【正文】 實(shí)物電路探究 “導(dǎo)體中電流跟電阻的關(guān)系 ”．提供的器材有：電壓恒為 6V的電源、電流表、電壓表、四個(gè)不同阻值的定值電阻、滑動(dòng) 變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干． （ 1）圖甲中部分導(dǎo)線已連好，請用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整，要求滑片 P 向 A 端移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值變大．（連線不能交叉） （ 2）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表，第 1 次實(shí)驗(yàn)結(jié)束，要進(jìn)行第 2 次實(shí)驗(yàn)，正確的操作步驟是：斷開開關(guān)，將 5Ω的電阻換成 10Ω，閉合開關(guān)， 滑片向左移動(dòng)，保持電壓表示數(shù) 2V 不變 ． 次數(shù) 1 2 3 4 電阻 /Ω 5 10 15 20 電流 /A / （ 3）第 2 次實(shí)驗(yàn)中電流表的示數(shù)如圖乙所示，則電流表示數(shù)為 A． （ 4）結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可 知，選用的滑動(dòng)變阻器的最大阻值至少是 40 Ω． 【考點(diǎn)】 探究電流與電壓、電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)． 【分析】 （ 1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理連接實(shí)物電路圖． （ 2）探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制不同定值電阻的電壓不變，當(dāng)換成較大的電阻時(shí)，根據(jù)分壓原理，判斷電壓的變化，再確定滑滑片移動(dòng)的方向． （ 3）由圖示電流表確定其量程與分度值，然后讀出其示數(shù)． （ 4）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，用公式 U=IR 計(jì)算出導(dǎo)體兩端的電壓；根據(jù)串分壓的知識(shí)，當(dāng)定值電阻的阻值最大時(shí)，所需的滑動(dòng)變阻器的阻值也最大，結(jié)合歐姆定律的知識(shí)計(jì)算得出． 【解答】 解：（ 1）滑動(dòng)變 阻器的滑片 P 向 A 端移動(dòng)時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值變大，滑動(dòng)變阻器應(yīng)接 B 接線柱，把滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表與定值電阻并聯(lián)，實(shí)物電路圖如圖所示： （ 2）由第 1 次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，電阻兩端的電壓為 U=IR= 5Ω=2V，探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制不同定值電阻的電壓不變．?dāng)嚅_開關(guān)，將 5Ω的電阻換成 10Ω的電阻，根據(jù)分壓原理，定值電阻的電壓將增大，因要控制電壓 2V 保持不變，所以應(yīng)減小定值電阻的電壓而增大變阻器的電壓，所以變阻器連入電路中的電阻應(yīng)增大，所以滑片向左移動(dòng)，保持電壓表示數(shù) 2V 不變． （ 3）由圖乙電 流表可知，其量程為 0～ ，分度值為 ，示數(shù)為 ． （ 4）電壓表的示數(shù)保持不變，由表格中數(shù)據(jù)知， UR=I1R1=5Ω =2V；根據(jù)串分壓的知識(shí)，當(dāng)定值電阻的阻值最大為 20Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值也變大，此時(shí)電路中電流為 ， 所以選用的滑動(dòng)變阻器的最大阻值至少是 R 滑 = = =40Ω． 故答案為：（ 1）如上圖；（ 2）滑片向左移動(dòng)，保持電壓表示數(shù) 2V 不變；（ 3） ；（ 4）40． 【點(diǎn)評】 本題是探究 “導(dǎo)體中電流跟電阻的關(guān)系 ”的實(shí)驗(yàn)，考查了電路連接、實(shí)驗(yàn)方法、電表讀數(shù)、數(shù)據(jù)分析等，考 查全面，難度不大，這個(gè)實(shí)驗(yàn)是?？碱}，能靈活運(yùn)用控制變量是關(guān)鍵． 四、計(jì)算與推導(dǎo)題（第 21 小題 7 分，第 2 23 小題各 8 分，共 23 分；解答要有必要的公式和解答過程，只有最后答案的不能得分） 21．某家庭用電熱水壺的工作電壓為 220V，工作電流為 ，用它將 的水從 20℃ 加熱到 lOO℃ ，效率約為 60%．已知水的比熱容為 l03J/（ kg?℃ ），求： （ 1）水吸收的熱量； （ 2）電熱水壺消耗的電能； （ 3）加熱的時(shí)間． 【考點(diǎn)】 電功與熱量的綜合計(jì)算． 【分析】 （ 1）知道水的體積，根據(jù) m=ρV 求 出水的質(zhì)量，又知道水初溫、末溫以及比熱容，根據(jù) Q 吸 =cm（ t﹣ t0）求出水吸收的熱量； （ 2）知道水吸收的熱量和加熱效率，根據(jù) η= 100%求出電熱水壺消耗的電能； （ 3）知道消耗的電能和電熱水壺的工作電壓以及電流，根據(jù) W=UIt 求出加熱時(shí)間． 【解答】 解：（ 1）水的體積： V=1L=1 10﹣ 3m3， 由 ρ= 可得，水的質(zhì)量： m=ρV= 103kg/m3 1 10﹣ 3m3=1kg， 水吸收的熱量： Q 吸 =cm（ t﹣ t0） = 103J/（ kg?℃ ） 1kg （ 100℃ ﹣ 20℃ ） = 105J； （ 2）由 η= 100%可得，電熱水壺消耗的電能： W= = = 105J； （ 3）根據(jù) W=UIt 可得，加熱的時(shí)間： t= = ≈ ． 答：（ 1）水吸收的熱量為 105J； （ 2）電熱水壺消耗的電能為 105J； （ 3）加熱的時(shí)間約為 ． 【點(diǎn)評】 本題考查了吸熱公式和效率公式、電功公式的應(yīng)用，計(jì)算過程要注意單位的換算． 22．如圖中，質(zhì)量分布均勻的長方體木塊靜止在粗糙水平桌面，木塊的重為 G=50N，現(xiàn)用大小為 10N 的水平推力 F 作用木塊一端，使木塊做勻速立 線運(yùn)動(dòng)．已知木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)所受摩擦力與桌面對木塊的支持力成正比，比例系數(shù)為 k． （ 1）求木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)所受摩擦力及比例系數(shù) k 的大??； （ 2）豎置截面 S 將木塊分成 a、 b 兩個(gè)等大的長方體，如圖乙，求木塊勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)， a 對 b的作用力大?。? 【考點(diǎn)】 探究摩擦力的大小與什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)． 【分析】 （ 1）物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，已知木塊受到重力和水平推力，根據(jù)平衡力可知摩擦力和壓力的大小，根據(jù) k= 求出摩擦系數(shù) k 的大小； （ 2）對整體分析，求出 a、 b 所受的摩擦力大小，隔離對 b 分析，結(jié)合共點(diǎn)力平衡求出木塊a 對 b 的推力大?。? 【解 答】 解： （ 1）木塊在水平面上做勻速立線運(yùn)動(dòng)，受到平衡力作用，摩擦力 f=F=10N； 木塊在水平面上，對水平面的壓力等于物重，即 F 壓 =G=50N，摩擦系數(shù) k= = =； （ 2） a、 b 所受的摩擦力大小相等，對整體分析，這個(gè)木塊受到的力為： F=2f′=10N， 解得： f′=5N， 對 b 分析可知， b 勻速運(yùn)動(dòng)，所以 a 對 b 的推力為： Fb=f′=5N． 答： （ 1）木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)所受摩擦力為 10N，比例系數(shù) k 為 ； （ 2）木塊勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)， a 對 b 的作用力大小為 5N． 【點(diǎn)評】 解決本題的關(guān)鍵抓住物體處于平衡狀態(tài)，結(jié)合 二力平衡進(jìn)行求解，對整體分析求出摩擦力的大小是突破口． 23．實(shí)驗(yàn)室的電壓表是由小量程電流表改裝而成的，圖中 G 是滿偏電流（即電流表允許通過的最大電流） Ig=10mA 的電流表，其電阻 Rg=100Ω．定值電阻 R1=900Ω．分別將 a、 b 或a、 c 接入電路，就可將 G 改裝成兩個(gè)量程的電壓表． （ 1）當(dāng)使用 a、 b 兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)．求 G 滿偏時(shí) a、 b 間的電壓（即改裝后電壓表的量程）； （ 2）若使用 a、 c 兩個(gè)端點(diǎn)，且改裝后電壓表的量程為 100V，求定值電阻 R2 的阻值． 【考點(diǎn)】 歐姆定律的應(yīng)用． 【分析】 （ 1）當(dāng)使用 a、 b 兩 個(gè)端點(diǎn)時(shí)， Rg 和 R1 串聯(lián)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出 G滿偏時(shí) a、 b 間的電壓； （ 2）若使用 a、 c 兩個(gè)端點(diǎn)， Rg、 R R2 串聯(lián)，知道改裝后電壓表的量程和滿偏電流，根據(jù)歐姆定律求出總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出定值電阻 R2 的阻值． 【解答】 解：（ 1）當(dāng)使用 a、 b 兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)， Rg和 R1 串聯(lián)， 因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和， 所以，由 I= 可得， G 滿偏時(shí) a、 b 間的電壓： Uab=Ig（ Rg+R1） =10 10﹣ 3A （ 100Ω+900Ω） =10V； （ 2）若使用 a、 c 兩個(gè)端點(diǎn)， Rg、 R R2 串聯(lián)， 電路中的 總電阻： R= = =10000Ω， 則定值電阻 R2 的阻值： R2=R﹣ Rg﹣ R1=10000Ω﹣ 100Ω﹣ 900Ω=9000Ω． 答：（ 1）當(dāng)使用 a、 b 兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)， G 滿偏時(shí) a、 b 間的電壓為 10V； （ 2）定值電阻 R2 的阻值為 9000Ω． 【點(diǎn)評】 本題考查了電表的改裝問題，實(shí)質(zhì)考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，是一道較為簡單的應(yīng)用題．