【正文】 （ 2）電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比； （ 3）把多因素的問(wèn)題變成多個(gè)單因素的問(wèn)題，分別 加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法； （ 4）電阻大小決定于導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度和橫截面積．要探究電阻與材料的關(guān)系，必須保證兩根電阻絲的長(zhǎng)度和橫截面積都相同；要探究電阻與橫截面積的關(guān)系，必須保證兩根電阻絲的材料和長(zhǎng)度都相同． 【解答】 解：（ 1）要探究導(dǎo)體電阻大小與導(dǎo)體長(zhǎng)度的關(guān)系，根據(jù)控制變量法的思路，應(yīng)該選擇材料和橫截面積都相同的兩根電阻絲．從表格中可知，序號(hào) 3 和序號(hào) 4 的材料、橫截面積都相同，所以應(yīng)選擇序號(hào) 3 與序號(hào) 4 的兩根電阻絲來(lái)研究； （ 2）第二次的示數(shù)小于第一次的示數(shù)，表明第二次的電流小于 第一次的電流，說(shuō)明第二次接入電路的電阻絲的阻值大于第一次接入電路的電阻絲的阻值； （ 3）影響電阻大小的因素有多個(gè)，物理學(xué)中對(duì)于多因素的問(wèn)題，常常采用控制變量法，把多因素的問(wèn)題變成多個(gè)單因素的問(wèn)題，分別加以研究，最后再綜合解決； （ 4）從表中所給電阻絲的規(guī)格看，不能探究電阻與材料的關(guān)系，因?yàn)橐骄侩娮枧c材料的關(guān)系，必須保證兩根電阻絲的長(zhǎng)度和橫截面積都相同，而表格中序號(hào) 4 沒(méi)有一個(gè)和序號(hào) 1 的長(zhǎng)度、橫截面積都相同；從表中所給電阻絲的規(guī)格看，可以探究電阻與橫截面積的關(guān)系，要探究電阻與橫截面積的 關(guān)系，必須保證兩根電阻絲的材料和長(zhǎng)度都相同，序號(hào) 2和 4 的材料、長(zhǎng)度都相同，只有橫截面積不同． 故答案為 （ 1） 3 和 4；（ 2）大；（ 3）控制變量法；（ 4）橫截面積； 2 和 4． 第 22 頁(yè)（共 27 頁(yè)） 27．學(xué)校實(shí)驗(yàn)室新進(jìn)了一批 “ ”的小燈泡，小明想通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究小燈泡的額定功率是否符合規(guī)格，實(shí)驗(yàn)員提供了以下器材：待測(cè)小燈泡、銘牌為 “10Ω 2A”、 “50Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器各一個(gè)、電流表、電壓表、二節(jié) 的干電池、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)． （ 1）請(qǐng)根據(jù)圖甲所示的電路圖，用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)把圖乙所示的實(shí)物電路補(bǔ)充完 整． （ 2）按圖連接實(shí)物電路圖時(shí)，開(kāi)關(guān) S 應(yīng)該 斷開(kāi) ；開(kāi)關(guān)閉合前 滑片應(yīng)放在 B （ A 或B）端． （ 3）電路連接后，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片（未達(dá)到最小阻值），發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無(wú)示數(shù)，則故障可能是 小燈泡短路 ． （ 4）正確連接電路后，閉合開(kāi)關(guān) S，小明在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端的電壓調(diào)節(jié)范圍小，原因是： 滑動(dòng)變阻器阻值太小 ；應(yīng)換用銘牌為 50Ω1A 的滑動(dòng)變阻器； （ 5）小明更換器材后完成實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出 “U﹣ I”關(guān)系圖象如圖丙所示，由圖可得小燈泡實(shí)測(cè)的額定功率為 W，該小燈泡 符合 （選填 “符合 ”或 “不符合 ”）制造規(guī)格； （ 6）由 “U﹣ I”關(guān)系圖象可知，當(dāng)小燈泡兩端的電壓為 時(shí)，它的電阻是 5 Ω；進(jìn)一步分析圖象可得小燈泡的電阻隨著它 兩端電壓的升高而升高 增大 （選填 “增大 ”、 “減少 ”或 “不變 ”）． 【考點(diǎn)】 電功率的測(cè)量． 【分析】 （ 1）由圖甲分析電路結(jié)構(gòu)，完成實(shí)物連接； （ 2）連接電路時(shí)要斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，滑片要置于最大阻值處； （ 3）電流表有示數(shù)說(shuō)明電路為通路，電壓表無(wú)示數(shù)示數(shù)說(shuō)明電壓表被短路； （ 3）電路連接正確，不是連接故障問(wèn)題，而是器材的規(guī)格問(wèn)題，從滑動(dòng)變阻器規(guī)格方面 考慮； （ 4）先根據(jù)圖丙讀出燈泡兩端電壓等于額定電壓對(duì)應(yīng)的電流，然后利用 P=UI 求出小燈泡的額定功率； （ 5）根據(jù)圖丙讀出燈泡兩端電壓為 時(shí)對(duì)應(yīng)的電流，根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻；燈絲的電阻隨溫度升高而增大． 【解答】 解： 第 23 頁(yè)（共 27 頁(yè)） （ 1）由圖甲知，電流表、滑動(dòng)變阻器和燈泡串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器一上一下接入電路，實(shí)物電路如圖所示： ； （ 2）為了保護(hù)電路，連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)該斷開(kāi)，閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片 P 應(yīng)置于最大值 B 端； （ 3）電流表有示數(shù)說(shuō)明電路為通路，電壓表無(wú)示數(shù)示數(shù)說(shuō)明與電壓表并聯(lián)部分被短路，即小燈泡 短路； （ 3）如果其它元件規(guī)格符合要求的情況下，滑動(dòng)變阻器總阻值太小，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，滑動(dòng)變阻器阻值太小時(shí)，滑動(dòng)變阻器分得的電壓小，使得小燈泡兩端的電壓調(diào)節(jié)范圍小，應(yīng)換用銘牌為 “50Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器； （ 4）根據(jù)圖丙可知，燈泡兩端電壓為 時(shí)，通過(guò)燈泡的電流為 ，則燈泡的額定功率： P=UI= =，該小燈泡符合制造規(guī)格； （ 5）根據(jù)圖丙可知，燈泡兩端電壓為 時(shí)，通過(guò)燈泡的電流為 ， 根據(jù) I= 可知燈絲的電阻： R= = =5Ω； 因?yàn)闊艚z的電阻隨溫度 的升高而增大，所以當(dāng)小燈泡電壓增大時(shí)，燈絲電阻將增大． 故答案為：（ 1）見(jiàn)上圖；（ 2）斷開(kāi)； B；（ 3）小燈泡短路；（ 4）滑動(dòng)變阻器阻值太小； 50Ω1A；（ 5） ；符合；（ 5） 5；增大． 28．完全燃燒 300g 干木柴所放出的熱量有 50%被質(zhì)量為 5kg 的水吸收，已知干木柴的熱值為 l07J/kg，水的比熱容為 103J/（ kg?℃ ），則： （ 1）水吸收的熱量是多少？ （ 2）若水的初始溫度是 30℃ ，那么，吸收了這些熱量后，溫度將升高到多少 ℃ ？（設(shè)當(dāng)時(shí)氣壓為 1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓） 【考點(diǎn)】 熱平衡方程 的應(yīng)用． 【分析】 （ 1）已知干木柴的熱值和質(zhì)量，根據(jù) Q=mq 求出完全燃燒 的干木柴能放出的熱量，利用效率公式 η= 計(jì)算水吸收的熱量； （ 2）根據(jù) Q 吸 =cm△ t 的變形式求出水升高溫度，然后可知升高到多少 ℃ ． 【解答】 解：（ 1）干木柴的質(zhì)量 m 干木柴 =300g=， 干木柴放出的熱量： Q 放 =m 干木柴 q= 107J/kg= 106J， 由 = 得， 水吸收的熱量： Q 吸 =Q 放 η= 106J 50%= 106J， （ 2）由 Q 吸 =cm△ t 得， 水升高溫度： 第 24 頁(yè)（共 27 頁(yè)） △ t= = ≈ 86℃ ， 水的末溫 t=△ t+t0=86℃ +30℃ =116℃ ， 由于 1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)是 100℃ ，且沸騰后吸熱溫度不變，故水的溫度只能升高到 100℃ ． 答：（ 1）水吸收的熱量是 106J； （ 2）若水的初始溫度是 30℃ ，那么，吸收了這些熱量后，在 1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下溫度回升高到 100℃ ． 29．如圖所示，電源電壓不變，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片使它連入電路的電阻值為 R1=5Ω，電壓表示數(shù)為 10V，電流為 I1；調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使它連入電路的電阻值為 R2=15Ω時(shí)，電壓表的示數(shù)是 5V，電流為 I2．求： （ 1） I1： I2； （ 2） R0 的阻值為多少？ （ 3）電源電壓為多少？ 【考點(diǎn)】 歐姆定律的應(yīng)用． 【分析】 由電路圖可知，定值電阻 R0 與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè) R0 兩端的電壓． （ 1）根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻 R1=5Ω、R2=15Ω時(shí)電路中的電流，然后得出 I1： I2； （ 2）根據(jù)電壓一定時(shí)電流與電阻成反比得出等式即可求出 R0 的阻值； （ 3）根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出電源的電壓． 【解答】 解：由電路圖可知，定值電阻 R0 與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè) R0 兩端的電壓． （ 1）因串聯(lián)電路中各處的電流相等， 所以，由 I= 可得： = = = = ； （ 2）因電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比， 所以， = = = ， 解得： R0=5Ω； （ 3）電源的電壓： U=I1（ R1+R0） =I1（ R0+R0） =2I1R0=2U0=2 10V=20V． 答：（ 1） I1： I2 為 2： 1； （ 2） R0 的阻值為 5Ω； 第 25 頁(yè)（共 27 頁(yè)） （ 3）電源電壓為 20V． 30．如圖所示電路，電源電壓恒為 12V，電阻 R1 的阻值為 5Ω，滑動(dòng)變阻器 R 上標(biāo)有 “10Ω 3A”的字樣，小燈泡 L 上標(biāo)有 “12V 6W”的字樣，電流表 的量程為 0～ 3A． （ 1）當(dāng)開(kāi)關(guān) S1， S2， S 都閉合時(shí)，求小燈泡 L 在 5min 內(nèi)產(chǎn)生的熱量． （ 2）當(dāng)開(kāi)關(guān) S1， S2， S 都閉合，電流表的示數(shù)為 2A 時(shí)，求 R2 消耗的電功率． （ 3）當(dāng)開(kāi)關(guān) S1， S2 都斷開(kāi)， S 閉合時(shí)，為了確保測(cè)量準(zhǔn)確，要求電流表示數(shù)不小于其量程的 ，求滑動(dòng)變阻器 R2 接入電路的最大阻值． 【考點(diǎn)】 電功與熱量的綜合計(jì)算；歐姆定律的應(yīng)用；電功率的計(jì)算． 【分析】 （ 1）當(dāng)開(kāi)關(guān) S1， S2， S 都閉合時(shí)，電路為 L、 R2 的并聯(lián)電路，由于電源電壓等于燈泡的額定電壓，所以燈泡正常工作，根據(jù) Q=W=Pt 求產(chǎn)生的熱量 ； （ 2）當(dāng)開(kāi)關(guān) S1， S2， S 都閉合，電流表測(cè)量干路電流，利用 P=UI 求出總功率，減去燈泡的實(shí)際功率就是 R2 消耗的電功率． （ 3）當(dāng)開(kāi)關(guān) S1， S2 都斷開(kāi)， S 閉合時(shí)，電路為 R1 與 R1 串聯(lián)；然后根據(jù)電流表的量程確定通過(guò)滑動(dòng)變阻器的最小電流，從而進(jìn)一步求出滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值． 【解答】 解：（ 1）當(dāng)開(kāi)關(guān) S1， S2， S 都閉合時(shí)，電路為 L、 R2 的并聯(lián)電路， ∵ U=UL=UL 額 =12V， ∴ 燈泡正常工作，則 PL=PL 額 =6W， Q=W=Pt=6W 5 60s=1800J． （ 2）當(dāng)開(kāi)關(guān) S1， S2， S 都閉合，電流 表測(cè)量干路電流， 總功率 P=UI=12V 2A=24W， ∵ 燈泡正常工作，則 PL=6W， ∴ R2 消耗的電功率 P2=P﹣ PL=24W﹣ 6W=18W． （ 3）當(dāng)開(kāi)關(guān) S1， S2 都斷開(kāi)， S 閉合時(shí)，電路為 R1 與 R2 串聯(lián)； 由串聯(lián)電路的總阻值等于各電阻之和可知： 當(dāng) R2 最大時(shí)； Rmax=R1+R2=5Ω+10Ω=15Ω； 根據(jù)歐姆定律可得：此時(shí)電流為 I′= = =， ∵ 為了確保測(cè)量準(zhǔn)確，要求電流表示數(shù)不小于其量程的 ， ∴ I″min= 3A=1A＞ ， ∴ 最小電流為 Imin=1A， 由歐姆定律可得： U1=IminR1=1A 5Ω=5V； 因?yàn)榇?lián)電路中總電壓等于各分電壓之和， 所以 R2 兩端的電壓： U2=U﹣ U1=12V﹣ 5V=7V， 第 26 頁(yè)（共 27 頁(yè)） 由歐姆定律可得： R2= = =7Ω． 答：（ 1）當(dāng)開(kāi)關(guān) S1， S2， S 都閉合時(shí)，小燈泡 L 在 5min 內(nèi)產(chǎn)生的熱量為 1800J． （ 2）當(dāng)開(kāi)關(guān) S1， S2， S 都閉合，電流表的示數(shù)為 2A 時(shí)， R2 消耗的電功率為 18W． （ 3）當(dāng)開(kāi)關(guān) S1， S2 都斷開(kāi)， S 閉合時(shí)，為了確保測(cè)量準(zhǔn)確，要求電流表示數(shù)不小于其量程的 ，滑動(dòng)變阻器 R2 接入電路的最大阻值為 7Ω． 第 27 頁(yè)（共 27 頁(yè)） 2022 年 10 月 9 日