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    15．小明探究电流与电压的关系，实验前他猜想：通过导体的电流可能与其两端的电压成正比，为此，他利用电阻箱代替定值电阻设计了如图甲所示的电路，已知电源电压恒为6V，电阻箱R1规格“0～999.9Ω”，滑动变阻器R2的规格“100Ω 1A”．

    （1）图乙是小明连接的实物电路，请在图中补画一根导线，使之成为完整实验电路，要求：滑片P向右移动时，R2接入电路的电阻变大．
    （2）正确连接电路后，调节两变阻器的阻值至最大并闭合开关，发现两电表示数均为零，则电路故障可能为D．
    A．R1短路 B．R1断路 C．R2短路 D．R2断路
    （3）排除故障后，他调节R1和R2的阻值，进行了第一次实验，两电表的示数如图丙所示，则对应的电压、电流值分别为3V、0.3A．

    （4）接着他保持开关闭合及R2的滑片位置不动，调节R1的阻值，又测得了三组数据，如表．他分析实验数据后发现，通过R1的电流与其两端的电压不能正比，请指出他在操作中存在的问题：
    实验次数电压U/V电流I/A
    1  
    24.00.20
    34.50.15
    45.00.10
    ①开关闭合时连接电路；②调节R1的阻值．
    （5）正在小明准备重新实验时，同组的小华巧妙处理了实验数据，作出了某个元件的I-U图象，顺利得出了正确结论．
    ①请你帮小华在图丁中画出该图象；
    ②根据图象得出的结论是在电阻不变时，通过导体的电流与电压成正比．

    分析 （1）根据滑片P向右移动时，R2接入电路的电阻变大确定变阻器的连接；
    （2）逐一分析每个选项，确定正确答案；
    （3）根据电表分度值确定电表量程读数；
    （4）在连接电路时，开关要断开；研究电流与电压的关系时，要控制电阻大小不变，分别测出定值电阻的电压和通过的电流大小，分析得出结论，据此分析；
    （5）根据原操作，结合研究电流与电压的关系时，要控制电阻大小不变，将变阻器作为研究对象，根据串联电路电压的规律，根据描点法作图；
    根据图象分析得出结论．

    解答 解：（1）因滑片P向右移动时，R2接入电路的电阻变大，故将变阻器滑片以左电阻丝连入电路中，如下图1所示：

    （2）A．R1短路，电压表示数为0，根据欧姆定律，电路中电流I=$\frac{U}{R}=\frac{6V}{100Ω}$=0.06A，因电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流表有示数，不符合题意，错误；
    B．R1断路，电流表无示数，但电压表与电源连通，有示数，不符合题意，错误；
    C．R2短路，电路中只有电阻箱，因电压箱最大电阻接入电路中，电流表示数几乎为0，但电压表示数为电源电压，不符合题意，错误；
    D．R2断路，整个电路断路，两表均无法示数，正确；
    故选D；
    （3）图丙中，电压表选用大量程，分度值为0.5V，示数为3V；
    电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A；
    （4）在原操作中，没有断开开关进行电路的连接是错误的；研究电流与电压的关系时，要控制电阻大小不变，电压表并联在电阻箱的两端，电阻箱为研究对象，故应控制电阻箱的电阻R1大小不变，通过改变变阻器连入电路中的电阻大小改变电阻箱的电压大小；而实验中只改变了R1大小，故通过R1的电流与其两端的电压不能正比；
    （5）①在原操作中，因变阻器的滑片位置不动，可视为一定值，作为研究对象，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压U滑=U-U表，在实验中，变阻器的电压分别为6V-4V=2V；6-4.5V=1.5V；6V-5V=1V，对应通过变阻器的电流分别为0.2A、0.15A、0.1A，根据描点作图，如下图2所示：

    ②由图2知，电阻的电流随电压的变化关系为一直线，得出的结论是：在电阻不变时，通过导体的电流与电压成正比．
    故答案为：（1）如上图1所所示；（2）D；（3）3；0.3；（4）①开关闭合时连接电路；②调节R1的阻值；（5）①如上图2所示；②在电阻不变时，通过导体的电流与电压成正比．

    点评 本题探究电流与电压的关系，考查电路的连接、故障的分析、电表读数、对实验操作的评估及对数据的处理，有难度，有新意，为一考查能力的好题，关键是研究电流与电阻的关系时，要明确控制研究对象的电阻不变．

    练习册系列答案
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    表1
     负荷指数 8788  89 90
     允许承载最大质量（kg） 545 560 580 600
    表2
     速度级别代号 H V W
     允许最高速度（km/h） 210 240 270
    若汽车的轮胎上标有“90V”．查表可知此汽车每个汽车轮胎允许承载最大质量为600kg，行驶速度不能超过240km/h．

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    A．B．C．D．

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    10．根据要求作图．
    （1）如图a所示，在水平桌面上用手指压铅笔尖，画出铅笔尖对手指弹力的示意图；
    （2）用图b的滑轮组提升重物，画出最省力的绕绳方法；
    （3）将图c中的灯泡，开关接入家庭电路中，使之符合安全用电要求．

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    20．自行车是我们熟悉的交通工具，从自行车的结构和使用来看，它涉及不少有关摩擦的知识．下列说法正确的是（　　）
    A．捏住刹车后没有推动水平地面上的自行车，是因为推力小于摩擦力
    B．轮胎上制有花纹是通过改变接触面粗糙程度来减小摩擦的
    C．刹车时用力捏刹车把是通过增大压力来增大摩擦的
    D．在转轴上加润滑油是通过变滑动为滚动来减小摩擦的

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    7．2017年4月，我国国产直升机AC311A成功试飞．直升机能停留在空中，是因为旋转的机翼对空气施加了向下的力，根据物体间力的作用是相互的，空气对机翼也施加了向上的力，所以直升机能够停留在空中．另外，我国国产大飞机C919于5月也完成了首飞，客机在飞行时，机翼上表面空气流速大，压强小，因此获得向上的升力．

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    4．如图所示是一种新式手电筒，当沿图中箭头方向来回摇动时，灯泡就能发光，如图四个实验中能解释上述现象的是（　　）
    A．B．C．D．

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    4．在探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验中，同学们提出了如下猜想：
    A．可能与液体的密度ρ1有关；
    B．可能与物体的密度ρ2有关；
    C．可能与物体的体积V1有关；
    D．可能与物体浸在液体中的深度有关；
    小明所在的实验小组得到的实验器材有：柱形铁块一个，弹簧测力计一个，一杯水（足够多）、细线．
    （1）只用这些器材，他们可以验证上述猜想中的D（填序号即可）是否正确．
    （2）他们在验证猜想D的过程中，先让铁块静止在如图所示的状态，读出测力计的示数F1，接着向下移动测力计和铁块，增大深度h，待铁块处于静止状态时，再读出测力计的示数F2，继续增大h，重复上述操作，若每次测量，测力计的示数都相等，说明猜想D错误．
    （3）实验时应先测圆柱体的重力，再放入水中测浮力，改变操作先后顺序会使浮力的测量结果偏大．
    （4）若还想探究浮力是否和物体所受的重力有关，则需要添加的实验器材是：取两块体积相同的实心铁块和铝块．

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