简答题
1．阅读短文，回答文后问题
树木在低温时细胞受伤，会造成枝条电阻发生变化.用电阻测量法可以鉴别树木的耐寒能力.实验时，取某待测树种当年生长的粗细、长短相同的一些枝条分别放入不同的冷冻箱内，在不同的温度下冷冻，24h后取出.等恢复至室温时，测量这些枝条上相同距离的两点间电阻.该树种的部分测量数据如下表所示.
0 冷冻温度/℃ -40 -30 -20 -10 39.0 45.1 枝条电阻/Ω 21.1 27.2
（1）如图a所示为测量枝条电阻的电路，请用笔画线代替导线将电路连接完整.
（2）在测量冷冻温度为-20℃的枝条电阻时，电压表读数为8.6V，电流表示数如图b所示，请算出电阻填入表格中.
（3）在图c中画出枝条电阻和冷冻温度关系的图像.
（4）由图像可知，该树种枝条电阻大小与冷冻温度的关系为 . 答案：（1）如图a所示 （2）33.1（33，33.08） （3）如图c所示
（4）冷冻温度越高，枝条电阻越大（冷冻温度越低，枝条电阻越小；枝条电阻与冷冻温度成线性关系）
2．有一种自动测定油箱内油面高度的装置如图所示，油量表是由电流表改装而成的，
图a 图c
R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端。从油量表指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度或存油量，请简要说明它的工作原理。
答案：当油面升高，浮子位置升高，在杠杆作用下，变阻器阻值变小，电流表示数变大，把电流表表盘的刻度转换成油面高度或油箱内油的体积就可以知道油箱内的存油量。
3．我们在探究问题时，经常用到“控制变量法”、“转换变量法”、“等效替代法”、“理想模型法”等重要实验方法。
例1：探究“压力作用效果与哪些因素有关”的操作过程如图所示。
比较图甲和图乙，可以得出_____________； 比较图乙和图丙，可以得出___________； 这里所用的实验方法是_____________。
例2：电器维修部现需要一个2Ω的电阻，但手边只有3Ω和6Ω的电阻，维修人员就把3Ω和6Ω的电阻并联起来作为一个2Ω的电阻使用，这种处理方法属于上述列举的___________法。
答案：（1）受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显；压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显；控制变量法
（2）等效替代法
4．某科技创新小组制作了一个直接测量电阻阻值的仪器，称之为欧姆表。连接的电路如图，制作步骤如下：
R1 A A B 导线
（1）在A与B之间连接导线，调节滑动变阻器R1，使电流表示数为0.6A（即满量程），把电流表的“0.6A”刻度线标为“0Ω”；
（2）保持滑动变阻器R1不变，当在AB之间接一阻值为80Ω电阻时，电流表示数为0.3A。此时滑动变阻器R1的有效阻值为________Ω，把“80Ω”数值标在电流表刻度“0.3A”处；
（3）据此原理，通过计算可把电流表刻度改为相应的电阻值，则在电流表刻度为“0.4A”处应标的电阻值是_______Ω；
（4）用此欧姆表能直接测量接入AB问导体的电阻阻值。
请写出按此方法制成的欧姆表刻度与电流表刻度的两处不同点： __________________________________________________________ __________________________________________________________
电阻R
答案：（1） 80 （2）40
（3）欧姆表刻度不均匀，而电流表刻度是均匀的；示数右小左大，示数右疏左密等 5．如图是关于伏安法的实验电路图，利用这个实验，既可以测小灯泡的电阻，又可以测小灯泡的功率．在这两个实验中：
（1）测小灯泡电阻的实验原理是__________；测小灯泡功率的实验原理是________．（用公式表示）
（2）将开关S闭合后，发现电流表和电压表指针偏转出现如图所示，这是由于电流表_____________，电压表_________________．
（3）将开关S闭合后，若发现电流表有示数，电压表无示数，这是由于__________造成的（电路连接完好）．
（4）闭合开关S后，若发现电压表有示数，电流表无示数，这是由于__________造成的． 答案：（1）R＝U/I P＝UI （2）接线柱接反 超量程 （3）小灯泡短路 （4）小灯泡断路
6．在测定一个未知电阻RX的阻值时，小明和小亮设计了如图甲所示的实验电路，其中R1是电阻箱，S1为单刀双掷开关。
（1）闭合开关S后，把开关S1接到触点1，调节滑动变阻器R，使电压表有个合适的示数U；把开关S1接到触点2后，小明和小亮采取了不同的实验操作。
小明的操作：保持滑片P的位置不变，只调节电阻箱R1，直到电压表示数为U； 小亮的操作：同时调节滑动变阻器R和电阻箱R1，直到电压表表示数为U。 你认为两人的操作中，_________的操作是正确的。 （2）选择正确的实验操作后，电阻箱R1上各旋钮的位置如图乙所示，其读数为______Ω，则待测电阻RX的阻值应为______Ω。
（3）下列实验中，所用方法与上述相同的是（ ） A．探究二力的合成时，用合力来代替两个力的作用效果 B．探究摩擦力与接触面粗糙程度的关系时，保持压力一定
C．探究力与运动的关系时，推理出小车在不受力时的运动情况
D．探究液体内部的压强时，用U型管两侧液面的高度差来体现液体压强的大小
答案：（1）小明 （2）108 108 （3）A
7．如图是小伟研究“2.5 V 1W”的小灯泡灯丝电阻的实物连线图：
（1）在连线图中有一处错误，只需改动一根导线，就可以使电路正确连接，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法．
（2）在正确连接好电路后，某次测量中电流表示数为0.30A，为测得额定电压下的灯丝电阻，滑动变阻器滑片P应向_____端移动（填“左”或“右”）．
（3）小伟测得了灯丝在三种不同电压下的阻值，然后求出它们的平均值当作灯丝的电阻，你认为这种做法对吗?并说明理由：
答：___________________________________________________________。 答案：（1）如图所示
（2）右 （3）不对 测量中不同状态下灯丝电阻是不同的．
8．学习了电学知识后，小明、小亮和小艳所在的兴趣小组发现：电学量的变化往往能够用来反映力学、热学、光学等物理量的变化。在冯老师的点拨下，他们在探究过程中不断完善和优化方案，共同设计了一种用电学量的变化来反映力学量——距离变化的装置。
A a P b V N M
导 轨 S R0 N P M 导 轨 A．小明的连接
N P P M 导 轨 导 轨 M
甲 乙
（1）图（甲）所示是他们最初设计的装置原理图。图中R0是定值电阻，ab是总电阻为9Ω、长60 cm、粗细均匀、电阻随长度均匀变化，且沿竖直方向固定放置的金属杆，M
B．小亮的连接 C．小艳的连接
是上下均有挂环、可沿竖直导轨上下移动的小物块，M上连有一根左端有滑片P、电阻不计的水平金属细杆，细杆与导线以及P与ab均接触良好，P在ab的中点时，对应于轴既不上移也不下移的位置。除金属杆ab、小物块M、金属细杆和导轨外，他们还准备了以下器材：
A．电源（提供4 V的稳定电压） B．电流表A（量程0—0．6 A） C．电压表V1（量程0～3 V） D．电压表V2（量程0～15V）
E．定值电阻R0（1Ω、3Ω、5Ω和6Ω的电阻各一个） F．开关S一个，导线（足够长）若干
①认真研究该原理图后，小艳认为图中只需一个电表即可，于是她将电流表去掉，则电流表所在处应该 （填“让其断路”或“用一根导线替代”）。
②小明和小亮认为：该装置应该尽量大地反映M移动的距离范围，同时还希望电压表上的每根刻度线都能够表示出轴移动的距离值。要达到此目的，电压表应该选 （填器材序号字母）；定值电阻应该选阻值为 欧的。
③在他们改进并初步完善的设计方案中，P在ab的中点，M既不上移也不下移时，电压表的示数是 。
（2）冯老师在充分肯定他们的设计方案后，提出—个建议：能否在上述改进并初步完善的方案基础上再想想办法，使测量的距离范围更大?
他们经过热烈讨论后，决定增加一组滑轮组试试。图（乙）中的A、B、C是小明、小亮和小艳分别画出的滑轮组与M连接的示意图。他们希望通过电表的示数间接反映绳上N点的移动距离，且要求N点移动距离范围超过M。
①小明的连接方式能够达到目的吗?请说明理由。 ② （填“小明”、“小亮”或“小艳”）的连接方式，测量的N点移动距离范围最大。该连接方式中，电压表量程的l／3刻度线处表示的N点移动距离为 （填“向上”或“向下”移动的距离值）。
答案：（1）①用一根导线代替 ②C 3 ③1.5V
（2）①不能，根据滑轮组绳的绕法可知，N点的移动距离范围小于M②小亮 50cm 9．小红和李强各自用如图所示的电路测量小灯泡的电阻，图乙是他们使用的实验器材，两人分别测量的小灯泡规格完全相同，均标有“2.5V”的字样。 图甲：电路图 图乙：实物图
（1）根据图甲，请在实物图上用笔画线代替导线，将电路连接完整（导线不能交叉） （2）小红正确连接电路闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压3V，出现故障的原因可能是________________________。
A．灯泡短路； B．灯泡断路； C．电压表短路； D．电流表断路；
（3）排除故障后，他们正确测量了相关数据，并对数据进行了初步处理，如下表和图丙所示。
次数 1 U/V 2.0 I/A 0.22 R/Ω 9.1 2 3
2.5 3.0 I/A 0.3 0.2 0.1 0 0.24 0.26 10.4 11.5
图丙：李强的实验数据图像
分析李强同学的数据图像可知：李强所测的小灯泡正常发光时的电阻值为_______Ω。综合两位同学的测量结果可知：该型号小灯泡正常发光时的电阻值为_________Ω.
（4）该实验电路还能测量小灯泡的_________。 答案：（1）见下图；（2）B 1.0 2.0 3.0 U/V
（3）10 10.2 （4）（电）功率
10．小明设计了一种测量未知电阻Rx的实验方案，并选择了合适的器材，测量电路如图所示，电源电压恒定，滑动变阻器最大阻值未知，在A、B两点间接入的元件每次只能是电阻箱或未知电阻Rx 。
（1）请你帮他完成相关实验内容：
①将________接入A、B两点间；
②闭合开关，移动滑动变阻器滑片到某一合适位置时，记下________ ； ③断开开关，取下A、B间的元件，将________ 接在A、B两点间； ④闭合开关，调节________，使________； ⑤读出________，即可知道Rx的阻值．
（2）小明测量电阻Rx的方法，在科学研究中经常用到，下面四个研究实例中，采用这种研究方法的是________.
A．力是看不见的，可以通过力的作用效果认识它 B．根据磁铁吸引大头针多少判定磁铁磁性的强弱 C．用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻 D．用磁感线的疏密程度表示磁场的强弱
答案：（1）①未知电阻Rx②电动表示数U ③电阻箱 ④电阻箱 电压表示数仍为U ⑤电阻箱示数 （2）C
11．小名在做“伏安法测电阻”的实验时．
（1）按所示电路图，用笔画线代替导线将实物连接起来,电压表选用0～3V量程．
（2）闭合开关后，发现电流表示数为零，电压表有明显偏转，则电路中发生断路的器件是 ．
（3）改正电路正确无误后开始实验．前两次的实验数据已填在下面的表格内，第三次实验时电流表的示数如右图所示，请将下面表格中的空白处填写完整．（计算结果保留一位小数）
实验次数 1 2 3 电流/A 0.30 0.26 电压/V 2.5 2.1 1.6 电阻/Ω 8.3 8.1 测量结果 R＝Ω （4）小名想测额定电压为“3.8V”的小灯泡正常发光时的电阻值（约10Ω）．他的实验步骤是：断开开关, 拆下定值电阻，将标有“3.8V”的小灯泡接入原电路定值电阻的位置，并将变阻器阻值调至最大；调整 ；闭合开关，再移动滑片至小灯泡正常发光时，读出电流表的示数，算出小灯泡电阻．
答案：（1）见图
（2）定值电阻R（3）0.20 8.0 8.1 （3）电压表的量程
12．如图甲所示，是小红设计的测量额定电压是“3.8V”小灯泡电阻的部分实验电路，若电源电压为6V，小灯泡的电阻大约是10Ω,小红在连接实验电路的过程中发现电压表0—15V量程损坏，只有0—3V的量程可以使用：
（1）若小红想测小灯泡正常发光时的电阻，请用笔画线代替导线把电路连接完整。 （2）实验中有两个可供选择的滑动变阻器分别为“5Ω 1A”、“10Ω 1A”，为了顺利完成实验，小红应选择 的变阻器最为合适。
（3）小红在实验的过程中，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，电流表的示数如图乙所示，电流表的读数为 A，小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。根据所测数据小红绘制了如图丙所示的U-I图像，则 （选填“甲”、“乙”）是小灯泡的U-I图像，原因是 ： 。
（4）小红还想探究“导体中的电流与导体电阻”的关系，她设计的电路图如图丁所示： ①若小红闭合开关后，发现电流表无示数，用电压表分别测R1、R2（R1≠R2）两端的电压，电压表并联在R1两端时有示数，并联在R2两端时无示数，则此电路发生故障的原因是： 。
②排除故障后，小红分别用电压表测出了R1、R2两端的电压，请你猜想：通过以上操作，她能探究出“导体中的电流与导体电阻”的关系吗？ （选填“能”或“不能”），你猜想的依据是： 。
答案：（1）如图
（2）“10Ω 1A”
（3）0.3 12.7 乙 灯丝电阻随温度的升高而增大
（4）①R2断路 ②不能 无法控制R1、R2两端的电压相同（无法改变电流大小） 13．如图所示，是小明的实验小组在“测量小灯泡的电阻”实验中连接的一个实验电路，所用小灯泡标有“2.5V”字样。
（1）请指出电路连接中的两个不当之处：
① ；② 。 （2）他们改正电路连接中的不当之处后，
闭合开关，移动变阻器滑片时，发现两电表的示数和灯泡的亮度都同时变化，但两电表的示数总是比较小，灯泡的亮度也较弱。出现这种现象的原因是： 。
（3）电路正常后，他们分别测出了小灯泡的几组电压和电流值。记录如下：
电压/V 电流/A 2.0 0.20 2.5 0.24 2.8 0.26 ①小灯泡正常工作时的电阻大小约为 ；
②通过分析实验数据可知，小灯泡的电阻是 （填写“不变”或“变化”）的，其原因是： 。
（4）实验结束，小明提出了一个探究设想：可以利用上图中的 实验器材来探究“并联电路中干路电流与各支路电流有什么关系”。
①请帮他们设计一个实验方案，将电路图画在虚线框中；
②在实验探究过程中，滑动变阻器不但可以改变电路中的电流，它还是电路中的一个 ，但在移动滑片时一定要注意 。
答案：（1）电压表没有并联在小灯泡两端；电压表量程选择过大。 （2）电源电压过低
（3）10.4Ω 变化 灯丝的电阻随温度升高而增大 （4）电路图如图所示 电阻（用电器） 电阻值不能为零
14．某同学设计了如图所示的电路图。没做实验前他认为：当闭合S，移动滑片P，电流表示数变化，电压表示数不变（即电源两端电压保持不变）；但实验结果使他大吃一惊，他发现：当P移动时，电流表和电压表示数都发生了变化。他把六次实验的数据记录在下面的表格中：（电流表的电阻和通过电压表的电流忽略不计）
实验次数 电流表示数I/A 1 0.1 2.5 2 0.2 2.0 3 0.3 1.5 4 0.4 1.0 5 0.5 0.5 6 0.6 0
电压表示数U/V （1）根据表中的数据，在图中画出U—I的图像
（2）根据图像，写出U-I的函数表达式______________;
（3）他猜想，P移动时之所以电压表示数有变化，可能是由于电池组内部有电阻造成的，理论和实践证明他的猜想是正确的，请根据相关信息得出电池组内部电阻r=_________Ω;
（4）当变阻器连入电路中的电路R=20Ω时，电流表的示数是多少？（要求列式计算） 答案：（1）见下图
（2）U=3-5I （3）5
（4）U=IR=20I 代入U=3-5I得：20I=3-5I I=0.12A
15．某同学复习中用图甲所示的电路再次探究串联电路电压的规律，实验时意外发现：“当变阻器滑片P向左移时，两电压表的读数之和减小。”他产生了疑惑，在老师的引导下，知道了用久的普通干电池内部有不可忽略的电阻，可将它看作一个理想电源（电压U恒定，电阻为0）与一个电阻r的串联（图乙所示）．
P V1 V2 U r S
甲 乙 请你帮他选择适当器材，设计测量干电池电阻r的实验方案。
可供选用的器材：一个电压表，符合实验要求的已知阻值的定值电阻R1、R2（R1≠R2），导线和开关若干，一节旧干电池。要求R1、R2在同一电路中不能同时工作。请完成：
（1）面出实验电路图；
（2）根据你设计的电路写出主要的实验步骤和需测量的物理量： （3）写出电阻r的数学表达式（用已知量和测量量表示）。 答案：方案一
（1）实验电路图如图；
V S R1 （2）实验步骤：
①按照电路图连接电路，记下开关S断开时电压表的示数U； ②闭合开关S，记下电压表的示数U1。 （3）
方案二
（1）实验电路图如图；
V S1 S2 R1 R2 （2）实验步骤：
①按照电路图连接电路，只闭合开关S1，记下电压表的示数U1； ②断开S1，闭合S2，记下电压表的示数U2。 （3）
方案三
（1）实验电路图如图；
V S1 R1 S2 R2 （2）实验步骤参照方案二； （3）表达式参照方案二。
16．小丽同学利用如图所示的电路探究保持电压不变时，电流与电阻的关系。当ab间接入电阻R1=5Ω时，电压表示数为6V；当ab间接入电阻R2=10Ω时，
（1）闭合电键后的下一步操作是向 （填“左”或“右”）移动变阻器的滑片直至 ；
（2）如果操作正确，接入R2时电路消耗的总功率比接入R1时 。（选填“大”或“小”）
答案：右 电压表示数为6V 小 17．阅读短文，回答问题：
巨磁电阻效应
1988年阿尔贝·费尔和彼得·格林贝格尔发现，在铁、铬相间的三层复合膜电阻中，微弱的磁场可以导致电阻大小的急剧变化，这种现象被命名为“巨磁电阻效应”．
更多的实验发现，并非任意两种不同种金属相间的三层膜都具有“巨磁电阻效应”．组成三层膜的两种金属中，有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种，另一种是不易被磁化的其他金属，才可能产生“巨磁电阻效应”．
进一步研究表明，“巨磁电阻效应”只发生在膜层的厚度为特定值时．用R0表示未加磁场时的电阻，R表示加入磁场后的电阻，科学家测得铁、铬组成的复合膜R与R0之比与膜层厚度d（三层膜厚度均相同）的关系如乙图所示．
1994年IBM公司根据“巨磁电阻效应”原理，研制出“新型读出磁头”，将磁场对复合膜阻
值的影响转换成电流的变化来读取信息．
硬盘上的磁记录 RR0 0 0 1 右 左 1 100% d 磁头移动方向 连接线 连接线 铁铬 铁磁头 A 0.6 1.1 1.7 2.2 2.8 3.3 d/nm 甲
乙
丙
（1）以下两种金属组成的三层复合膜可能发生“巨磁电阻效应”的是 ． A．铜、银 B．铁、铜 C．铜、铝 D．铁、镍
（2）对铁、铬组成的复合膜，当膜层厚度是1.7nm时，这种复合膜电阻 （选填“具有”或“不具有”）“巨磁电阻效应”．
（3）“新型读出磁头”可将微弱的 信息转化为电信息．
（4）铁、铬组成的复合膜，发生“巨磁电阻效应”时，其电阻R比未加磁场时的电阻R0____________（选填“大”或“小”）得多．
（5）丙图是硬盘某区域磁记录的分布情况，其中1表示有磁区域，0表示无磁区域．将“新型读出磁头”组成如图所示电路，当磁头从左向右匀速经过该区域过程中，电流表读数变化情况应是丁图中的 ．
I I I I t A
B
t 丁
t C
D
t
答案：（1）B （2）具有 （3）磁（4）小（5）B
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