《2025年新课程学习与测评同步学习九年级物理全一册人教版》

例 1 小鹏在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时,设计的电路如图 17 - 7 甲所示,电源电压保持不变,$ R $为定值电阻。

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(1)请用笔画线代替导线,将图 17 - 7 乙中的实物电路连接完整。
(2)本实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外,还有______。
(3)电路连接正确后,发现电压表有示数但电流表无示数,此时出现的故障可能是______。(选填字母代号)
A. 滑动变阻器短路
B. 电流表断路
C. 电阻$ R $短路
D. 电阻$ R $断路
(4)排除故障后,小鹏又取了两个定值电阻,想利用这些器材继续探究“电压不变时,电流与电阻的关系”。实验所用电阻的阻值分别为$ 5 \Omega $、$ 10 \Omega $、$ 20 \Omega $,电源电压为$ 6 V $。将$ 5 \Omega 的电阻改接为 10 \Omega $的电阻后,应向______(选填“$ A $”或“$ B $”)端调节滑动变阻器的滑片。多次测量,记录数据,并绘制出如图 17 - 7 丙所示的图像。由图像可以得出结论：______。
(5)本次实验中,小鹏选取的滑动变阻器可能是______。(选填字母代号)
A. “$ 50 \Omega \ \ 1.0 A $”
B. “$ 30 \Omega \ \ 1.0 A $”
C. “$ 20 \Omega \ \ 1.0 A $”

答案：
(1)见答图17−8
(2)改变定值电阻两端的电压
(3)D
(4)B 导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(5)A 【解析】
(1)连接电路时,电压表应并联在定值电阻两端;滑动变阻器上下各选一个接线柱与定值电阻串联在电路中,如答图17−8所示。
(2)探究电流与电压的关系时,需要改变定值电阻两端的电压,因此本实验中滑动变阻器的作用还有改变定值电阻两端的电压。
(3)闭合开关,发现电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,即出现的故障可能是与电压表并联的定值电阻R断路。
(4)由串联电路的分压原理可知,由小电阻更换为大电阻后,新定值电阻两端的电压增大,为控制其两端的电压与原定值电阻相同,需增大滑动变阻器接入电路的电阻,以分担更多的电压,故应将滑片向B端移动。
(5)由题图丙可知,定值电阻两端控制的电压为$ U_{V}=IR=0.4\ A×5\ \Omega=2\ V $,则滑动变阻器分得的电压$ U_{滑}=U-U_{V}=6\ V-2\ V=4\ V $,$ U_{滑}=2U_{V} $,由串联电路的分压原理可知,$ R_{滑}=2R $,当接入20 Ω的定值电阻时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,为40 Ω,只有A型号的滑动变阻器满足此要求。