题目

电压越高，电流可能越大；电阻表示导体对电流的阻碍作用，电阻越大，电流会越小。那么，流过导体的电流与导体的电阻及加在它两端的电压存在怎样的定量关系呢？请根据情境，回答下列小题。（1）探究小组进行实验，小马同学连接电路时，忘记应当如何连接滑动变阻器了。请你帮助他连接完整电路，要求滑动变阻器滑片向左移动时，电压表示数变大；连接后请在方框中画出对应的电路图；（2）在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，得到的实验数据如下表所示： 序号 1 2 3 4 5 6 电压U/V 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 电流I/A 0.08 0.15 0.23 0.40 0.38 0.45 ①为分析电流与电压的定量关系，请你在图2中画出电阻的U-I图像；②图像中可以看出，这些数据中第 ____ 组是明显错误的，跟其他数据的规律完全不同分析时需要把它剔除掉；③剔除错误数据后，分析数据和图像，可以得到结论是：在电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压 ____ ；④实验中，探究小组采用的电阻R= ____ Ω；（3）探究小组继续探究电流与电阻的关系：①更换不同的定值电阻，移动 ____ ，保持电阻两端电压不变，进行实验，得到实验数据如下表： 序号 1 2 3 4 电阻R/Ω 5 10 15 20 电流I/A 0.60 0.30 0.20 0.14 ②分析数据，可以用图3中I-R图像中的图线 ____ 表示电流与电阻的关系；（4）将实验电路中的定值电阻更换为标有电压为2.5V的某小灯泡进行实验。第一次测量时的让小灯泡两端的电压等于2.5V，以后调节滑动变阻器，让电压逐次下降，灯泡变暗直至完全不发光，测量的数据如下表所示： 序号 1 2 3 4 5 6 7 发光情况 明亮 不很亮 不亮 较暗 微光 熄灭 熄灭 电压U/V 2.5 2.1 1.7 1.3 0.9 0.5 0.1 电流I/A 0.28 0.26 0.24 0.21 0.19 0.16 0.05 ①小灯泡正常工作时的电阻是 ____ ，电功率是 ____ ；②对比实验数据，发现小灯泡的电阻随着亮度减小逐渐 ____ ，产生电阻变化的原因是 ____ 。请你设计一个实验验证你的想法 ____ ；（注意写清实验步骤、现象，请将实验电路画在方框中）（5）另一小组进行探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，实验电路如图4所示。已知电源电压U=6V，滑动变阻器最大阻值R2=50Ω，滑动变阻器的滑片在中点时，电流表示数恰好是0.2A，求实验中采用的R1的阻值。

电压越高，电流可能越大；电阻表示导体对电流的阻碍作用，电阻越大，电流会越小。那么，流过导体的电流与导体的电阻及加在它两端的电压存在怎样的定量关系呢？请根据情境，回答下列小题。
（1）探究小组进行实验，小马同学连接电路时，忘记应当如何连接滑动变阻器了。请你帮助他连接完整电路，要求滑动变阻器滑片向左移动时，电压表示数变大；连接后请在方框中画出对应的电路图；
（2）在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，得到的实验数据如下表所示：
序号 1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8
电流I/A 0.08 0.15 0.23 0.40 0.38 0.45
①为分析电流与电压的定量关系，请你在图2中画出电阻的U-I图像；
②图像中可以看出，这些数据中第 ____ 组是明显错误的，跟其他数据的规律完全不同分析时需要把它剔除掉；
③剔除错误数据后，分析数据和图像，可以得到结论是：在电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压 ____ ；
④实验中，探究小组采用的电阻R= ____ Ω；
（3）探究小组继续探究电流与电阻的关系：
①更换不同的定值电阻，移动 ____ ，保持电阻两端电压不变，进行实验，得到实验数据如下表：
序号 1 2 3 4
电阻R/Ω 5 10 15 20
电流I/A 0.60 0.30 0.20 0.14
②分析数据，可以用图3中I-R图像中的图线 ____ 表示电流与电阻的关系；
（4）将实验电路中的定值电阻更换为标有电压为2.5V的某小灯泡进行实验。第一次测量时的让小灯泡两端的电压等于2.5V，以后调节滑动变阻器，让电压逐次下降，灯泡变暗直至完全不发光，测量的数据如下表所示：
序号 1 2 3 4 5 6 7
发光情况 明亮 不很亮 不亮 较暗 微光 熄灭 熄灭
电压U/V 2.5 2.1 1.7 1.3 0.9 0.5 0.1
电流I/A 0.28 0.26 0.24 0.21 0.19 0.16 0.05
①小灯泡正常工作时的电阻是 ____ ，电功率是 ____ ；
②对比实验数据，发现小灯泡的电阻随着亮度减小逐渐 ____ ，产生电阻变化的原因是 ____ 。请你设计一个实验验证你的想法 ____ ；（注意写清实验步骤、现象，请将实验电路画在方框中）
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（5）另一小组进行探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，实验电路如图4所示。已知电源电压U=6V，滑动变阻器最大阻值R2=50Ω，滑动变阻器的滑片在中点时，电流表示数恰好是0.2A，求实验中采用的R1的阻值。菁优网

题目解答

答案

解：（1）滑动变阻器应与电流表串联接入电路中，且滑动变阻器应“一上一下”接入电路，由于要求滑动变阻器滑片向左移动时，电压表示数变大，说明滑动变阻器分得的电压变小，根据串联正比分压可知，滑动变阻器接入阻值变小，故滑动变阻器接左下接线柱，作图如下：
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根据实物图，画出电路图如下：
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（2）①以纵坐标为电压值，横坐标为电流值，将表中数据逐一描点在坐标系中，用用光滑的线连接，如下图：
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②电流随电压的增大而增大，第4组数据不符合这个规律，远远的偏离了图像，是明显错误的。
③剔除错误数据后，由图像可知，U-I图像是一条过原点的直线，说明电流与电压成正比，所以得到结论是：在电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。
④实验中，电阻R的阻值为：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.6V}{0.15A}$=4Ω；
（3）①探究小组继续探究电流与电阻的关系的实验中，应控制定值电阻两端的电压一定，所以更换不同的定值电阻，移动滑动变阻器的滑片，保持电阻两端电压不变，进行实验。
②分析数据可知，当电阻扩大n倍时，电流就减小为原来的n分之一，即电阻与电流的乘积是一个定值，所以电流与电阻成反比，所以可以用I-R图像中的图线a表示电流与电阻的关系。
（4）①小灯泡的额定电压为2.5V，由表格中数据可知，此时的电流为0.28A，所以小灯泡正常工作时的电阻是：RL=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{2.5V}{0.28A}$≈8.9Ω；
小灯泡正常工作时的功率即为额定功率，额定功率大小为：PL=ULIL=2.5V×0.28A=0.7W；
②由表中数据，根据R=$\frac{U}{I}$，第1～7次电阻的大小分别约为8.9Ω、8.1Ω、7.1Ω、4.7Ω、6.2Ω、3.1Ω、2Ω，可见小灯泡的电阻逐渐减小，这是由于随着小灯泡两端电压的降低，灯丝温度不断降低造成的。
取一段钨丝，用酒精灯加热，并串联一个电流表，在钨丝两端并联一个电压表，把它们正确接入电路，如下图：
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实验步骤：
a．按图连接电路；
b．闭合开关，记录电流表和电压表的示数；
c．用酒精灯加热钨丝并观察电流表和电压表的示数，并观察变化情况；
d．分别计算出加热前和加热后钨丝的电阻，得出结论。
通过实验发现加热钨丝，电压表示数增大，电流表示数减小，根据R=$\frac{U}{I}$可知，电阻变大。
（5）当滑片在中点时，电路中的总电阻为：R总=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.2A}$=30Ω；
所以定值电阻R1的大小为：R1=R总-$\frac{1}{2}$R2=30Ω-$\frac{1}{2}$×50Ω=5Ω。
故答案为：
（1）菁优网；菁优网；
（2）①菁优网；②4；②成正比；④4；
（3）①滑动变阻器的滑片；②a；
（4）①8.9Ω；0.7W；②减小；灯丝电阻随温度的变化而变化；实验步骤见解析；
（5）5Ω。