温度的变化而变化不是一个定值．

分析 （1）据该实验的原理可知，电流表应该串联在电路中，电压表应该并联在电路中，且滑动变阻器并联在电路中，其接法是“一上一下”；
（2）若电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电阻断路了；
（3）据表格中的数据分析即可得出正确的规律；
（4）根据串联电路电压的规律和分压原理确定变阻器连入电路中的阻值，结合电路中的电流大小，确定选择滑动变阻器规格．
（5）知道灯丝的电阻受温度的影响，要探究电流与电压的关系，需保持电阻不变．

解答 解：（1）电流表应该串联在电路中，电压表应该并联在电路中，且滑动变阻器并联在电路中，其接法是“一上一下”，如下所示：

（2）经分析，正确连接电路后闭合开关，发现电流表无示数，即电路中没有电流，所以是断路，且电压表示数始终接近电源电压，即表明此时电压表测量的是电源电压，故造成这一现象的原因可能是：电阻R断路．
（3）横向分析表中数据，电阻为原来的几倍，通过的电流为原来几分之一，由表中数据可以分析得出结论：在电压不变，通过导体的电流与导体的电阻成反比．
（4）由于该实验中定值电阻两端的电压是不变的，所以由表中数据，结合欧姆定律知：电压表示数为U示=I示R1=30Ω×0.1A=3V；
根据串联电路电压的规律，滑动变阻器两端电压U滑=U-UR=6V-3V=3V，即电压表示数与变阻器分得的电压相等，
根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻大小等于定值电阻的大小，
测第一组实验数据时定值电阻最大，故滑动变阻器接入电路的最大阻值R滑=30Ω，即变阻器的最大阻值至少为30Ω，
因实验过程电路最大电流为0.6A，因此滑动变阻器应选A．
（5）由于灯丝的电阻受温度的影响，要探究电流与电压的关系，需保持电阻不变，所以不能用小灯泡做此实验．
故答案为：（1）见上图；（2）电阻R断路；（3）在电压不变，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（4）A；（5）不可行，灯的电阻随温度的变化而变化不是一个定值．

点评 此题是探究电流跟电阻的关系实验，需使电阻两端的电压不变，考查了对图象的分析，同时涉及到了串联电路电流、电压的关系，及欧姆定律的变形应用．

练习册系列答案
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1．如图所示，下列说法正确的是（　　）
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C．壶身与壶嘴中的水面高度总是相同，分析其中的原因时只用到液体压强的知识
D．用细线拴的橡皮做圆周运动时，橡皮受到重力和拉力的作用
2．如图所示，是小明设计的一个简易电子身高测量仪的示意图．电源电压恒为 6V，保护电阻 R0=20Ω；R 是一根总长为40cm的固定并竖直放置的硬电阻棒，其接入电路的电阻值与接入电路的棒长成正比；金属杆 cd 和 MP（右端 P 是滑片）与电路接触良好，电阻不计．小明用该测量仪对小聪、小英和小亮的身高进行了测量，其数据如表．若小英测量时，滑片恰在电阻棒 ab 的中点．则电阻棒的总电阻是40Ω，小聪的身高是1.5m，该测量仪的身高测量范围是1.4～1.8m．
物理量小聪小英小亮
A 表示数 I/A0.200.150.10
V 表示数 U/V2.03.04.0
身高1.6
19．如图所示为检测视力的情景，下列说法正确的是（　　）
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16．如图所示，一位身高170cm的运动员和一位身高160cm的运动员，在挺举项目中用相同时间，把同样重的杠铃举起．如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2，则下列关系式中正确的是（　　）
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