《2025年零障碍导教导学案九年级物理全一册沪粤版》

18. 某小组同学利用如图甲电路探究通过导体的电流与导体两端的电压、导体电阻的关系。实验器材：电源(电压恒为3 V),电流表、电压表各一个,一个开关,四个定值电阻(阻值分别是5 Ω、10 Ω、20 Ω、50 Ω),滑动变阻器一个,导线若干。

(1)用笔画线代替导线,将图乙的电路连接完整,要求：滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变小。
图略
(2)在探究电流与电压的关系时,滑动变阻器除了保护电路,还有改变电阻的电压和电流的作用,小红根据实验所测得的数据,描绘成I-U图像,如图丙所示,由图像可得出此次实验的结论：当导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成正比,该实验中接入电路的定值电阻的阻值是5Ω。
(3)在探究电流与电阻的关系时,小明每次更换定值电阻R后,通过调节滑动变阻器的阻值,使电压表(选填“电流表”或“电压表”)的示数保持不变,根据实验测得的数据如表。
|实验次数|电流I/A|电阻R/Ω|
|1|0.4|5|
|2|0.2|10|
|3|______|20|

(4)若在做第三次实验时,同组的小明将10 Ω的定值电阻换成20 Ω的定值电阻后,没有移动滑片P,闭合开关后,上表的电流大小为D。
A. 0.2 A
B. 0.14 A
C. 0.12 A
D. 0.1 A
(5)当小华改接50 Ω的定值电阻进行实验时,为保证本次实验成功,他使用的滑动变阻器的最大阻值至少为25Ω。

答案： 【解析】：
（1）要求滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数变小，即电阻变大，故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联，电压表与电阻并联。
（2）在探究电流与电压的关系时，滑动变阻器除了保护电路，还有改变电阻的电压和电流的作用。由图像可知，U-I图像为过原点的直线，故得出当导体的电阻一定时，通过导体的电流与其两端电压成正比。由图知当电压为2V时，电流为0.4A，根据欧姆定律可得定值电阻的阻值：$R=\frac{U}{I}=\frac{2V}{0.4A}=5\Omega$。
（3）在探究电流与电阻的关系时，要控制电阻的电压不变，即通过调节滑动变阻器的阻值，使电压表的示数保持不变。
（4）由表格可知定值电阻的电压：$U_V=I_1R_1=0.4A×5\Omega=2V$，根据串联电路电压的规律可知，变阻器的电压为3V-2V=1V。将10Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻后，由串联电路分压原理可知，定值电阻的电压变大，即电压表示数大于2V。若没有移动滑片P，由串联电路的规律及欧姆定律可知，电路的电流为：$I'=\frac{U_滑}{R_滑+R_3}=\frac{1V}{R_滑+20\Omega}＜\frac{1V}{20\Omega}=0.05A$。
A选项，0.2A不符合题意；
B选项，0.14A不符合题意；
C选项，0.12A不符合题意；
D选项，0.1A符合题意。
故若在做第三次实验时，同组的小明将10Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻后，没有移动滑片P，闭合开关后，电流表示数会小于0.2A，上表的电流大小为0.1A。
综上所述，正确答案为：D。
（5）电阻两端的电压始终保持$U_V=2V$，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：$U_滑=U-U_V=3V-2V=1V$，变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍，根据分压原理，当接入50Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：$R_滑=0.5×50\Omega=25\Omega$，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少25Ω的滑动变阻器。
【答案】：
（1）图略
（2）改变电阻的电压和电流；正；5
（3）电压表
（4）D
（5）25

19. 某物流公司自主研发的智能配送机器人在武汉完成了智能配送的第一单：从仓库的仁和站出发,沿平直的路面匀速前行30 min将150 kg的医疗物资送到了武汉第九医院。该智能配送机器人行驶的速度是14.4 km/h,受到地面的摩擦力是700 N,空载质量350 kg,轮胎与地面的总接触面积为$250 cm^2。$请计算此过程中：(g取10 N/kg)
(1)牵引力做的功。
(2)牵引力做功的功率。

答案： 解：
(1)机器人行驶速度v=14.4 km/h=4 m/s，行驶时间t=30 min=1800 s
行驶路程s=vt=4 m/s×1800 s=7200 m
因匀速行驶，牵引力F=f=700 N
牵引力做的功W=Fs=700 N×7200 m=5.04×10⁶ J
(2)牵引力做功的功率P=W/t=5.04×10⁶ J/1800 s=2800 W
(1)5.04×10⁶ J
(2)2800 W