题目内容

20．如图所示是“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的电路图．所用实验器材是：电源（电压6V不变）、电流表（0～0.6A），电压表（0～3V）、电阻箱（0～999.9Ω）、滑动变阻器（40Ω 2A）、开关、导线若干．
表一：

实验序号电压U/V电流I/A
11.20.20
21.80.30
32.40.40
表二：
实验序号电阻R/Ω电流I/A
150.40
2100.20
3200.10
（1）探究电流与电压的关系时，所测得的几组电流、电压值见表一，分析表中数据可以得出的结论是：在电阻一定时，电流与电压成正比．
（2）探究电流与电阻的关系时，改变接入电路中的阻值，应调节电阻箱改变接入电路中的阻值，并调节滑动变阻器使电压表的示数保持相同，读出电流值，所测得几组数据见表二．
（3）就本实验所用器材，在探究电流与电阻的关系时，若保持电阻箱两端的电压为2V，为完成实验，电阻箱可接入电路的阻值是3.3Ω（保留一位小数）至20Ω．

分析 （1）根据表中电流和电压的数值分析；
（2）探究电流与电阻的关系，需保持电压不变；根据变阻箱和滑动变阻器的作用确定调节的对象；
（3）先判断当电路中电流最大时，电阻箱接入电路的阻值最小；当滑动变阻器的阻值最大时，电阻箱接入电路的阻值最大．分别利用欧姆定律的基本公式及其变形公式进行解答．

解答 解：（1）由表格中的数据分析得，电阻不变，电压增大为原来的几倍，电流就增大为原来的几倍，可得当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比．
（2）此实验通过调节电阻箱来改变接入电路中的电阻，通过调节滑动变阻器使电阻两端的电压不变．
（3）电流表的示数不能超过0.6A，即最大电流为0.6A；因为电阻箱两端的电压为2V，所以R最小=$\frac{U}{{I}_{最大}}$=$\frac{2V}{0.6A}$≈3.3Ω；
根据题意，当电流表的示数为0.6A时，便是电阻箱的最小阻值；
根据分压原理，电压的分配与电阻成正比，$\frac{{U}_{表}}{{R}_{定}}$=$\frac{U-{U}_{表}}{{R}_{滑}}$，即$\frac{6V-{U}_{表}}{{U}_{表}}$=$\frac{{R}_{滑}}{{R}_{定}}$，
整理得：$\frac{6V}{{U}_{表}}$-1=$\frac{{R}_{滑}}{{R}_{定}}$    ①，
因U表保持不变，由①式知，因方程左边为定值，电阻箱连入电路中的电阻随变阻器连入电路中的电阻变大而变大，当变阻器的最大电阻40Ω连入电路时，电阻箱连入电路中的电阻最大，
将已知量代入①式得：$\frac{6V}{2V}$-1=$\frac{40Ω}{{R}_{定大}}$，故R定大=20Ω；
即为能完成实验，电阻箱可接入电路的阻值范围是3.3Ω至20Ω．
故答案为：（1）在电阻一定时，电流与电压成正比；（2）电阻箱；滑动变阻器；（3）3.3；20．

点评 此题探究通过导体的电流与电压、电阻的关系，考查分析数据归纳结论的能力、控制变量法的应用、及串联电路的规律、欧姆定律、电功率公式的灵活运用，为实验的压轴题，难度较大．

练习册系列答案
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10．如图1所示，曲杆AOBC自重不计，B为支点，AO=60cm，OB=40cm，BC=30cm，要使曲杆在图示位置平衡，请在图1中作出最小的力F的示意图及其力臂L．图2中，OB=100cm，OC=30cm，AC=40cm，B端所挂的重物重为G=200N，要使杠杆在图示位置平衡，则在A点至少应加多大的力？方向怎样？请在图2画图说明并写出计算过程．         
11．利用弹簧测力计、石块、烧杯和水研究浮力．

（1）当石块全部浸没后，继续让石块缓慢下沉，接触杯底前，弹簧测力计的示数不变，这是因为浮力与深度无关．根据图1、图2可知，此时石块受到的浮力为1N．
（2）利用空塑料桶和弹簧测力计制作了密度秤，如图3所示．则弹簧测力计的示数与被测液体的密度之间的函数关系是图4中的③（选填“①”、“②”或“③”）；
（3）图2所示的装置也可制成密度秤，该密度秤的刻度分布是：弹簧测力计示数越大处，密度秤所标注的密度越小；用此密度秤测量时，若物块未完全浸没，测得液体密度值将偏小；
（4）保留弹簧测力计，通过更换石块、小桶来增大图2、图3所设计的“密度秤”的最大测量值．其中可行的是：图2A、图3C．
A．石块质量不变、体积变小    B．石块质量减小、体积不变
C．小桶质量不变、体积变小    D．小桶质量增大、体积不变．
8．在探究“力对物体运动的影响”的实验中，在水平桌面上分别铺上粗糙程度不同的毛巾、棉布、玻璃，让小车自斜面顶端从静止开始滑下，小车从同一高度滑下后，在不同物体表面上运动的距离如图所示．

（1）实验时小车每次都从同一高度滑下，目的是为了让小车到达水平面时的初速度相同；
（2）由图示可知，小车在玻璃上运动的距离最长，这说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢；
（3）根据这个实验推理：若水平物体表面绝对光滑（即小车不受任何阻力作用），那么小车将一直保持匀速直线运动．
15．历史上最早测出大气压强值的科学家是（　　）
A．马德堡B．阿基米德C．托里拆利D．焦耳
5．为了研究物体吸收热量与升高温度的关系．用两只完全相同的烧杯A和B分别装入杯中质量相同的水和煤油，两个杯中分别插入相同的温度计．如图所示．
加热时间（分）00.511.52
煤油的温度（℃）3947556371
水的温度（℃）3743495561
（1）在实验中，物体吸收热量多少用加热时间反映，两杯中间用一个酒精灯在厚度均匀的铝薄板下加热的目的是使水和煤油吸收相同的热量．
（2）加热一段时间开始记时，并同时测量水和煤油的温度，设每半分钟吸收的热量相同．将所测得的实验数据填写在表格中，分析实验数据，可得：相同质量的水和煤油，吸收相同的热量，煤油升高的温度与水升高的温度之比为4：3．
12．如图所示，将重为5N的木块放入烧杯中，木块底部离水面的深度为6cm静止时木块所受浮力的大小为5N，方向为竖直向上．
11．如图所示，甲乙两杯子底面积相同且均装满水放在水平桌面上，分别将质量相等的铁块和木块放入两个杯子后，两个杯子对桌面的压强相等．此时铁块和木块受到的浮力分别为F1和F2，放入物体前，两杯子对桌面的压强分别为p1和p2．则（　　）
A．F1＞F2    p1＞p2B．F1＜F2   p1＞p2C．F1＜F2   p1＜p2D．F1＞F2    p1＜p2
12．小明家中有一电子秤，如图a所示，他想利用电子秤、玻璃杯、石块、水、细线进行有关浮力与密度的探究．

（1）如图b，他将石块放电子秤上，测出石块质量为36g．
（2）他利用适量的水，细线进行了图中的c、d、e、f的操作．
由实验步骤d、e、f可知，浸在水中的石块所受的浮力与排开的液体的体积有关；
根据实验数据及所学的物理知识可知，石块浸没在水中时排开水的体积为15cm3，算出石块的密度为2.4g/cm3．
（3）如果考虑石块浸入水中后会吸水，则所测得的石块密度偏大（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
（4）小明将杯中的水换成相同体积的食用油进行了如图g的操作，取出石块后，如图h 所示，对比实验步骤c、f、g、h可知，石块受的浮力还与液体密度有关．
（5）根据实验数据可知，食用油的密度为0.9g/cm3，杯中食用油的体积200cm3，空杯子的质量为105g．（不考虑石块吸入或沾有液体对实验的影响）

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