《2025年一本同步训练九年级物理全一册沪科版重庆专版》

4. (科学探究)小军利用图甲中的电路探究电流与电阻的关系,所用器材规格已在图中标明。

(1)实验中,无论如何调节滑动变阻器的滑片,电流表的示数始终为零,电压表的示数始终为3V。经检查发现是某根导线出现了开路,该导线是②(填导线编号)。
(2)测量结束后,应先断开开关,拆除电源两端的导线后,再拆除其他导线并整理好器材。
(3)将电流表的示数记为I,电阻箱和滑动变阻器接入电路的阻值分别记为$R_{1}$和$R_{2}$。小军根据实验数据绘制的I与$\frac{1}{R_{1}}$之间关系的图像如图乙所示。

①根据图乙可得出“在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比”的实验结论。
②在图丙的选项中,能正确反映I与$\frac{1}{R_{2}}$之间关系的是B(填字母)。

答案： 1. （1）
解：在探究电流与电阻关系的电路中，电流表的示数始终为零，说明电路断路，电压表的示数始终为$3V$，说明电压表与电源连通。
若$①$导线开路，电压表无示数；若$②$导线开路，电流表无示数，电压表有示数且等于电源电压（电源电压为$3V$）；若$③$导线开路，电流表有示数，电压表无示数；若$④$导线开路，电流表无示数，电压表无示数。所以开路的导线是$②$。
2. （2）
测量结束后，应先断开开关，拆除电源两端的导线后，再拆除其他导线并整理好器材。
3. （3）
①
根据图乙，$I$与$\frac{1}{R_{1}}$成正比，因为$\frac{1}{R_{1}}$与$R_{1}$成反比，所以在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
②
解：根据串联电路电压特点$U = U_{1}+U_{2}$（$U = 3V$），$U_{1}=IR_{1}$，$U_{2}=IR_{2}$，可得$I=\frac{U}{R_{1} + R_{2}}$。
由图乙可知，当$I = 0.1A$时，$\frac{1}{R_{1}}=0.1\Omega^{-1}$，则$R_{1}=10\Omega$，此时$U_{1}=IR_{1}=0.1A×10\Omega = 1V$，$U_{2}=U - U_{1}=3V - 1V = 2V$，$R_{2}=\frac{U_{2}}{I}=\frac{2V}{0.1A}=20\Omega$。
因为$U = I(R_{1}+R_{2})$，$R_{1}$是定值（由图乙数据可算出$R_{1}=\frac{U_{1}}{I}=\frac{1V}{0.1A}=10\Omega$），$U = 3V$，所以$I=\frac{3V}{10\Omega+R_{2}}$，$I$与$R_{2}$成反比，$I$与$\frac{1}{R_{2}}$成正比，能正确反映$I$与$\frac{1}{R_{2}}$之间关系的是$B$。
答案：（1）$②$；（2）断开开关；电源；（3）①反比；②$B$。