《2024年北大绿卡课课大考卷九年级物理全一册人教版吉林专版》

23. 要测量一个数百欧的电阻Rx的阻值，器材有干电池两节，电压表（量程为0～3 V、0～15 V）、滑动变阻器（100 Ω 2 A）和电阻箱（0～9999 Ω）各一个，开关、导线若干。测量电路如图甲所示。

（1）和通常使用的“伏安法”不同，这次实验没有选用电流表，原因是______。
（2）在接通电路前，应将滑动变阻器的滑片P移到______端。
（3）连接好电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数如图乙所示为______ V。
（4）接下来把电路中的待测电阻Rx替换为电阻箱，然后要进行的操作是______。

答案：
(1)电路中的电流很小，不能用电流表准确测出电流的大小　
(2)$b$　
(3)2.5　
(4)保持滑动变阻器滑片$P$的位置不变，调节电阻箱，使电压表的示数仍为2.5V，并读出此时电阻箱接入电路的阻值，即为待测电阻$R_x$的阻值

24. 在探究“电流与电压的关系”的实验中，器材有：滑动变阻器（30 Ω 2 A）、开关、电源（电压恒为6 V）各一个，电流表、电压表各一个，一个5 Ω定值电阻，导线若干。

（1）图甲是小明连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并画出正确的连线。
（2）闭合开关前，小明发现电流表的指针如图乙所示，出现这个现象的原因是______。
（3）实验中通过调节滑动变阻器滑片P，测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值如表所示，老师看后说其中第一组数据是错误的。老师的判断依据是______。
|实验次数|1|2|3|4|5|6|
|----|----|----|----|----|----|----|
|电压U/V|0.5|1.0|1.5|2.0|2.5|3.0|
|电流I/A|0.1|0.2|0.3|0.4|0.5|0.6|
（4）解决上述问题后，小明闭合开关，记录电流表和电压表的示数，并移动滑片进行多次测量，绘制出定值电阻的I - U图象，如图丙中a所示图象。根据图象可以得出结论：______。
（5）将电路中的电阻换成小灯泡，闭合开关，记录电流表和电压表的示数，并移动滑片进行多次测量，绘制出小灯泡的I - U图象，如图丙中b所示图象。则A、B、C三个点的电阻RA、RB、RC由小到大的顺序为______。
【拓展】完成实验后，老师让小明用该电路继续探究“电流与电阻的关系”，他选了三个定值电阻（10 Ω、20 Ω、30 Ω）。先将10 Ω电阻接入电路，调节滑动变阻器使电压表示数为2.5 V；再将10 Ω的电阻换成20 Ω的电阻，调节滑动变阻器使电压表的示数为2.5 V，他继续换成30 Ω的电阻时，发现无论怎样调节滑动变阻器都无法使电压表示数为2.5 V。为了完成实验，小明设计了两个调整方案，请你帮他填写完整。
A. 如果只更换滑动变阻器，则更换的滑动变阻器最大阻值不小于______ Ω；
B. 如果只降低电源电压，他应控制电源电压的范围是______。

答案：

(1)如图所示。

(2)电流表的指针没有校零(调零)
(3)电路中的最小电流大于0.1A
(4)电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(5)$R_A ＜ R_B ＜ R_C$
【拓展】42　2.5～5 V
【解析】
(3)变阻器的最大电阻为30Ω，根据电阻的串联和欧姆定律，电路的最小电流为：$I_{小} = \frac{U}{R + R_{滑大}} = \frac{6V}{5Ω + 30Ω} \approx 0.17A ＞ 0.1A$，即电路中的最小电流大于0.1A，故第1组数据是错误的；
(4)$a$图象为过原点的直线，故根据图象可以得出结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
(5)将电路中的电阻换成小灯泡，根据绘制出的小灯泡的$I - U$图象知，通过灯的电流随电压的变大而变大，灯丝的温度升高，故灯丝的电阻变大，则$A$、$B$、$C$三个点的电阻$R_A$、$R_B$、$R_C$由小到大的顺序为$R_A ＜ R_B ＜ R_C$。
【拓展】
A. 电压表控制的电压为2.5V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：$U_{滑} = 6V - 2.5V = 3.5V$，变阻器分得的电压为电压表示数的$\frac{3.5V}{2.5V} = 1.4$倍，根据分压原理，当接入30Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：$R_{滑} = 1.4×30Ω = 42Ω$，如果只更换滑动变阻器，更换的滑动变阻器最大阻值不小于42Ω；
B. 当变阻器全部电阻30Ω连入电路时，此时对应的定值电阻应最大为30Ω，电源电压最大，根据分压原理，变阻器两端的电压$U_{变} = \frac{30Ω}{30Ω}×2.5V = 2.5V$，所以最大电源电压为2.5V + 2.5V = 5V，最小为2.5V。