《2025年金太阳导学案九年级物理全一册人教版》

三、实验探究题(10分)
12. 如图甲所示,小聪同学设计了用“伏安法”测电阻的实验。
（1）同组的小丽发现他的连接中有一处错误,而且只需改动一根导线的连接,就可以顺利进行实验。请你在需要改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接线。
（2）电路连接正确后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该滑到最____（选填“左”或“右”）端。
（3）小聪闭合开关,移动滑动变阻器的滑片$P$时,发现两个电表只有一个有示数,初步检查确认,电路接线完好,两个电表均无故障,则发生故障的元件应是____（填字母）。
A. 电源
B. 滑动变阻器
C. 定值电阻$R$
D. 开关
（4）排除故障后,小聪正常进行实验并将实验数据记录在表中。若第2次测量时电流表的示数如图乙所示,为____$A$,根据三次实验数据可得定值电阻$R=$____$\Omega$（结果保留一位小数）。
|实验次数|电压$U/V$|电流$I/A$|电阻$R/\Omega$|
|----|----|----|----|
|1|1.5|0.16|9.4|
|2|2.0|||
|3|2.5|0.24|10.4|

答案： （1）图略（原电路中电压表并联在电源两端，应将电压表与定值电阻并联，改动连接电压表正接线柱与滑动变阻器之间的导线，使其与定值电阻另一端连接）
解析：伏安法测电阻时，电压表应并联在定值电阻两端，原电路中电压表并联在了电源两端，所以需改动导线，使电压表并联在定值电阻两端。
（2）右
解析：闭合开关前，滑动变阻器滑片应滑到阻值最大处，由图甲可知，滑片在右端时，滑动变阻器接入电路的电阻最大。
（3）C
解析：A选项，电源故障会导致两表均无示数，不符合题意；B选项，滑动变阻器故障（断路）会导致两表均无示数，短路时两表均有示数，不符合题意；C选项，定值电阻断路，电压表串联在电路中，有示数，电流表无示数；定值电阻短路，电压表无示数，电流表有示数，符合题意；D选项，开关故障会导致两表均无示数，不符合题意。
（4）0.2；9.9
解析：由图乙可知，电流表选用$0～0.6\ A$量程，分度值为$0.02\ A$，示数为$0.2\ A$。
第2次电阻$R_{2}=\frac{U_{2}}{I_{2}}=\frac{2.0\ V}{0.2\ A} = 10\ \Omega$。
定值电阻平均值$R=\frac{9.4\ \Omega + 10\ \Omega + 10.4\ \Omega}{3}=\frac{29.8\ \Omega}{3}\approx9.9\ \Omega$。

四、计算题(7分)
13. 如图甲所示的电路中,定值电阻$R_{1}$为$10\ \Omega$,$R_{2}$为滑动变阻器,电源电压保持不变。闭合开关$S$后,滑片$P$从$b$端移动到$a$端的过程中,电压表示数$U$与电流表示数$I$的关系图像如图乙所示。
（1）求电源电压；
（2）求滑动变阻器$R_{2}$的最大阻值；
（3）如果电流表和电压表分别接“$0.6\ A$”和“$3\ V$”接线柱,求滑动变阻器$R_{2}$的阻值范围。

答案： （1）$6\ V$
解析：由图甲可知，$R_{1}$与$R_{2}$串联，电压表测$R_{2}$两端电压，电流表测电路电流。当滑片在$a$端时，$R_{2}$接入电阻为$0$，电路为$R_{1}$的简单电路，此时电流最大，由图乙可知$I_{1}=0.6\ A$。电源电压$U = I_{1}R_{1}=0.6\ A×10\ \Omega = 6\ V$。
（2）$20\ \Omega$
解析：由图乙可知，当滑片在$b$端时，$R_{2}$接入电阻最大，此时电压表示数$U_{2}=4\ V$，电流$I_{2}=0.2\ A$。滑动变阻器最大阻值$R_{2max}=\frac{U_{2}}{I_{2}}=\frac{4\ V}{0.2\ A} = 20\ \Omega$。
（3）$0～10\ \Omega$
解析：电流表量程$0～0.6\ A$，电压表量程$0～3\ V$。
电流最大时（$I_{max}=0.6\ A$），$R_{2}$接入电阻最小，此时$R_{2min}=0\ \Omega$。
电压表示数最大时（$U_{2max}=3\ V$），$R_{1}$两端电压$U_{1}=U - U_{2max}=6\ V-3\ V=3\ V$，电路电流$I=\frac{U_{1}}{R_{1}}=\frac{3\ V}{10\ \Omega}=0.3\ A$，$R_{2max}'=\frac{U_{2max}}{I}=\frac{3\ V}{0.3\ A} = 10\ \Omega$。
所以滑动变阻器$R_{2}$的阻值范围为$0～10\ \Omega$。