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    10．小柯利用如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系，已知电源电压为6V且保持不变，实验所用电阻R的阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω，滑动变阻器的规格为“30Ω 2A”．

    （1）请设计实验数据记录表，画在虚线框内．
    （2）小柯将5欧的电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器使电压表示数为2伏，读出相应的电流值记录在表格中；然后更换电阻重复上述实验．当接入20欧的电阻时，发现无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数都无法达到2伏，其原因是原因是变阻器的最大电阻太小．
    （3）小柯用图乙所示的电路测未知电阻RX的阻值，图中R0为定值电阻，他先将导线a端接到电流表“-”接线柱上，电流表示数为I1，然后将导线a端接到电流表“3”接线柱上，电流表示数为I2，则RX的阻值为$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．（用I1、I2、R0表示）

    分析 （1）根据实验要测量的物理量和归纳法的要求设计表格；
    （2）探究电流与电阻的关系时，要控制电压表示数不变，根据串联电路电压的规律和分压原理，确定当接入20Ω的电阻时变阻器连入电路中的电阻大小，与题中变阻器的规格比较分析原因；
    （3）分析电路的连接，由欧姆定律求电源电压；根据支路电流不变，由并联电路电流的规律求出待测电阻的电流，由欧姆定律求待测电阻大小．

    解答 解：（1）探究电流与电阻的关系，应记录电阻和对应的电流大小，为得出普遍性的规律，要多次测量，如下所示：

    实验次数电阻/Ω电流/A
    1  
    2  
    3  
    （2）调节滑动变速器使电压表示数为2伏，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压U滑=6V-2V=4V，变阻器的电阻是定值电阻电压的$\frac{4V}{2V}$倍，根据分压原理，当接入20欧的电阻时，变阻器连入电路中的电阻为定值电阻的2倍，即2×20Ω=40Ω＞30Ω，故发现无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数都无法达到2伏，其原因是变阻器的最大电阻太小；
    （3）他先将导线a端接到电流表“-”接线柱上，电流表示数为I1，此时电流表测量两电阻并联的总电流；然后将导线a端接到电流表“3”接线柱上，电流表示数为I2，此时电流表测通过R0的电流，根据欧姆定律I=$\frac{U}{R}$，此时R0的电压即电源电压：
    U=I2R0；
    因定值电阻的电压始终为电源电压，由欧姆定律，通过R0的电流大小不变，根据并联电路电流的规律，通过待测电阻的电流IX=I1-I2，由欧姆定律，待测电阻：
    RX=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．
    故答案为：（1）如上所示；（2）原因是变阻器的最大电阻太小；（3）$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．

    点评 本题探究电流与电阻的关系，考查实验表格的设计、对器材的要求及并联电路的规律及欧姆定律的运用．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    A．当甲两端电压为0.5V时，通过它的电流为0.3A
    B．当乙两端电压为2.5V，其电阻值为10Ω
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    D．若甲和乙并联，若电压为1V，则它们的干路电流为0.4A

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    科目：初中物理 来源： 题型：计算题

    5．如图所示的电路，电源电压保持不变，定值电阻R1的阻值为20Ω．闭合开关，调节滑动变阻器R2的电阻，当滑片P从一端移动到另一端时，电流表的示数变化范围为0.1A～0.5A．求：
    （1）电源电压；
    （2）滑动变阻器R2的最大阻值；
    （3）通过计算说明滑动变阻器接入电路的电阻为多大时，它消耗的功率最大，并求出最大功率．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    15．端午假日，小华随父母体验了一次快乐的乡村游．见到如图1所示的一个老式风扇车，颇感兴趣，摇手摇杆产生的风，为什么能将从漏斗中漏下的谷粒与空壳分开呢？小华到家便进行了以下探究

    【自制器材】
    （1）利用废旧塑料板制成条形漏斗，废旧塑料杯切去杯底并在杯壁裁出缺口；仿照老式风扇车，组装成如图2甲所示的装置；
    （2）选用质量不同的砂砾模拟谷粒和空壳；
    （3）裁剪快餐盒盖用于收集砂砾．
    【进行实验】
    （1）把快餐盒盖放在水平桌面上，将上述装置侧壁缺口朝下放在盒盖上方；
    （2）取一小风扇正对进风口，再开启风扇并将砂砾倒入漏斗；
    （3）待砂砾漏完，关闭风扇；
    （4）观察盒盖上的砂砾，比较砂砾水平运动的距离．
    【收集证据】实验结果如图2乙所示，并记录在表中
    砂砾质量大较大小
    砂砾水平运动的距离近较近远
    【分析论证】
    （1）由实验结果可知，在相同风速的作用下，质量较大的砂砾不容易被风吹远，其运动状态不容易发生改变（选填“容易”或“不容易”），即惯性较大（选填“大”或“小”）；
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    【交流评估】
    为了使实验结论更科学，可以更换不同的物体或改变风速大小重复上述实验．
    【拓展应用】
    （1）如果使用风扇车来分离谷粒和空壳，则在图1中B口可收集到饱满的谷粒（选填“A”或“B“）；
    （2）如图2丙所示，在无风的情况下，农场工人用铁锹将混合谷物斜向上抛洒出去，饱满的谷粒将落在离工人更远处（选填“近”或“远”），从而将谷粒与空壳分离．

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    2．如图所示，电阻R1为8Ω，电源两端电压为12V，开关S闭合后．求：
    （1）当滑动变阻器R接入电路的电阻R2为30Ω时，通过电阻R1的电流I1和电路的总电流I；
    （2）当滑动变阻器R接入电路的电阻R3为20Ω时，通过电阻R1的电流I1′和电路的总电流I′．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    17．在探究“凸透镜成像规律”的实验中：

    （1）如图甲所示，让一束平行光通过凸透镜后在光屏上得到一个最小最亮的光点，则可得到凸透镜的焦距．器材处于图乙所示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，这与投影仪（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像特点相同．
    （2）下表是某同学实验时记录的几组数据：
    实验次数12345
    物距u/（cm）302015105
    像距v/（cm）152040/
    表格中第3次的像距应是30cm；通过观察数据，老师发现表格中第4次实验数据是编造的．
    （3）在图乙中如果保持蜡烛和凸透镜的位置不变，把光屏向右移动一小段距离后，要想在光屏上再次得到清晰的像，可在蜡烛与凸透镜之间放一个焦距合适的近视眼镜（选填”近视”或”远视”）．

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