题目内容

11．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“20Ω2A”、“50Ω1A”），导线若干．
（1）用笔画线将如图中实物图连接完整（注意电流表的量程选择）；
（2）小李实验时，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应向右端方向移动，保持a、b两端电压不变；
（3）小李为完成用四个定值电阻进行实验，他选择的滑动变阻器规格是“50Ω1A”．他这样选择的理由是：当20Ω的电阻接入a、b间时，为使电压表的示数为1.5V，滑动变阻器接入电路中的阻值是40Ω；若选用规格为“20Ω，2A”滑动变阻器，无论怎样移动滑片P，电压表的示数始终无法达到1.5V．．

分析 （1）由电路图可知，电流表与电阻R串联，可根据电压表的量程和最小定值电阻的阻值确定电路中的最大电流；然后根据电流从正接线流入，负接线柱流出将电流表接入电路中．
（2）将5Ω的电阻换成了10Ω的电阻时，根据串联电路的分压原理可知滑动变阻器两端的电压减小，电压表的示数变大；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，即与电阻并联的电压表示数不变，为保证电阻两端的电压不变，要通过调节滑片，使滑动变阻器两端的电压变大，从而使电阻两端的电压变为原来的值．
（3）当电路中接入20Ω电阻进行实验时，为保护电压不变，变阻器连入阻值也最大；判断滑动变阻器的使用规格，同时要考虑滑动变阻器的电阻和允许通过的最大电流．

解答 解：（1）由图电压表使用0-3V量程，当用5Ω定值电阻进行实验时，电阻最小，电路中的最大电流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{5Ω}$=0.6A，
所以电流表的量程为0～0.6A．实验中应将电流表串联接入电路中．如图所示：
；
（2）将5Ω的电阻换成了10Ω的电阻时，根据串联电路的分压原理，滑动变阻器分得的电压变小，定值电阻分得的电压变大；
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，即与电阻并联的电压表示数不变，所以应调节滑片向右移动，增大滑动变阻器接入电路的电阻，使电压表的示数降低到1.5V时，读取电流表示数．
（3）当20Ω的电阻接入a、b间时，保持电压表的示数为1.5V，则电路中电流I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{1.5V}{20Ω}$=0.075A，
此时滑动变阻器接入电路中的阻值：R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{4.5V-1.5V}{0.075A}$=40Ω；
若选用规格为“20Ω，2A”滑动变阻器，无论怎样移动滑片P，电压表的示数始终无法达到1.5V；因此需要选择“50Ω 1A”的滑动变阻器．
故答案为：（1）见上图；
（2）右；
（3）当20Ω的电阻接入a、b间时，为使电压表的示数为1.5V，滑动变阻器接入电路中的阻值是40Ω；若选用规格为“20Ω，2A”滑动变阻器，无论怎样移动滑片P，电压表的示数始终无法达到1.5V．

点评 本题考查了探究电流跟电阻关系的实验，运用了控制变量法；并且能够根据题目数据选择合适的滑动变阻器，不但考虑滑动变阻器允许通过的电流，也要考虑滑动变阻器的电阻．电路电流不能超过滑动变阻器允许通过的最大电流，滑动变阻器最大电阻稍大于电路需要的电阻，这样，滑动变阻器既能满足电路要求，也能使电路准确获得需要的数据．

练习册系列答案
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2．如图所示，工人用250N的拉力F将重为400N的物体在10s内匀速提升2m，则此过程中：
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19．如图所示的电路，电源电压U=12V不变，灯泡L标有“6V 3W”字样（不计灯丝电阻随温度的变化），滑动变阻器R0标有“50Ω、1A”字样，电流表量程为0.6A，电压表量程为15V．为了确保测量准确，要求电表所测值不小于其量程的$\frac{1}{3}$．要使测量准确并确保电路安全，下列判断正确的是（　　）
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组别123456
水浴温度t/0C102030405060
凝乳时间/分不凝固7.04.01.54.0不凝固
（1）盛有酶和乳汁的两支试管放在水浴中15分钟后，酶和乳汁温度与水浴一致．在这个过程中改变物体内能的主要方式是热传递；
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（3）在25℃室温时重做第3组实验，若省略了第一步操作，而直接将两者放入同一试管内混合，再在30℃水浴中保温测量，则所测得的凝乳时间将长于4分钟（填“短于”、“等于”或“长于”）．
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A．6：1B．3：2C．1：1D．2：3
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