《2025年小题狂做九年级物理上册苏科版巅峰版》

5. 在物理创新活动中,小杨利用三个定值电阻$R_1= 1Ω、$$R_2= 2Ω、$$R_3= 4Ω$制作了一个电阻箱,其外观如图甲所示,有A、B、C、D四个接线柱,将其中任意2个接线柱接入电路,可得到若干个阻值不同的电阻。小李对这个电阻箱的内部结构产生了极大的兴趣,于是组装了如图乙所示的探测电路,其中电源电压恒为3V,电流表量程为0~0.6A。

甲
乙
丙
(1) 小李的基本思路是将探测电路E、F两点分别与A、B、C、D四个接线柱中的任意2个相连接,从而根据电流表的示数得到这两个接线柱之间的______。
(2) 当小李将E、F分别与A、B相连,正要闭合开关,小楷阻止了他,这是因为______。
(3) 小李改进了图乙中的探测电路,在其中串联一个R₀= 4Ω的定值电阻,并继续进行实验,得到如表所示的数据,通过计算及推导,请你帮他在图丙虚线框中画出电阻箱内部三个电阻连接的电路图。(图中要标出$R_1、$$R_2、$$R_3)$
|实验/次|与E、F连接的接线柱|电流表示数/A|
|1|A、B|0.6|
|2|B、C|0.5|
|3|C、D|0.3|

(4) 对整个探究过程与结果,下列说法中正确的是______。
A. 若直接将A、B、C、D中任意2个接线柱连入电路,可分别得到1Ω、2Ω、3Ω、4Ω、5Ω、6Ω、7Ω七个不同的电阻值
B. 若将(3)中改进后的探测电路E、F分别与B、D连接,电流表的示数可读为0.375A
C. 若在(3)中不加4Ω的电阻,而将电流表换接"0~3A"量程,也可完成实验

答案：

(1) 电阻
(2) 电流过大烧坏电流表
(3) 如图所示
(4) C 提示:
(1) 将E、F分别与A、B、C、D中的任意2个相连,读出电流表示数,可知这2个接线柱间的电阻。
(2) 假设A、B间的电阻为$R_{1}$(或$R_{2}$、或$R_{3}$)时,可得电流为3A(或1.5A或0.75A),大于电流表量程,会烧坏电流表。
(3) 当E、F与A、B相连时,$R_{AB}=\frac {3V}{0.6A}-4\Omega =1\Omega =R_{1}$,当E、F与B、C相连时,$R_{BC}=\frac {3V}{0.5A}-4\Omega =2\Omega =R_{2}$,当E、F与C、D相连时,$R_{CD}=\frac {3V}{0.3A}-4\Omega =6\Omega =R_{2}+R_{3}$,则电阻箱内部连接如图所示。
(4) 图中$R_{AB}=1\Omega $,$R_{AC}=3\Omega $,$R_{AD}=5\Omega $,$R_{BC}=2\Omega $,$R_{BD}=4\Omega $,$R_{CD}=6\Omega $;若将探测电路E、F分别与B、D连接,$I=\frac {U}{R_{0}+R_{BD}}=\frac {3V}{4\Omega +4\Omega }=0.375A$,电流表分度值为0.02A,读不出0.375A;若不加4Ω的电阻,将电流表换接“0~3A”量程,可完成实验。

6. 小张同学为探究水流对物体的冲击力,设计了如图甲所示的实验装置,电源电压为3V保持不变,电流表量程为0~0.6A。粗细均匀的电阻丝MN全长25cm,总电阻为50Ω,它的阻值与接入电路的长度成正比,水平光滑杆AB上套有弹簧,弹簧每受到2N的拉力伸长0.5cm;弹簧左端固定,右端连接滑块,滑块与滑片P、物体Q通过硬杆相连,且滑片P滑至N端时,滑块刚好被接触点B挡住,滑片与电阻丝始终保持良好接触,弹簧始终在弹性限度内。水流冲击力为0时,滑片P刚好与电阻丝M端相接触,此时电流表示数为0.3A,求:

甲
乙
(1) 电阻R₀的阻值为______Ω。
(2) 当电流表读数为0.2A时,水流冲击力为______N。
(3) 小张发现若把电流表改装成能直接读出水流冲击力的"冲力表",刻度不均匀,经过思考后,重新设计了如图乙所示的电路,电压表接"0~3V"的量程,当水流速度增大时,电压表的示数______(填"变大""变小"或"不变")。
(4) 若把电压表的刻度盘改装成能直接读出水流冲击力的"冲力表",则该"冲力表"的分度值为______N。
[答案]：(1) 10
(2) 10
(3) 变大
(4) 4

答案：
(1) 10
(2) 10
(3) 变大
(4) 4 提示:
(1) 水流冲击力为0时,滑片P刚好与电阻丝左端M相接触,只有$R_{0}$接入电路,$R_{0}=\frac {U}{I_{0}}=\frac {3V}{0.3A}=10\Omega $。
(2)$R_{1}=R_{总}-R_{0}=\frac {U}{I'}-R_{0}=\frac {3V}{0.2A}-10\Omega =5\Omega $,因1Ω的电阻丝长0.5cm,故接入电路的长度为2.5cm,因弹簧每受到2N的拉力伸长0.5cm,故水流冲击力为$\frac {2.5cm}{0.5cm}×2N=10N$。
(3) 图乙中,当水流速度增大时,电路中电流不变,V测滑片以左电阻丝的电压,示数变大。
(4) 当$R_{变}$的最大电阻连入电路中时,$R_{0}:R_{变}=1:5$,$U_{变太}=\frac {5}{1+5}×3V=2.5V$,电压表上“0~2.5V”范围内有25个小格,弹簧受到水的最大冲击力为$\frac {25cm}{0.5cm}×2N=100N$,故该“冲力表”的分度值为$\frac {100N}{25}=4N$。