Question

（2010?蘇州模擬）（1）元件R₀由某種半導(dǎo)體材料制成的，其電阻隨溫度的升高而減�。�現(xiàn)將元件R₀進(jìn)行測試（圖1），測得其電流與加在它兩端的電壓值，測試數(shù)據(jù)如下表所示．

U/V	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.50	1.60
I/A	0.20	0.45	0.80	1.25	1.80	2.81	3.20

①把元件如接入如圖所示的電路中，閉合開關(guān)后，電流表讀數(shù)為1.8A．已知電路中的電源電壓為3V，此時(shí)定值電阻R的電功率為

3.24

W
②分析表中數(shù)據(jù)，寫出元件R₀的I和U之間的關(guān)系式是

I=1.25U²A/V²

（2）在一次研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)中，某小組同學(xué)對(duì)“運(yùn)動(dòng)物體所受空氣阻力與運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系”進(jìn)行了探究（圖2），探究過程如下：
A．他們計(jì)劃從物體自由下落的距離與下落的時(shí)間關(guān)系上入手進(jìn)行探究，并設(shè)計(jì)了這樣的實(shí)驗(yàn)：取一些“一次性紙杯”作為研究對(duì)象，用“頻閃攝影”的方法測量“一次性紙杯”在空氣中自由直線下落時(shí)的下落距離和下落時(shí)間的一些數(shù)據(jù)．
B．在相同條件下，同學(xué)們進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)1：測量一只“一次性紙杯”在空中下落過程中不同時(shí)刻的下落距離，將數(shù)據(jù)填入下面的表格中，并且畫出了“下落距離一時(shí)間”圖線，如下圖線1；
實(shí)驗(yàn)2：將幾只“一次性紙杯”疊放在一起，測出它們?cè)诓煌瑫r(shí)刻下落的距離，畫出“下落距離一時(shí)間”圖線．如圖線2；
實(shí)驗(yàn)3：繼續(xù)增加“一次性紙杯”的數(shù)量，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)，畫出“下落距離一時(shí)間”圖線，如圖線3．

時(shí)間t/s	下落高度S/m
0.0	0.00
0.4	0.036
0.8	0.467
1.2	0.957
1.6	1.447
2.0	x

請(qǐng)回答下列問題：
①分析圖線1，推算表格中x的值應(yīng)為

2.0

m．
②分析比較圖線l、2、3，在最后階段，圖線

1

對(duì)應(yīng)的“一次性紙杯”速度最�。畧D線

3

對(duì)應(yīng)的“一次性紙杯”受到的空氣阻力最大．
（3）小王在參加物理課外興趣小組活動(dòng)時(shí)，老師提供了如圖所示的電路（圖3），電源電壓未知但保持不變，R₀為阻值已知的定值電阻．要求小王在不拆開電路的情況下，只用一只量程滿足實(shí)驗(yàn)要求的電流表和若干導(dǎo)線估測未知電阻Rx的值．小王感到有些畏難，請(qǐng)你開動(dòng)腦筋，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)幫助小王解決這個(gè)問題．
①你所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)的主要步驟及所要測出的量是：
②根據(jù)你的實(shí)驗(yàn)，得出的Rx為

I1R0

I2

（用測出量和已知量表示）

Answer 1

分析：（1）①由電路圖可知，R₀和R串聯(lián)，先由表格中的數(shù)據(jù)得出電流表讀數(shù)為1.8A時(shí)R₀兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和P=UI求出此時(shí)定值電阻R的電功率；
②分析電流跟電壓之間的數(shù)量關(guān)系可找出電流I跟電壓U之間的關(guān)系式．
（2）①從圖象中找到2.0s，然后做縱軸的平行線與1的圖象有一個(gè)交點(diǎn)，再過交點(diǎn)做橫軸的平行線找出2.0s對(duì)應(yīng)的距離．
②最后階段，1、2、3都是勻速直線運(yùn)動(dòng)，我們可以選取一個(gè)相同的時(shí)間段，看這個(gè)時(shí)間段內(nèi)，誰運(yùn)動(dòng)的距離短，誰運(yùn)動(dòng)的速度就小；根據(jù)速度和空氣阻力的關(guān)系做出解答．
（3）不拆原電路的情況下，可以先用電流表把R_x短路，測R₀的電流I₁，再用電流表把把R₀短路，測R_x的電流I₂，找前后兩個(gè)電路電源電壓相等．

解答：解：（1）①如圖，R₀與R串聯(lián)，當(dāng)I=1.8A時(shí)，查表可知R₀兩端的電壓U₁為：U₁=1.2V
∴R兩端的電壓U₂為：U₂=U-U₁=3V-1.2V=1.8V，
定值電阻R的電功率為P₂=U₂I=1.8V×1.8A=3.24W．
②分析電流跟電壓之間的數(shù)量關(guān)系可找出電流I跟電壓U之間的關(guān)系式為I=1.25U²A/V²
（2）①由表中數(shù)據(jù)可知：2.0s時(shí)紙杯下落的距離為2.0m；
②分析圖象可知：在最后的階段，相同的時(shí)間內(nèi)0.25秒，1運(yùn)動(dòng)的距離最遠(yuǎn)，3運(yùn)動(dòng)的距離最近；
相同的時(shí)間1運(yùn)動(dòng)的距離最短，運(yùn)動(dòng)的速度最��；3運(yùn)動(dòng)的距離最大，運(yùn)動(dòng)的速度最大．
由上面的分析可知3的運(yùn)動(dòng)速度最大，受到的空氣阻力就越大．
（3）①步驟：a、用導(dǎo)線把電流表與R_x并聯(lián)，測通過R₀電流I₁．
b、用導(dǎo)線把電流表與R₀并聯(lián)，測通過R_x電流I₂．
②根據(jù)前后兩個(gè)過程電源電壓相等得：I₁R₀=I₂R_x，所以，R_x=

I1R0

I2

．
故答案為：（1）①3.24；②I=1.25U²A/V；（2）①2.0；②1；3；
（3）①a、用導(dǎo)線把電流表與R_x并聯(lián)，測通過R₀電流I₁；b、用導(dǎo)線把電流表與R₀并聯(lián)，測通過R_x電流I₂；②R_x=

I1R0

I2

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和電功率、歐姆定律的計(jì)算，以及測電阻實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出規(guī)律的能力；涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，綜合性較強(qiáng)，給解題帶來了難度．