《2025年启东中学作业本九年级物理上册江苏版》

11. 用如图所示的电路探究通过导体的电流与电压、电阻的关系. 保持电源电压和电阻箱$R_{1}$的阻值不变,移动滑动变阻器$R_{2}$的滑片 P,测得电流、电压如表 1 所示;然后将滑片移到适当位置保持不变,仅改变电阻箱$R_{1}$的阻值,测得相应的电流值,如表 2 所示.
(1)根据表 1 中的数据,你得出什么结论? 求出$R_{1}$的阻值.
(2)分析表 2 中的数据,指出实验操作中存在的问题,并说出判断的理由.
(3)请利用表 2 中的数据求电源电压.
表 1
|实验次数|$U_{1}/V$|$I/A$|
|1|1.0|0.20|
|2|1.5|0.30|
|3|2.0|0.40|
表 2
|实验次数|$R_{1}/Ω$|$I/A$|
|1|3.0|0.50|
|2|6.0|0.33|
|3|9.0|0.25|

答案： 解：
(1)电阻箱 $R_1$ 的阻值不变，纵向分析表 $1$ 中的数据， 电压为原来的几倍，通过电阻的电流也为原来的几倍，即可得出结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比. 由欧姆定律可得 $R_1$ 的阻值 $R_1=\frac{U_1}{I_1}=\frac{1.0V}{0.20A}=5\Omega$.
(2)研究电流与电阻的关系时，要控制电阻两端的电压不变，由表 $2$ 中的数据，根据 $U = IR$ 可知，电阻箱两端的电压是不同的，即没有移动滑动变阻器 $R_2$ 的滑片，使电压表示数保持不变.
(3)根据表 $2$ 中的第 $1$、$3$ 组数据，由串联电路的规律，根据滑动变阻器连入电路的电阻不变，有 $\frac{U}{I_{21}} - R_{21} = \frac{U}{I_{23}} - R_{23}$，即 $\frac{U}{0.50A} - 3.0\Omega = \frac{U}{0.25A} - 9.0\Omega$， 解得电源电压 $U = 3V$.

12. 电热水器金属内胆出水口加接一段曲长管道,在电热水器漏电且接地线失效时,能形成“防电墙”,失效时其金属内胆与大地间电压为 220V,由于曲长管道中水具有电阻(简称“隔电电阻”),因而人体两端的电压不高于 12V. 曲长管道应选用导电(填物质物理属性)性能差的材料制成,失效时,“隔电电阻”的阻值至少是人体电阻的17.3倍(小数点后保留一位);通过“隔电电阻”的电流等于(填“大于”“小于”或“等于”)通过“人体电阻”的电流.

答案： 导电 $17.3$ 等于 【点拨】由题图可知，人体和曲长管道串联，因此曲长管道(隔电电阻)起到了一个分压的作用，管道应选用导电性能差的材料制成，这样管道电阻很大，使得曲长管道分压远远大于人体分压，从而保护人体. 由串联电路的电压特点可知，隔电电阻两端的电压 $U_{隔} = U - U_{人} = 220V - 12V = 208V$，由串联电路的分压原理可知，$\frac{R_{隔}}{R_{人}}=\frac{U_{隔}}{U_{人}}=\frac{208V}{12V}\approx17.3$，即 $R_{隔}\approx17.3R_{人}$. “隔电电阻”和“人体电阻”串联，由串联电路的电流特点可知，通过它们的电流相等.