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    15．小红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，有三种规格滑动变阻器可供选择：0～40Ω，0～30Ω，0～20Ω，用到的电阻R的阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω，实验中控制电阻R两端的电压为2.5V不变．
    （1）请根据图甲，用笔画线代替导线将图乙所示的实物电路连接完整；
    （2）连好电路闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数，电流表没有示数，则故障可能是电阻R断路；
    （3）排除故障后实验中将定值电阻R的阻值由25Ω依次更换为20Ω、15Ω、10Ω、5Ω，为使电压表的示数不变，则每次闭合开关后都应该将滑动变阻器的滑片P依次向左移动（选填“左”或“右”）．
    （4）步骤（2）中故障未排除，将乙图中的电阻换成标有“2.5V”完好的小灯泡，调节滑动变阻器后小灯泡能发光（选填“能”或“不能”）．

    分析 （1）根据电路图连接实物电路图．
    （2）常见电路故障有断路与短路两种，根据电路故障现象分析电路故障原因．
    （3）控制电阻两端电压不变，根据电阻变化原因串联电路特点与欧姆定律分析判断滑片的移动方向．
    （4）电路是通路调节灯泡两端电压，灯泡在电路中可以发光．

    解答 解：（1）根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：

    （2）闭合开关移动滑片电流表没有示数，说明电路存在断路；电压表有示数，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外电路不存在断路，则与电压表并联的电阻R断路．
    （3）将定值电阻R的阻值由25Ω依次更换为20Ω、15Ω、10Ω、5Ω，定值电阻阻值减小，定值电阻分压减小，滑动变阻器分压变大，为保持定值电阻两端电压不变，应减小滑动变阻器分压，减小滑动变阻器接入电路的阻值，由图示电路图可知，滑动变阻器滑片P应向左移动．
    （4）原电路中定值电阻断路，用完好的灯泡替换定值电阻接入电路，闭合开关电路时通路，调节滑动变阻器滑片，灯泡能发光．
    故答案为：（1）电路图如图所示；（2）电阻R断路；（3）左；（4）能．

    点评 本题考查了连接实物电路图、电路故障分析、实验操作等问题，探究电流与电阻、电压的关系实验要采用控制变量法，灵活应用控制变量法是解题的前提与关键．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    5．某同学在实验室采用两种方法测量一只未知电阻Rx的值．

    （1）他先用多用电表粗测其电阻：在按照正确的步骤操作后，表针指示情况如图甲所示，根据学过的物理知识可知，这种情况误差较大，为了使多用电表测量的结果更准确，应将选择开关旋至欧姆挡的×10位置．
    （2）然后他采用“伏安法”测量该电阻：实验所采用的器材及电路图如图乙所示．测量电阻两端电压时，开关S闭合，将多用电表选择开关置于直流电压挡，红表笔接b，黑表笔接a，记下电阻两端电压值U1；测量通过电阻的电流时，开关S断开，将多用电表选择开关置于直流电流挡，红、黑表笔分别接d、c触头的位置，重复上述方法再测出两组数据U2、I2和I2、I3，利用上述三组数据可求出被测电阻的阻值Rx=$\frac{\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}+\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}+\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}}{3}$．该同学这一实验方案的缺点是每组电压电流值不是同时测量的，即每组U、I值不对应．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    6．空气中直径小于等于 2.5 微米的细颗粒物称做PM2.5，其在空气中的含量称作PM值，单位是毫克每立方米．某校“PM2.5兴趣小组”自制了一台静电除尘器，装置呈圆筒形，如图为其截面图．高压电极的负极位于中轴线上，由A、B两段金属构成，A段较粗呈杆状，B段较细呈针状，收尘区由半径为R的圆柱形的金属筒壁构成，接高压电源的正极．圆筒中气体分子中的电子和带正电的部分由于受到方向相反的强大的静电力而电离．一部分细颗粒物吸附了电子而带负电，所有带负电的细颗粒物都飞向筒壁，最后在重力的作用下落在筒底，空气因此而变得清洁．在一次试验中，含尘气体由底部吹入，气流速度恒为v，高压电源的恒定不变，工作电流恒为I，经监测，入口处的含尘气体的PM值为k1，出口处的洁净气体的PM值降为k2，若视细颗粒物均为直径为D、密度为ρ的均匀球体，且不计相互之间的影响，忽略含尘气体带入的电荷．
    （1）电离主要发生在高压电极的A段附近还是B段附近，并且简述理由；
    （2）求细颗粒物平均吸附的电子个数n和抵达收尘区时的平均动能E．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    3．如图所示，M是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比n1：n2=10：1，接线柱a、b接电压u=311sin100πt（V）的正弦交变电源．变压器右侧部分为一火警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器（电阻随温度升高而减小），R1为一定值电阻．下列说法正确的是（　　）
    A．当R2所在处出现火警时，电阻R1的功率变小
    B．当R2所在处出现火警时，电压表V2的示数变小
    C．当R2所在处出现火警时，电流表A的示数变小
    D．电压表V1示数为22V

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    10．如图所示，两个完全相同的甲、乙金属圆环，用绝缘细线绕过光滑定滑轮相连并悬吊着，处于静止状态，圆环各有一部分处在方向水平的匀强磁场中，圆环与磁场的边界交点分别为M、N、P、Q，且MN=PQ＜环的直径，若磁场发生一个微小变化，两环受到的安培力均小于环的重力，则下列说法正确的是（　　）
    A．甲、乙两个环仍保持静止
    B．甲环向下运动，乙环向上运动
    C．甲环有收缩趋势，乙环有扩张趋势
    D．甲环受到的安培力大于乙环受到的安培力

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    20．在半径为r．电阻为R的圆形导线框内，以直径为界，左、右两侧分别存在着方向如图甲所示的匀强磁场，以垂直纸面向外的磁场为正，两部分磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律分别如图乙所示．则0～t0时间内，导线框中（　　）
    A．没有感应电流B．感应电流方向为顺时针
    C．感应电流大小为$\frac{π{r}^{2}{B}_{0}}{{t}_{0}R}$D．感应电流大小为$\frac{2π{r}^{2}{B}_{0}}{{t}_{0}R}$

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    7．某同学想利用以下器材组装一只欧姆表，并比较精确地测量一只约几千欧电阻的阻值．
    A．电流计，满偏电流为600mA，内阻为5Ω
    B．电流计，满偏电流为1mA，内阻为20Ω
    C．电动势15V，内阻5Ω的直流电源
    D．电动势3V，内阻3Ω的直流电源
    E．最大阻值为5000Ω的滑动变阻器
    F．最大阻值为100Ω的滑动变阻器
    G．保护电阻R0=200Ω
    以上器材中，电流计应选B电源应选用D滑动变阻器应选E（填字母）

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    4．某次在“探究弹簧伸长量与弹力的关系，并测定弹簧的劲度系数”实验中，实验装置如图甲所示．实验所用的每个钩码的质量均为m．实验时先测出弹簧的自然长度，然后将8个钩码逐个挂在绳子的下端，并测出相应的弹簧总长度，然后算出相应的弹簧伸长量x．

    （1）下列有关本实验的要求，正确的是ABD（填序号）．
    A．同时挂上8个钩码不能超过弹簧的弹性限度
    B．在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持与弹簧的轴线平行
    C．将弹簧水平放置，然后测量其“自然长度”
    D．将弹簧竖直悬挂不挂钩码，然后测量其“自然长度”
    （2）通过上述实验，将测得的8组数据描点在F-x坐标图中，并作出如图乙所示的弹力大小F与弹簧伸长量x的关系图线．由此图线可得该弹簧的劲度系数k=25N/m．
    （3）若当地的重力加速度g取l0m/s2，则由上述F-x的关系图象可知，本实验所使用的钩码质量m为50g．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    5．减速带是交叉路口上常见的一种交通设施，在某小区门口有一橡胶减速带（如图），有一警用巡逻车正以最大速度20m/s从小区门口经过，在离减速带50m时警察发现一逃犯正以10m/s的速度骑电动车匀速通过减速带，而巡逻车要匀减速到5m/s通过减速带（减速带的宽度忽略不计），然后立即以2.5m/s2的加速度继续追赶，设在整个过程中，巡逻车与逃犯均在水平直道上运动，求从警察发现逃犯到追上逃犯需要的时间．

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