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第3章　电路探秘 微专题·重难突破七　 有关电路的探究实验 学生 用书B52
分值：38分
选择题每小题3分，共6分；填空题每空2分。
　探究影响电阻大小的因素
1.(8分)某科学学习小组从课堂中了解到盐溶液也能导电。小组成员拿了一根弹性很好的乳胶管，里面灌满一定浓度的盐水，两端用金属圆片电极密封，形成一段封闭的盐水柱，长度为20 cm。在老师的指导下，选用了下列器材，对该盐水柱的电阻进行探究(过程中盐水柱的温度变化和化学变化不考虑)：
[器材选择]学生电源12 V，电流表(0~5 mA)，电压表(0~3 V，0~15 V)，滑动变阻器(0~10 kΩ)。
[电路连接]小组设计了如图甲所示的电路图。
第1题图
(1)(2分)根据实验要求，用笔画线作为导线完成如图乙所示实物图的连接。
[实验数据]正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，测得数据如表所示：
实验次序 1 2 3
电压表示数/V 3.6 7.2 10.2
电流表示数/mA 1.25 2.40 3.48
盐水柱电阻/kΩ ？ 3.00 2.93
(2)分析表中三组数据，该盐水柱的电阻为　2.94　kΩ(结果保留两位小数)。
(3)有小组成员提出，金属丝的电阻与金属丝的长度、横截面积、材料有关。盐水柱的电阻是否也与这些因素有关呢？
[方案设计]
①探究盐水柱的电阻与长度的关系。小组成员利用乳胶管弹性好的特性，通过拉长乳胶管来改变盐水柱长度，进行探究。你觉得此设计是否合理？　不合理　，请说明理由：　在拉长乳胶管长度时，盐水柱的长度和横截面积都会相应发生变化，未控制单一变量　。
②探究盐水柱的电阻与横截面积的关系……
③探究盐水柱的电阻与盐水浓度的关系……
【答案】 (1)如答图所示。
第1(1)题答图
　电流与电压、电阻的关系
2.如图所示是某同学在探究“电流与电阻关系”实验中设计的电路图、数据表的一部分以及绘制的图像。下列说法中，不正确的是(　D　)
5
2 10 0.20
20
第2题图
A.该实验中滑动变阻器既可以保护电路又可以控制定值电阻两端的电压不变
B.实验中无论如何调节滑片始终达不到预定电压值的原因可能是滑动变阻器最
大阻值过小
C.由图中数据可知I－R图像中的阴影部分面积为2 V
D.本实验可用小灯泡代替定值电阻完成实验
3.(6分)在探究电流与电压关系的实验中，老师为同学们准备了下列器材：学生电源(电压为3 V，且保持不变)，电流表，电压表，定值电阻R(阻值约为10 Ω)，开关，滑动变阻器和导线若干。同学们设计了如图甲、乙所示两种电路。
第3题图
(1)有同学认为图乙中的电路比图甲中的电路好，其理由是　图乙中的滑动变阻器便于改变R两端的电压，从而起到多次测量的作用　。
(2)(2分)请根据图乙将图丙的实物图连接完整。
(3)正确连接实物电路后，闭合开关，电压表指针明显偏转，电流表指针不偏转，原因可能是　定值电阻R断路　。
【答案】 (2)如答图所示。
第3(2)题答图
4.(8分)小柯利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”。需要的器材如下：电压为6 V的学生电源(电源电压恒定)，规格是“50 Ω　2 A”的滑动变阻器，以及阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω的5个定值电阻。
第4题图
(1)实验步骤如下：
①(2分)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整(导线不允许交叉)。
②实验中多次改变定值电阻R的阻值，并调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，然后记下电流表的示数，得到电流I随电阻R变化的图像，如图丙所示。
(2)上述实验中，小柯用5 Ω的电阻做完实验后，接下来的操作是　断开开关　，然后再用10 Ω的电阻替代原电阻接入电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为　2.5　V时，再次读出电流表的示数。
(3)实验中，学生电源损坏，用新的干电池串联而成的电池组替代，若要完成上述实验，控制R两端的电压与(2)中相同，并且5个定值电阻都要用到，则电池组中干电池的数量最多不能超过　5　节。
【答案】 (1)如答图所示。
第4(1)题答图
【解析】 (3)为了保证定值电阻两端电压为2.5 V不变，则需要通过移动滑动变阻器的滑片来完成。根据串联电路分压特点可知，当定值电阻阻值越大时，分得的电压越大，则滑动变阻器接入电路中的阻值要增大，才能控制定值电阻两端电压不变。当定值电阻阻值为25 Ω时，根据题图丙可知电路中电流为0.1 A，滑动变阻器的最大阻值为50 Ω，此时滑动变阻器两端的电压达到最大，为U滑=IR=0.1 A×50 Ω=5 V，此时电源电压为U=2.5 V＋5 V=7.5 V，一节干电池的电压为1.5 V，因此电池组中干电池的数量最多不能超过5节。
　伏安法测电阻
5.某同学在测定灯泡电阻的实验中将电压表、电流表接入电路，当开关闭合后，发现电压表有示数(等于电源电压)，电流表示数为零，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数基本上没有变化，电流表示数始终为零。其原因可能是(　D　)
第5题图
A.滑动变阻器接触不良
B.开关接触不良
C.灯泡两端短路
D.灯泡的灯丝断了
6.(4分)实验室有3个未知阻值的电阻a、b、c，小明想用“伏安法”来比较出它们的大小关系。
第6题图
(1)如图甲所示为小明设计的测未知电阻R阻值的电路图，其中正确的是　①　(填序号)。
(2)采用正确方法后，小明对这3个电阻进行测量，并把结果标在如图乙所示的图像上，则其中阻值最大的电阻是　c　(填字母)。
7.(6分)小科按照实验要求，设计测量未知定值电阻Rx阻值(范围为400~600 Ω)的实验。器材：干电池两节(总电压为2~3 V)，电压表(量程0~3 V、0~15 V)、电流表(量程0~0.6 A、0~3 A)、滑动变阻器(规格为“500 Ω　0.5 A”)各一个，开关、导线若干。
第7题图
(1)要求一：测算出Rx的阻值，且实验过程中不能拆接电路。
小科设计的实验电路如图甲所示。请分析：
①小科在设计实验前通过估算发现，用所提供的电流表无法测量出电路中的电流，其原因是　被测电阻阻值范围为400~600 Ω，两节干电池的总电压最大为3 V，根据欧姆定律可估算出电路中最大电流值为0.0075 A，比电流表最小刻度值0.02 A小得多，因此用所提供的电流表无法测量电路中电流　。
②实验时，先将变阻器滑片P移到位置a处，读出电压表示数为U1，U1即为电源电压。再将变阻器滑片P移到位置b处，读出电压表示数为U2 ，则U1－U2就是此时滑动变阻器两端的电压。根据相关数据计算Rx的阻值。实验中滑片P所在的a、b处分别对应的位置是　a点在最右端(或阻值最小端)，b点在最左端(或阻值最大端)　。
(2)要求二：增加一个电学元件以实现Rx阻值的直接读取，且电路只能连接一次。
小科增加了一个阻值可连续调节且可读数的变阻器R，重新设计了电路(如图乙所示)。实验步骤如下：①先闭合开关S、S1，调节滑动变阻器使电压表示数为2 V；②再断开开关S1，闭合开关S2，　调节R的阻值，使电压表示数为2 V　，读取此时R的数值。R的示数即为Rx的阻值。 第3章　电路探秘 微专题·重难突破七　 有关电路的探究实验 学生 用书B52
分值：38分
选择题每小题3分，共6分；填空题每空2分。
　探究影响电阻大小的因素
1.(8分)某科学学习小组从课堂中了解到盐溶液也能导电。小组成员拿了一根弹性很好的乳胶管，里面灌满一定浓度的盐水，两端用金属圆片电极密封，形成一段封闭的盐水柱，长度为20 cm。在老师的指导下，选用了下列器材，对该盐水柱的电阻进行探究(过程中盐水柱的温度变化和化学变化不考虑)：
[器材选择]学生电源12 V，电流表(0~5 mA)，电压表(0~3 V，0~15 V)，滑动变阻器(0~10 kΩ)。
[电路连接]小组设计了如图甲所示的电路图。
第1题图
(1)(2分)根据实验要求，用笔画线作为导线完成如图乙所示实物图的连接。
[实验数据]正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，测得数据如表所示：
实验次序 1 2 3
电压表示数/V 3.6 7.2 10.2
电流表示数/mA 1.25 2.40 3.48
盐水柱电阻/kΩ ？ 3.00 2.93
(2)分析表中三组数据，该盐水柱的电阻为 kΩ(结果保留两位小数)。
(3)有小组成员提出，金属丝的电阻与金属丝的长度、横截面积、材料有关。盐水柱的电阻是否也与这些因素有关呢？
[方案设计]
①探究盐水柱的电阻与长度的关系。小组成员利用乳胶管弹性好的特性，通过拉长乳胶管来改变盐水柱长度，进行探究。你觉得此设计是否合理？ ，请说明理由： 。
②探究盐水柱的电阻与横截面积的关系……
③探究盐水柱的电阻与盐水浓度的关系……
　电流与电压、电阻的关系
2.如图所示是某同学在探究“电流与电阻关系”实验中设计的电路图、数据表的一部分以及绘制的图像。下列说法中，不正确的是(　 　)
5
2 10 0.20
20
第2题图
A.该实验中滑动变阻器既可以保护电路又可以控制定值电阻两端的电压不变
B.实验中无论如何调节滑片始终达不到预定电压值的原因可能是滑动变阻器最
大阻值过小
C.由图中数据可知I－R图像中的阴影部分面积为2 V
D.本实验可用小灯泡代替定值电阻完成实验
3.(6分)在探究电流与电压关系的实验中，老师为同学们准备了下列器材：学生电源(电压为3 V，且保持不变)，电流表，电压表，定值电阻R(阻值约为10 Ω)，开关，滑动变阻器和导线若干。同学们设计了如图甲、乙所示两种电路。
第3题图
(1)有同学认为图乙中的电路比图甲中的电路好，其理由是 。
(2)(2分)请根据图乙将图丙的实物图连接完整。
(3)正确连接实物电路后，闭合开关，电压表指针明显偏转，电流表指针不偏转，原因可能是 。
4.(8分)小柯利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”。需要的器材如下：电压为6 V的学生电源(电源电压恒定)，规格是“50 Ω　2 A”的滑动变阻器，以及阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω的5个定值电阻。
第4题图
(1)实验步骤如下：
①(2分)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整(导线不允许交叉)。
②实验中多次改变定值电阻R的阻值，并调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，然后记下电流表的示数，得到电流I随电阻R变化的图像，如图丙所示。
(2)上述实验中，小柯用5 Ω的电阻做完实验后，接下来的操作是 ，然后再用10 Ω的电阻替代原电阻接入电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 V时，再次读出电流表的示数。
(3)实验中，学生电源损坏，用新的干电池串联而成的电池组替代，若要完成上述实验，控制R两端的电压与(2)中相同，并且5个定值电阻都要用到，则电池组中干电池的数量最多不能超过 节。
【解析】 (3)为了保证定值电阻两端电压为2.5 V不变，则需要通过移动滑动变阻器的滑片来完成。根据串联电路分压特点可知，当定值电阻阻值越大时，分得的电压越大，则滑动变阻器接入电路中的阻值要增大，才能控制定值电阻两端电压不变。当定值电阻阻值为25 Ω时，根据题图丙可知电路中电流为0.1 A，滑动变阻器的最大阻值为50 Ω，此时滑动变阻器两端的电压达到最大，为U滑=IR=0.1 A×50 Ω=5 V，此时电源电压为U=2.5 V＋5 V=7.5 V，一节干电池的电压为1.5 V，因此电池组中干电池的数量最多不能超过5节。
　伏安法测电阻
5.某同学在测定灯泡电阻的实验中将电压表、电流表接入电路，当开关闭合后，发现电压表有示数(等于电源电压)，电流表示数为零，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数基本上没有变化，电流表示数始终为零。其原因可能是(　 　)
第5题图
A.滑动变阻器接触不良
B.开关接触不良
C.灯泡两端短路
D.灯泡的灯丝断了
6.(4分)实验室有3个未知阻值的电阻a、b、c，小明想用“伏安法”来比较出它们的大小关系。
第6题图
(1)如图甲所示为小明设计的测未知电阻R阻值的电路图，其中正确的是 (填序号)。
(2)采用正确方法后，小明对这3个电阻进行测量，并把结果标在如图乙所示的图像上，则其中阻值最大的电阻是 (填字母)。
7.(6分)小科按照实验要求，设计测量未知定值电阻Rx阻值(范围为400~600 Ω)的实验。器材：干电池两节(总电压为2~3 V)，电压表(量程0~3 V、0~15 V)、电流表(量程0~0.6 A、0~3 A)、滑动变阻器(规格为“500 Ω　0.5 A”)各一个，开关、导线若干。
第7题图
(1)要求一：测算出Rx的阻值，且实验过程中不能拆接电路。
小科设计的实验电路如图甲所示。请分析：
①小科在设计实验前通过估算发现，用所提供的电流表无法测量出电路中的电流，其原因是 。
②实验时，先将变阻器滑片P移到位置a处，读出电压表示数为U1，U1即为电源电压。再将变阻器滑片P移到位置b处，读出电压表示数为U2 ，则U1－U2就是此时滑动变阻器两端的电压。根据相关数据计算Rx的阻值。实验中滑片P所在的a、b处分别对应的位置是 。
(2)要求二：增加一个电学元件以实现Rx阻值的直接读取，且电路只能连接一次。
小科增加了一个阻值可连续调节且可读数的变阻器R，重新设计了电路(如图乙所示)。实验步骤如下：①先闭合开关S、S1，调节滑动变阻器使电压表示数为2 V；②再断开开关S1，闭合开关S2， ，读取此时R的数值。R的示数即为Rx的阻值。

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