小凯同学利用如图所示的实验装置探究电流与电阻的关系。实验器材-优题课

小凯同学利用如图所示的实验装置探究电流与电阻的关系。实验器材有：定值电阻 $(5 Ω$ 、 $10 Ω$ 、 $20 Ω$ 、 $50 Ω)$ 、规格为“ $20 Ω 1 A$ ”的滑动变阻器、电源（电压恒为 $6 V$ ）、电压表、电流表、导线和开关。

（1）图甲是小凯连接的实物电路，其中一根导线连接错误，请你在该导线上打“ $\times$ ”并用笔画线代替导线正确连线。

（2）改正电路连接后，闭合开关，移动滑片，电压表指针随之偏转，而电流表的指针不动，则电路故障的原因是电流表　　（填“短路”或“断路”）。

（3）排除故障后，小凯进行实验时，调节滑片使电压表的示数为 $4 V$ 保持不变。根据提供的器材和连接的实物电路，最多可选择哪几个定值电阻进行实验？　　。

（4）为了确保所给的定值电阻单独接入电路后都能正常实验，小凯从其他小组借来了“ $50 Ω 1 A$ ”的滑动变阻器，这时需要控制电压表的示数　　 $V$ 不变。通过多次实验，可得结论：电压一定时，通过导体的电流与电阻成　　。

（5）实验结束后，在只有电流表的情况下，小凯同学设计了如图乙所示的电路，测出了小灯泡 $L$ 的额定功率。已知小灯泡 $L$ 正常工作的电流为 $0.2 A$ ，电源电压为 $6 V$ ，定值电阻 $R_{0}$ 的阻值为 $5 Ω$ ，请你将实验步骤补充完整。

①开关 $S$ 接 $a$ ，调节 $R_{1}$ 的滑片，使电流表的示数为　　 $A$ ，此时小灯泡正常发光。

②开关 $S$ 接 $b$ ，使 $R_{1}$ 的滑片　　（填“向左移”、“向右移”或“保持不动”），此时电流表的示数为 $0.6 A$ ，则 $R_{1}$ 接入电路的阻值为　　，然后将 $R_{1}$ 的滑片滑到最　　（填“左”或“右”）端，此时电流表的示数为 $0.4 A$ ，则 $R_{1}$ 的最大阻值为　　 $Ω$ 。

③小灯泡的额定功率 $P_{额} =$ 　　 $W$ 。

科目物理题型实验题难度较难

知识点：探究电流与电压、电阻的关系实验

利用如图电路研究“电流与电阻的关系”，其中电流表量程为“ $0 ~ 0.6 A$ ”，电压表量程为“ $0 ~ 3 V$ ”，滑动变阻器的规格为“ $50 Ω$ ， $1 A$ ”，依次将阻值为5欧、10欧、20欧的定值电阻接入 $AB$ 之间完成实验，获得数据如下表。

实验组别	1	2	3
电阻 $R$ （欧 $)$	5	10	20
电流 $I$ （安 $)$	0.4	0.2	0.1

请回答：

（1）完成第一组实验，断开开关，拆下5欧的电阻，改接10欧的电阻。继续操作有以下四步：①闭合开关；②将滑动变阻器的滑片移到最右端；③记录电流表示数；④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。从安全和规范角度考虑，正确的顺序是　　；

（2）上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是　　；

（3）依据表中数据作出了下列图象，其中正确的是　　；

（4）要完成本次实验，电源最多只能将　　节干电池串联。

小金制作了一个利用电压表测物体重力的小作品，它能在电压表盘上读出所放物体重力的大小，如图所示。

（1）当秤盘不放任何重物时，滑片 $P$ 恰好处于 $a$ 点。闭合开关，当秤盘上所放钩码个数增多时，电压表示数将　　（填“增大”、“减小”或“不变” $)$ ；

（2）一段时间后，在秤盘放2牛重的钩码时，表盘读数比2牛大，换不同重的钩码反复试验，每次读数都不同且大于钩码的重力。产生这一现象是由于　　引起的（填字母）。

$A$ ． $R_{1}$ 短路 $B$ ． $R_{1}$ 断路 $C$ ． $R_{2}$ 短路 $D$ ． $R_{2}$ 断路

归纳与演绎是科学学习中非常重要的科学方法，下表是兴趣小组归纳“根据 $ρ = \frac{m}{V}$ ，运用浮力知识间接测量固体密度”的方法，请回答：

方法

实验器材

操作过程

思维过程

数据处理

适用范围

一

弹簧测力计

烧杯

水

$∵ m = \frac{G}{g} V_{物} = V_{浮} = \frac{F_{浮}}{ρ_{水} g}$

$∴ ρ_{物} = \frac{m_{物}}{V_{物}} = \frac{G}{F_{浮}} ρ_{水} = \frac{F_{1}}{F_{1} - F_{2}} ρ_{水}$

（1） $ρ_{物} =$ 　 $3 \times 10^{3}$ 　

千克 $/$ 米 $^{3}$

$ρ_{物} > ρ_{液}$

二

量筒

细铁丝

水

$\dots \dots$

（2） $ρ_{物} =$ 　　

（用 $V_{1}$ 、 $V_{2}$ 、 $V_{3}$ 、 $ρ_{水}$ 表示）

$\dots \dots$

$ρ_{物} < ρ_{液}$

某科学小组对电流通过导体产生热的多少与哪些因素有关进行了研究。装置如图，2只烧瓶内装满煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝 $R_{甲}$ 和 $R_{乙}$ 。

猜想一：电热跟电流的大小有关，电流越大电热越多；

猜想二：电热跟导体的电阻大小有关，电阻越大电热越多。

为验证猜想一，设计以下方案：

①将电阻丝 $R_{甲}$ 和 $R_{乙}$ 串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置，闭合开关记下电流表的读数 $I_{1}$ ，经过一段时间后标出2根玻璃管内液面的位置；

②当2根玻璃管中的液面降到原来的高度后，减小滑动变阻器的阻值，闭合开关记下电流表的读数 $I_{2}$ ，经过相同时间后标出2根玻璃管内液面的位置。

请回答下列问题：

（1）为使实验现象明显，经常会采用转换或放大的思想。为比较电热丝产生热量的多少，实验中体现这些思想的设计有　　。（写出一条即可）。

（2）为验证猜想一，必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度，原因是　　。

（3）科学研究倡导有依据的猜想，请说出生活中支持猜想二的一个实例：　　。

科学兴趣小组的同学利用学过的知识，测量定值电阻 $R_{x}$ 的阻值。

（1）同学们利用电路甲测量 $R_{x}$ 的阻值，测量数据和结果如下表一：

实验次数	电压 $U$ （伏 $)$	电流 $I$ （毫安）	电阻 $R$ （欧 $)$
1	2.0	2.30	870
2	2.5	2.90	862
3	4.0	4.70	851

根据表格中的数据可求得该电阻的阻值是　。

（2）同学们发现该电阻的标定阻值为1000欧，为什么测量值与标定值之间有较大偏差？他们查资料寻找原因，发现平时认为电阻为零的电流表和电阻无穷大的电压表实际上都有一定的内阻，只是电压表的内阻比较大，电流表的内阻比较小，但都会对测量结果产生影响。然后，同学们找来他们使用的电流表和电压表的说明书，说明书显示：

电压表：量程 $0 ~ 6$ 伏，内阻6000欧

电流表：量程 $0 ~ 10$ 毫安，内阻40欧

根据这些信息，可判断甲电路中由于　　 $($ “电流表”或“电压表” $)$ 内阻的影响，使测量结果产生较大偏差。

（3）小组同学经过思考，改成电路乙进行实验，测量数据和结果如下表：

实验次数	电压 $U$ （伏 $)$	电流 $I$ （毫安）	电阻 $R$ （欧 $)$
1	2.0	1.92	1042
2	2.5	2.45	1020
3	4.0	3.75	1067

比较两次测量结果，同学们做出了以下分析，你认为正确的是　　。

$A$ ．测量该定值电阻选择电路乙更合适

$B$ ．用电压表和电流表测量得到的电阻阻值都会偏大或偏小

$C$ ．选择合适的电路，测得的电阻值偏差会减小，更接近真实值

（4）拓展应用根据以上的探究，如果需要测量阻值约20欧的小阻值电阻时，选用了合适量程的电压表和电流表后，为了使测量结果更精确，应选择甲和乙中的哪一电路？并说明理由。　　