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2024年物理二轮中考总复习71个重难点亮点专题专炼（全国通用）
第一篇 中考贯彻课标必考基础类专题
专题04 中考物理科学方法类问题
一、选择题
1.（ 2023泰安）在初中物理的学习中，我们常会用到一些科学研究方法，如在“探究压力的作用效果与
受力面积的关系”时，保持压力不变，改变受力面积。以下研究中所采用方法与此相同的是（ ）
A. “探究物体动能的大小与速度的关系”时，让同一小车由斜面的不同高度静止滑下
B. “探究杠杆平衡的条件”时，改变动力（臂）和阻力（臂），多次测量
C. 计算高速列车由泰安到北京全程的平均速度时，忽略列车的长度
D. 认识磁场时，用磁感线描述磁场
【答案】A
【解析】“探究压力的作用效果与受力面积的关系”时，保持压力不变，改变受力面积，采用控制变量
法。
A．探究物体动能的大小与速度的关系”时，让同一小车由斜面的不同高度静止滑下，控制小车的质量
相同，改变小车到水平面的速度，采用控制变量法，故A符合题意；
B．“探究杠杆平衡的条件”时，改变动力（臂）和阻力（臂），多次测量，没有采用控制变量法，故B不
符合题意；
C．计算高速列车由泰安到北京全程的平均速度时，忽略列车的长度，是采用理想模型法，故C不符合
题意；
D．认识磁场时，用磁感线描述磁场采用模型法，故D不符合题意。
故选A。
2. （2023黑龙江大庆）下面几个实验探究， 研究方法相同的是（ ）
①探究“声音的产生条件”时，利用扬声器上泡沫塑料小球的跳动说明声源在振动
②探究“压力的作用效果与哪些因素有关”时，保持压力相同，改变受力面积
③探究“电流产生热量与哪些因素有关”时，保持电阻和通电时间相同，改变电流大小
④探究“同一直线上二力的合成”时，一个力与两个力分别使橡皮筋产生相同形变量
A. ①和④ B. ②和③ C. ①和③ D. ②和④
【答案】B
【解析】①．探究“声音的产生条件”实验时，利用扬声器上泡沫塑料小球的跳动说明声源在振动，采
用的是转换法；
②．探究“压力的作用效果与哪些因素有关”时，保持压力不变，改变受力面积，采用的是控制变量法
③．探究“电流产生热量与哪些因素有关”时，保持电阻和通电时间相同，改变电流大小，采用的是控
制变量法；
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④．探究“同一直线上二力的合成”时，一个力与两个力分别使橡皮筋产生相同形变量，采用的是等
效替代法；
综上，研究方法相同的是②③。故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
3.（ 2023湖南湘潭）探究压力的作用效果与压力的关系时，保持受力面积不变。采用的方法是（ ）
A. 类比法 B. 理想实验法 C. 控制变量法 D. 等效替代法
【答案】C
【解析】实验中保持受力面积相同，控制了其中的一个影响因素不变，所以使用了控制变量法，故C符
合题意，ABD不符合题意。故选C。
4.（ 2022浙江舟山）科学研究中，人们通过一定的科学方法，建立一个适当的模型来代替和反映客观对
象，并通过研究这个模型来揭示客观对象的形态、特征和本质。下列分析正确的是（ ）
A. ①揭示单侧光对生长素分布的影响，向光侧生长素多，生长快
B. ②用磁感线描述条形磁体周围的磁场分布，越密表示磁场越弱
C. ③是原子结构模型，中央是原子核，核外是绕核高速运动的电子
D. ④描述地球绕日公转，地轴始终呈倾斜状态，箭头表示公转方向
【答案】C
【解析】A．单侧光引起背光侧生长素分布多，生长快；向光侧生长素分布少，生长慢，故A错误。
B．磁感线越疏的地方表示磁场强度越弱，磁感线越密的地方表示磁场强度越强，故B错误。
C．原子核居于原子中心，带负电的电子围绕带正电的原子核分层高速旋转，故C正确。
D．地球绕日公转时自西向东，而图中的箭头表示自转方向，故D错误。故选C。
5. 下面几个实验探究中，采用了相同研究方法的是（ ）
①“探究压力的作用效果与受力面积的关系”时，保持压力不变，改变受力面积
②“比较不同物质吸热的情况”时，用加热时间的长短表示吸收热量的多少
③“探究电流与电压的关系”时，保持电阻的阻值不变，改变电阻两端的电压
④在研究“阻力对物体运动的影响”实验中，运用科学推理得出牛顿第一定律
A. ①和④ B. ②和③ C. ①和③ D. ②和④
【答案】C
【解析】A．①中保持压力不变，改变受力面积，采用的是控制变量法；④中采用的是理想实验法，①和
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④研究方法不同，故A不符合题意；
B．②中用加热时间的长短表示吸收热量的多少，采用了转换法；③中采用了控制变量法，②和③研究
方法不同，故B不符合题意；
C．①中保持压力不变，改变受力面积，采用的是控制变量法；③中也采用了控制变量法，①和③研究方
法相同，故C符合题意；
D．②中用加热时间的长短表示吸收热量的多少，采用了转换法；④中采用的是理想实验法，②和④研
究方法不同，故D不符合题意。故选C。
6. 科学研究常采用转换、模型、等效替代和控制变量等方法，下列实验中采用等效替代的是（ ）
A. 探究平面镜成像
B. 探究种子萌发的条件
C. 用石蕊试液判断酸碱性
D. 模拟泥石流的形成
【答案】A
【解析】A．探究平面镜成像，用玻璃板后面的蜡烛替代玻璃板前面点燃蜡烛的像来比较像与物的大小，
用到等效替代法，故A符合题意；
B．影响种子萌发的条件有多个因素，需要用到控制变量法，故B不符合题意；
C．用石蕊试液判断酸碱性，通过石蕊试液颜色的变化判断液体的酸碱性，用到转换法，故C不符合题
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意；
D．模拟泥石流的形成，用到模型法，故D不符合题意。故选A。
7. 在科学研究中经常用到数学方法，如公式、图像、比例等。下列科学概念可以使用数学方法表示的
是 （ ）
（1）速度：物体在单位时间内通过的路程
（2）压强：物体单位面积受到的压力
（3）种群密度：在一定的范围内生物个体的数量
（4）溶质的质量分数：溶液中溶质质量与溶液质量之比
A. 只有（1）（2） B. 只有（3）（4）
C. 只有（1）（3）（4） D.（1）（2）（3）（4）都可以
【答案】D
【解析】（1）速度是指物体在单位时间内通过的路程，公式为v=s/t，可以使用数学方法表示；
（2）压强是指物体单位面积受到的压力，公式为p=F/s，可以使用数学方法表示；
（3）种群密度：在一定的范围内生物个体的数量，例如在10米 的地里种了50棵玉米，则玉米的种群
密度为5棵 米 ，可以使用数学方法表示；
（4）溶质的质量分数：溶液中溶质质量与溶液质量之比，显然这是用公式来计算溶质的质量分数，可以
使用数学方法表示。
8. 下列关于科学研究方法的叙述：①研究磁场时引入“磁感线”，采用了模型法；②探究导体电阻大
小与导体长度的关系时，控制其它量相同，采用了类比法；③探究动能大小的影响因素时，通过木块被
撞后移动的距离来比较动能大小，采用了转换法；④在经验事实的基础上，经过科学推理得出牛顿第
一定律，采用了放大法，其中正确的是（ ）
A．①③ B．②③ C．①② D．②④
【答案】A
【解析】对每个探究过程进行分析，明确各自采用的研究方法，然后确定符合题意的选项。
①研究磁场时，引入“磁感线”，采用的是模型法；
②探究导体电阻大小与导体长度的关系时，控制其它量相同，采用的是控制变量法；
③探究动能大小与哪些因素有关时，用木块被小车撞击后移动的距离来反映小车动能的大小，采用的
是转换法；
④在经验事实的基础上，经过科学推理得出牛顿第一定律，采用的是推理法；
所以叙述正确的是①③，故选项A正确。
【点评】物理研究有很多科学的方法，选择正确的研究方法是保证探究成功的基础。
9. 小聪学完初中物理，在复习阶段他把两年的物理内容按现象、概念、规律、实验、探究方法、知识应
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用等进行系统分类总结，以便加深对知识的理解，下列知识总结错误的是 ( )
A. 托里拆利实验精确地测出了大气压强的值
B. 通过比较吸引大头针多少来判断电磁铁磁性强弱运用了转换法
C. 家用台灯正常工作时通过灯丝的电流约为2A
D. 煤、石油、天然气属于不可再生能源
【答案】C
【解析】A、托里拆利精确地测出了大气压强的值，故A正确；
B、通过比较吸引大头针多少来判断电磁铁磁性强弱，就是运用了转换法，故B正确；
C、家用台灯额定功率在20W左右，正常工作的电流在0.1A左右，故C错误；
D、煤、石油、天然气属于不可再生能源，故D正确.
10. 我们在学习物理知识时，运用了很多研究方法，下列几个实例：①研究电流时，把它比作水流；②研
究磁场时，引入磁感线；③在探究动能与速度关系时，控制质量相同；④用光线来描述光的传播路径和
方向。其中，运用了相同研究方法的是（ ）
A. ①② B. ②④ C. ③④ D. ②③
【答案】B
【解析】①研究电流时把它与水流相比，采用 的是类比法；
②研究磁场时，引入“磁感线”，采用的是模型法；
③研究动能与速度的关系时，让物体的质量保持不变，采用的是控制变量法；
④研究光的传播时，引入“光线”，采用的是模型法，故②④相同，故ACD不符合题意，B符合题意。
11.下列对于科学研究的方法，说法错误的是（ ）
A．在研究光现象时，引入“光线”的概念--类比法
B．牛顿第一运动定律--实验+推理
C．在研究串联电路的电阻时，引入“总电阻”的概念--等效法
D．在研究磁场时，根据小磁针的指向判断磁场方向--转换法
【答案】A
【解析】物理方法既是科学家研究问题的方法，也是学生在学习物理中常用的方法，常用的方法有“等
效替代法”“控制变量法”“类比法”“模型法”“理想推理法”等。
A. 在研究光的传播特点时，引入“光线”的概念，采用的是模型法。故A错误；
B. 牛顿第一定律是在实验的基础上概括推理得出的，采用的是实验+推理的研究方法。故B正确；
C. 研究串联电路的电阻时，引入“总电阻”的概念，采用的是等效替代法。故C正确；
D.研究磁场特点时，根据小磁针的指向判断磁场方向，采用的是转换法。故D正确。
12.下列是初中物理的几个探究实例：①探究“液体内部的压强与哪些因素有关”；②探究“平面镜
成像的特点”；③探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”；④探究磁场时，引入“磁感线”。其中，
采用了“控制变量法”的是（ ）
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A. ①和③ B.②和③ C.①和④ D.②和④
【答案】A
【解析】探究“液体内部的压强与哪些因素有关”，需要保持液体密度或深度一定，研究深度或密度对
液体压强的影响，采用的是控制变量法；探究“平面镜成像的特点”，利用未点燃的蜡烛确定了已点
燃的蜡烛的虚像的位置，采用的是转换法；探究“电阻上的电源跟两端电压的关系”，需要保持电阻
或电压一定，研究电压或电阻对电流的影响，采用的是控制变量法；探究磁场时，引入“磁感线”，用
实际不存在的磁感线形象地描述磁场的特点，采用的是模型法。故选A。
13.用隔板将玻璃容器均分为两部分，隔板中有一小孔用薄橡皮膜封闭（如图），下列问题中可以用该
装置探究的是（ ）
①液体压强是否与液体的深度有关
②液体压强是否与液体的密度有关
③液体是否对容器的底部产生压强
④液体是否对容器的侧壁产生压强．
A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①③④
【答案】B
【解析】①在容器两侧倒入深度不同的同种液体，观察橡皮膜产生的现象；可以探究“液体压强跟深度
的关系”；
②在容器两边分别装入深度相同，密度不同的甲、乙两种液体，若橡皮膜凹向左边，则右边液体密度大
若橡皮膜凹向右边，则左边液体密度大，因此本实验装置能大致比较两种液体的密度大小，若要探究
“液体压强跟液体密度的关系”，要控制液体深度相同，密度不同，则应在容器两侧倒入深度相同的
不同液体，观察橡皮膜产生的现象；液体压强是否与液体的密度有关系；
③此时的橡皮膜没有处于容器的底部，所以该现象不能验证液体对容器底部有压强；
④此装置可以在一侧倒入液体，如果橡皮膜凸出，则表明液体对容器的侧壁有压强，若不凸出，则表明
液体对侧壁没有压强；可以探究液体是否对容器的侧壁产生压强．故选B．
【点拨】此题是探究液体压强与深度和密度的关系，考查了对控制变量法的应用，在实验中注意怎样控
制变量和改变变量．
14.为了描述物体运动的快慢，我们将物体运动的路程与所用时间的比值定义为速度，这种方法是物
理学中常用的比值定义法．我们在学习下列物理概念时：①温度，②热量，③功，④重力，⑤压强，⑥功
率．其中用到比值定义法的是（ ）
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A．⑤⑥ B．③④ C．①② D．③⑥
【答案】A
【解析】比值定义法，就是在定义一个物理量的时候采取比值的形式定义；用比值法定义的物理概念在
物理学中占有相当大的比例，比如速度、压强、功率、比热容、热值等等．
①温度指物体的冷热程度，不是比值定义法；
②热量是热传递过程中物体改变内能的多少，不是比值定义法；
③功知作用在物体上的力与物体在力的方向上通过距离的乘积，采用的是乘积定义法，不是比值定义
法；
④重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，不是比值定义法；
⑤压强是压力与受力面积的比值，即p=F/S，是采用的比值定义法；
⑥功率是功与做功时间的比值，即P=W/t，是采用的比值定义法．
所以采用比值定义法的是⑤⑥．故选A．
15.在研究声音能否在真空中传播时，做了实验，过程是：（1）将电铃用棉线悬挂在铁丝架子上，将铁丝
架子放在抽气盘上（电铃不要碰到抽气盘），通电，电铃发出刺耳的声音。（2）用玻璃钟罩将电铃罩上，
密封好，不要立即抽气，注意听此时的铃声。（3）用抽气机把钟罩内的空气向外抽。会发现电铃声越来
越小。但仔细听，还是会听到一些细小的声音。（4）停止抽气。打开进气阀，空气进入钟罩，电铃声又越
来越响，到后来和一开始的声音一样响了。这种研究问题的方法是（ ）
A. 控制变量法 B.比值定义法 C.比较法 D.推理法
【答案】D
【解析】实验中。由于无法把钟罩内的空气全部抽出。只能运用推理法研究问题。引导同学们思考。在
“随着钟罩内空气的减少，我们听到的铃声逐渐变小”这一可靠事实的基础上。忽略钟罩内还有少量
的空气。以及与电铃接触的少量固体的传声等次要因素。想象如果把钟罩内的空气全部抽出。变成了
真空。就可以推导出钟罩内抽成真空时我们会听不到铃声。得出声音不能在真空中传播的结论。
17.我们在学习物理时，学到了一些物理学的研究方法。比如:控制变量法、理想模型法、等效替代法、
转换法、比值定义法等，下列用到转换法的是（ ）
A.探究物体的动能跟哪些因素有关时，通过木块被撞的远近来判断钢球动能的大小
B.探究电阻大小跟材料的关系时，控制了导体的长度、温度和横截面积相同
C.为了描述物体运动的快慢，我们把路程与时间之比叫做速度.
D.计算火车从成都到自贡的平均速度时，忽略火车的长度
【答案】A
【解析】动能多少不能直接观察，在探究物体的动能跟哪些因素有关时，通过木块被撞的远近来判断钢
球动能的大小，采用的是转换法。故A符合题意；
电阻与多个因素有关，在研究电阻大小跟材料的关系时，控制了导体的长度、温度和横截面积相同，采
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用的是控制变量法。故B不符合题意；
速度是描述物体运动快慢的物理量。在物理学中，速度等于路程与时间之比，采用的是比值定义法。故
C不符合题意；在计算火车从泰安到杭州的平均速度时，忽略火车的长度，将火车看成一个“质点”，
采用的是模型法。故D不符合题意。
18.在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中，用木块被小车撞击后移动的距离来反映小车动
能的大小，下列研究问题的方法中与之相同的是（ ）
A.保持电阻不变，探究通过导体的电流与电压的关系
B.通过小方桌陷入沙中的深度来研究压力的作用效果
C.通过水流来初步认识电流
D.用磁感线来描述磁体的磁场
【答案】B
【解析】在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中，用木块被小车撞击后移动的距离来反映小
车动能的大小，这种方法叫做转化法；保持电阻不变，探究通过导体的电流与电压的关系，是控制变量
法，故A不符合题意；通过小方桌陷入沙中的深度来研究压力的作用效果，利用的是转化法，故B符合
题意；通过水流来初步认识电流，是类比法，故C不符合题意；用磁感线来描述磁体的磁场，是理想模
型法，故D不符合题意。
19.类比法、控制变量法、推理法、转换法、建模法等是科学实验中常用的研究方法。以下实例和其对应
的科学研究方法不正确的是（ ）
选项 科学实验 研究方法
A 研究牛顿第一定律 实验加推理法
B 把电流比作水流，电压比作水压 类比法
C 研究压力作用效果与压力大小有关 控制变量法
D 用磁感线描述磁场的强弱与方向 转换法
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】 物理学中，常常有难以达到条件的时候，这时，我们常常需要借助将实验想象为理想情况下
来达到我们的目的，在实验基础上经过概括、抽象、推理得出规律，这种研究问题的方法就叫科学推理
法；
类比法也叫“比较类推法”，是指由一类事物所具有的某种属性，可以推测与其类似的事物也应具
有这种属性的推理方法；
控制变量法：物理学中对于多变量的问题，常常采用控制变量的方法，把多因变量的问题变成多个
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单变量的问题；每一次只改变其中的某一个变量，而控制其余几个变量不变，从而研究被改变的这个
变量对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决的方法；
物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认
识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法；通过模型来揭示原型的形态、特征
和本质的方法称为模型法。
A.牛顿第一定律的建立是在科学实验的基础上，通过对实验数据的分析，并进一步通过推理得出的 实
际上不受摩擦力的物体根本不存在 ，所以该实验主要是利用了实验推理法形成了牛顿第一定律。故A
正确；
B.研究电流时，把它与水流相比，采用的是“类比法”。故B正确；
C.探究压力作用效果与压力大小的关系时，保持了受力面积的大小不变，采用的是“控制变量法”。
故C正确；
D.研究磁场时，引入了磁感线来描述磁场，采用的是“模型法”。故D不正确。
20.如图所示，在做“探究二力平衡条件”实验时，选用质量较小的卡片，目的是忽略小卡片的重力对
实验的影响。这种突出问题的主要方面，忽略次要因素，是物理学中经常采用的一种科学研究方法。以
下四个实例中所用研究方法与此相同的是（ ）
A.选用质量相同的物体探究重力势能与高度的关系
B.选用小磁针探究磁体周围的磁场
C.选用轻绳探究使用定滑轮的特点
D.选用2Ω和8Ω两个电阻串联代替10Ω的电阻
【答案】C
【解析】选用质量相同的物体探究重力势能与高度的关系，是控制变量法；选用小磁针探究磁体周围的
磁场，是转换法；探究使用定滑轮的特点的实验中，由于绳的重力对该实验有影响，所以可选用轻绳，
以便忽略其影响；选用2Ω和8Ω两个电阻串联代替10Ω的电阻，是等效替代法。故选C。
21.（2023广西） 下列实验过程中，用到“控制变量法”的是（ ）
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A. 用刻度尺测量课本的长度 B. 比较不同物质吸热的情况
C. 用温度计测量温水的温度 D. 用弹簧测力计测量笔袋的重力
【答案】B
【解析】A．用刻度尺测量课本的长度，利用的是等效替代法，故A不符合题意；
B．比较不同物质吸热的情况，要控制不同物质的质量相同、初温相同等，用到控制变量法，故B符合
题意；
C．用温度计测量温水的温度，用到转换法，故C不符合题意；
D．用弹簧测力计测量笔袋的重力，利用了二力平衡、相互作用力等知识，故D不符合题意。
故选B。
二、填空题
1.（ 2023甘肃金昌）发声的音叉放入水中溅出水花，说明声音是由于物体_____产生的，物理学中把这
种研究方法叫做_______（选填“等效替代法”、“转换法”或“控制变量法”）。
【答案】 振动 转换法
【解析】发声的音叉放入水中溅出水花，是因为音叉振动使得水花溅出，说明声音是由于物体振动产生
的。
将不易于观察的音叉的振动转换为易于观察的溅起的水花，这种研究方法叫做转换法。
2. 小明对所学的一些物理量进行归纳，请你帮他补全空格处的内容，第（1）、（3）两空只需填个物理量
名称______、______、______。
【答案】（1）质量 （2）物质 （3）功率
【解析】（1）质量是物体的一种属性，不随物体位置、形状、状态及温度而变化。
（2）密度和比热容是物质的一种特性。
（3）功率表示物体做功快慢的物理量。
3.科学方法是开启大自然奥秘之门的钥匙。
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（1）如图所示，用鼓锤分别重敲和轻敲鼓面，铜鼓发出的声音的响度不同，同时可以通过乒乓球反弹的
高度，来显示出鼓面振动的情况。通过实验可知：鼓面振动的______ 越大，响度越大。
（2）为了便于描述光的传播路径和方向，科学上引入了光线的概念，实际上光线并不存在。为了形象地
表示磁体周围磁场分布的强弱和方向，科学上引入了______ 的概念，实际上它也并不存在。
【答案】（1）振幅 （2）磁感线
【解析】振动物体离开平衡位置的最大距离叫振动的振幅；要改变鼓面的振幅大小，可以用大小不同的
力敲击鼓面；通过实验可知：鼓面振动的振幅越大，响度越大；
对于一些看不见，摸不着的物理概念，无法直接研究，我们可以建立模型，使不易研究的物理内容更加
形象化，给磁场建立的模型就是磁感线，通过磁感线可以看出磁体周围磁场的分布、强弱；实际上它也
并不存在。
4. 如图是小勇用自制空气炮吹灭烛焰的实验。拉伸弹性薄膜然后放手，空气会从一端喷出，这是因为
气体具有______ 。烛焰被吹灭是由于______ 。利用烛焰被吹灭确定空气流动与下列哪项采取的科学
方法相同？______ 。
A.用带箭头的直线表示光的传播路线和方向
B.利用被吸引的大头针数目来比较电磁铁的磁性强弱
C.控制电压相等，研究电流与电阻的关系
【答案】惯性 可燃物的温度降低到着火点以下 B
【解析】（1）由图示装置可知，拉伸弹性薄膜然后放手，弹性薄膜和空气一起向左运动，
当弹性薄膜和装置内空气速度不相等时，由于具有惯性，装置内空气将继续向右运动，空气会从右端
喷出；
（2）向燃烧的蜡烛吹气时，由于空气的流动加快了石蜡的蒸发，蒸发吸热导致烛焰的温度降低，当温度
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降低到着火点以下时蜡烛会熄灭；
（3）利用烛焰被吹灭确定空气流动利用了转换法。
A.用带箭头的直线表示光的传播路线和方向是利用了模型法，不符合题意；
B.利用被吸引的大头针数目来比较电磁铁的磁性强弱利用了转换法，符合题意；
C.控制电压相等，研究电流与电阻的关系利用了控制变量法，不符合题意。
5.研究物理问题时常常用到“控制变量法”、“等效替代法”、“模型法”、“类比法”等方法，下面
是初中物理中的几个研究实例：①用总电阻表示同一段电路上串联的两个电阻；②弹簧形变时具有势
能，互相吸引或排斥的分子也具有势能；③研究电流时把它与水流相比；④利用磁感线来描述磁场。上
述几个实例中，采用了相同研究方法的是 （填数字序号） 。
【答案】②③
【解析】本题考查研究物理问题的方法。研究物理问题常用的方法有：等效替代法、类比法、控制变量法、
模型法等等。①用总电阻表示同一段电路上串联的两个电阻，采用的是等效替代法；②弹簧形变时具
有势能，互相吸引或排斥的分子也具有势能，采用的是类比法；③研究电流时把它与水流相比，采用的
是类比法；④利用磁感线来描述磁场，采用的是模型法，故采用了相同研究方法的是②③。
6．物理学中研究一个量与几个量之间的关系时，常采用的物理学研究方法是 法，在探究同一品
牌电热水喝电流产生的热量与电功率的关系时，需要控制的变量是 （选填“电流”、“电阻”或
“通电时间”），加热过程中水变为水蒸气发生的物态变化是 （选填“汽化”、“液化”或“升
华”）
【答案】控制变量；通电时间；汽化
【解析】研究一个量与几个量之间的关系时，常采用的物理学研究方法是控制变量法，电热与电阻、通
电时间、电流大小有关，探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系时，需要电流和通电时间一定，水
在加热过程中逐渐减少，是部分水由液态变成了气态，此过程叫汽化。
7．如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让同一钢球A从斜而上不同的高度由
静止滚下，撞到同一木块上。实验中，通过观察_______来判断钢球动能的大小；本实验用到的科学研
究方法是_______ (说出一种即可)。[来源:学§科§网Z§X§X§K]
【答案】木块B被撞的距离 控制变量法和转换法
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【解析】让同一个钢球沿着斜面的不同高度，静止滚下撞击水平板上的木块，这个做法是控制质量相同
目的是探究物体的动能与速度的关系，采用的事控制变量法。实验过程中，通过观察木块B被撞击后
运动的距离的大小来间接判断物体动能的大小，这个做法是转换法。
8.在物理实验中，常采用的研究方法有“控制变量法”“等效替代法”“类比法”“转换法”“模型
法”“归纳法”等。研究电阻的串、并联时，引入“总电阻”的概念，主要采用了 ；用“水压”
类比“电压”，主要采用了 ；列举一种用控制变量法研究的物理学事例 。
【答案】等效替代法；类比法；研究摩擦力与压力的关系，需要控制接触面粗糙程度，改变压力。
【解析】①“等效替代法”是在保证效果相同的前提下，将陌生的、复杂的、难处理的问题转换成等效
的、容易的、易处理的问题的一种方法；
②“类比法”是指两类不同事物之间存在某种关系上的相似，从两类不同事物之间找出某些相似的关
系的思维方法；
③控制变量法：在研究物理问题时，某一物理量往往受几个不同物理量的影响，为了确定各个不同物
理量之间的关系，就需要控制某些量，使其固定不变，改变某一个量，看研究的物理量与该物理量之间
的关系。
研究电阻的串、并联时，引入“总电阻”的概念，主要采用了等效替代法；
用“水压”类比“电压”，主要采用了类比法；
在物理探究实验中，较多运用了控制变量法，如：研究摩擦力与压力的关系，需要控制接触面粗糙程度
改变压力；研究压力作用效果与接触面积的关系时，控制压力，改变接触面积大小；研究动能与质量的
关系时，保持速度不变，改变质量；研究电流与电压关系时，保持电阻不变，改变电压；研究电流产生热
量与电阻关系时，保持电流和通电时间一定，改变电阻大小，等等。
三、探究实验
1．小兰在观察提琴、吉他、二胡等弦乐器的弦振动时，猜测：即使在弦张紧程度相同的条件下，发声的
音请高低还可能与弦的粗细、长短、及弦的材料有关。于是她想通过实验来探究一下自己的猜想是否
正确。如表是她在实验时控制的有关琴弦条件。
控制条件 琴弦的横截面积/
琴弦材料 琴弦的长度/cm
编号
mm2
① 铜 60 1.0
② 尼龙丝 40 1.0
③ 钢 50 0.3
④ 尼龙丝 60 1.0
⑤ 钢 50 0.5
猜想1：弦发声的音调可能与弦的粗细有关系。
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猜想2：弦发声的音调可能与弦的材料有关系。
猜想3：弦发声的音调可能与弦的长度有关系。
通过分析回答下列问题：
（1）为了验证猜想1，应该选用表中编号为_____两组实验进行对比分析；
（2）为了验证猜想2，应该选用表中编号为_____两组实验进行对比分析；
（3）为了验证猜想3，应该选用表中编号为_____两组实验进行对比分析；
（4）此实验的探究方法叫做 _____。
【答案】（1）③⑤ （2）①④ （3）②④ （4）控制变量法
【解析】（1）为了验证猜想1，即探究弦发声的音调与弦的粗细的关系，保持材料和长度相同，粗细不同，
选择③和⑤两组实验进行对比分析。
（2）为了验证猜想2，既探究弦发声的音调与弦的材料的关系，保持长度和粗细相同，材料不同，选择
①和④两组实验进行对比分析。
（3）为了验证猜想3，即探究弦发声的音调与弦的长度的关系，保持材料和粗细相同，长度不同，选择
②和④两组实验进行对比分析。
（4）每次探究都是控制其他因素不变，只研究弦的音调与其中一个因素的关系，这种方法叫做控制变
量法。
2. 利用气球可以完成下列实验：
的
（1）在气球上粘上小塑料颗粒，代表宇宙中 天体，气球膨胀时，任意一个塑料颗粒周围的其他的塑料
颗粒都与它______，可模拟宇宙膨胀现象。
（2）如图1所示，充满气体的气球向左喷气而向右飞出，说明_______，此过程发生的能量转化与图
_____（选填“2”或“3”）中的能量转化是一致的。
【答案】 （1）远离 （2）力的作用是相互的 3
【解析】（1）为了形象的说明宇宙大爆炸，课本上将一个粘有小塑料颗粒的气球看成宇宙，小塑料颗粒
代表宇宙中的天体，气球膨胀时，任意一个塑料颗粒周围的其他的塑料颗粒都与它远离，表示宇宙中
的天体在相互远离，这里运用的是类比法。
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（2）充满气体的气球向左喷气而向右飞出，说明力的作用是相互的。
充满气体的气球向左喷气而向右飞出，气球内的气体向外喷出，气体对外做功，内能转化为球的机械
能，由图2可知，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，属于压缩冲程，压缩冲程的能量转化是机械
能转化为内能；由图3可知，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，属于做功冲程，做功冲程的能量
转化是内能转化为机械能，所以充满气体的气球向左喷气而向右飞出过程发生的能量转化与图3中的
能量转化是一致的。
3.牛顿曾研究过这样一个问题：他发现人掷出去的石头总会偏离掷出方向落回地面，于是牛顿提出了
一个“大炮”的设想，上图是他画的“大炮”草图——在地球的一 座高山上架起一只水平大炮，以
不同的速度将炮弹平射出去，射出速度越大，炮弹落地点就离山脚越远。他推想：当射出速度足够大时
炮弹将会如何运动呢？牛顿 通过科学的推理得出了一个重要的结论。这就是著名的“牛顿大炮”的
故事，故事中牛顿实际也用到了理想实验的研究方法。
（1）研究中牛顿基于的可靠事实是______________。
（2）根据以上资料和牛顿的“大炮”草图，推测牛顿当年的重要结论是______________。如今，牛顿当
年的推测已变成了现实，人们应用他的推论，利用现代科技制成了______________。
（3）初中物理学习中，你在研究什么问题时用到过理想实验的方法？请举一例并说明你的研究过程。
【答案】见解析。
【解析】（1）人掷出去的石头总会偏离掷出方向落回地面。
（2）抛出物体的速度足够大时，物体将离开地球，绕地球旋转，做圆周运动；人造卫星。（3） 如：研究真
空能否传声时用了理想实验的方法：把音乐芯片放在广口瓶内，瓶口塞上插有玻璃管的软木塞，用抽
气设备抽瓶中的空气，在抽气的过程中，人听到的音乐声逐渐变小，由于实验时无法达到绝对真空，在
前面可靠事实的基础上推理出声音不能在真空中传播。又如：研究牛顿第一定律时用到了理想实验的
方法。让滑块 从同一斜面的同一高度滑到表面粗糙程度不同的水平木板上，发现水平木板越光滑，滑
块滑得越远，在这一可靠事实基础上，推出假若木板绝对光滑（完全没有摩擦），滑块将做匀速直线运
动。
4.请阅读 研究物理问题常用的方法 并回答问题。
研究物理问题常用的方法
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在学习物理过程中，我们不仅学习到了具体的物理知识，还接触到了许多物理研究方法，其中控
制变量法、模型法、类比法、等效替代法和转换法等是研究物理问题时常见的方法。比如在研究电流与
电压的关系时，需要控制电阻不变，这是用了控制变量法；在研究杠杆的平衡条件时，需要将实际的硬
棒抽象为没有质量的杠杆模型，这是用了模型法；学习电流的概念时将电流与水流类比，这是用了类
比法；耳熟能详的“曹冲称象”，使大量石块对船的作用效果与大象对船的作用效果相同，从而通过
称量石块的质量得出了大象的质量，这是用了等效替代法。
转换法在很多地方也有运用。将不可见、不易见的现象转换成可见、易见的现象，或者将难以测量
或测准的物理量转换为能够测量或测准的物理量，都是用了转换法。比如通过微小压强计U形管两侧
液面的高度差反映液体内部的压强的大小；通过电流的热效应和磁效应判断电流的存在；根据磁体吸
引大头针数量的多少判断磁体磁性的强弱；在电热丝加热煤油的实验中用煤油温度的变化反映电流通
过电热丝产生热量的多少等等，都用到了转换法。
此外，很多测量仪器也利用了转换法。比如用实验室常见的液体温度计测温度时，我们是根据温
度计中液柱的长短来识别温度高低的，这就是将温度的测量转化为长度的测量。同理，利用电流表测
电流时，我们是在量程确定的情况下根据电流表指针偏转的角度来识别电流大小的，这就是将电流的
测量转化为角度的测量。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）在研究同一直线上力的合成时，分别用两个力和一个力将皮筋拉到相同的位置，这里用到的方法
是______；在研究液体内部压强大小与深度的关系时，需要在同一种液体中改变微小压强计探头的深
度，保证这样的实验条件采用的研究方法是______；在研究磁场时我们引入了磁感线来描述磁场的强
弱和方向，这里用到的方法是______。（选填选项前的字母，每空只有一个选项正确）
A.控制变量法 B. 等效替代法 C. 转换法 D. 模型法
（2）在做“探究物体的重力势能与哪些因素有关”的实验中，三个完全相同的木桩被从正上方静止释
放的铁块撞击后，陷入沙坑中的情况如图所示。在此实验用到了转换法，实验中我们是通过______来
反映各铁块对木桩做功的多少，从而比较各铁块的重力势能大小。
【答案】B A D 木桩陷入沙坑的深度
【解析】 在研究同一直线上力的合成时，分别用两个力和一个力将皮筋拉到相同的位置，说明两个
力共同作用产生的效果可以由一个力代替，这里用到的方法是等效替代法；
在研究液体内部压强大小与深度的关系时，需要在同一种液体中改变微小压强计探头的深度，保证这
样的实验条件采用的研究方法是控制变量法；
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在研究磁场时，我们引入了磁感线来描述磁场的强弱和方向，采用的是模型法；
在“探究物体的重力势能与哪些因素有关”实验中，铁块在撞击木桩后，对木桩做功，铁块的重力
势能就越大，则木桩被撞击后获得的能量就越多，木桩陷入沙坑越深；因此，通过木桩陷入沙坑的深度
来反映各铁块做功多少，从而来比较各铁块的重力势能大小。
5.某同学在做“探究不同物质的吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给甲、乙两种液体加热，
得到的实验数据如下表：
物质 次数 质量m/kg 升高温度△t/℃ 加热的时间t/min
甲 1 0.1 10 2
2 0.2 10 4
乙 3 0.1 10 1
4 0.2 20 2
（1）实验中记录加热时间的目的是
（2）分析第1、2次或第3、4次实验数据，可以得出同种物质升高相同的温度时，吸收的热量的多少物
质的 有关．
（3）分析第1、3次或第2、4次实验数据，可以得出质量相等的不同物质，升高相同的温度时，吸收的热
量 （选填“相同”或“不同”）
（4）分析第1、4次实验数据可以发现加热时间相同，单位质量的不同物质升高的温度 （选填
“相同”或“不同”）．
（5）由上述分析可以得出 （选填“甲”或“乙”）物质的吸热能力强．
（6）该实验采用的物理学研究方法是 和 ．
【答案】（1）在相同时间内产生的热量相等；（2）质量；（3）不同；（4）相同；（5）甲；（6）转换法；控制变
量法．
【解析】探究物质的吸热性能大小时，必须控制物质吸收的热量相等，因此实验中选用了两个相同的电
加热器；根据控制变量法的要求，分析表中实验数据，根据实验所控制的变量与实验现象得出相应的
结论；加热相同时间，甲乙吸收的热量相同，质量也相同，通过比较温度变化来比较吸热能力．吸收热
量的多少用加热时间来表示，用到了转换法，此实验还用到了控制变量法．
（1）实验中用同样的加热器，放出的热量才相同，物质吸收的热量才会相同，故用同样的加热器的目的
是在相同的时间里供给的热量相同；
（2）分析第1、2次或第3、4次实验数据，可以得出的初步结论是：同种物质升高相同温度时，吸收热量
的多少与物质的质量有关；
（3）由表中第1、3次或第2、4次实验数据可知，质量相同的甲和乙升高相同的温度，吸收的热量不相
等；
（4）分析第1、4次实验数据可以发现加热时间相同（2min），单位质量（0.1kg）的不同物质升高的温度
相同（10℃）；
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（5）由表中第1、3次实验数据可知，液体质量和升高的温度相等而液体种类不同，甲液体的加热时间
比乙液体的加热时间长，甲液体比乙液体吸收的热量多，由此可得：甲的吸热能力更强．
（6）吸收热量的多少用加热时间来表示，用到了转换法，此实验还用到了控制变量法．
四、综合计算题
1.（ 2023四川成都）小尚同学勤于思考，热爱探究，下面是他在探究中遇到的两个问题，请完成相关计
算。
（1）小尚听爸爸说，家里的电动汽车正常行驶10km消耗的电能约为1度（ ）。他认为由此可
以测算出电动汽车的牵引力，依据模型思想，他将问题简化为：汽车行驶10km，牵引力做功 ，
求牵引力的大小；
（2）被测物体A置于坚固的水平台上，实验小桌放在物体A上，小桌与A的接触面积为 （即A
的受力面积）。往实验小桌上的沙盘里缓慢添加细沙，直到将被测物体A压坏，测得小桌、沙盘和细沙
的总重为5N，求物体A能承受的最大压强。
【答案】（1）360N；（2）
【解析】（1）汽车行驶10km，牵引力做功3.6×106J，由 得
（2）测得小桌、沙盘和细沙的总重为5N，小桌与A的接触面积为0.1cm2，物体A能承受的最大压强
答：（1）牵引力大小为360N；
（2）物体A能承受的最大压强为5×105Pa。
2.（ 2023宁夏）某校组织学生参加观军事博物馆，学生发现潜水艇的形状如图所示，头部粗，尾部细，
由此提出疑问。若潜水艇头部细，尾部粗，所受的体阻力是否不同？同学们选取完全相同的模型A和B
照图乙组装进行探究所挂物重的质量均为0.5kg（g=10N/kg）。
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（1）图乙的两个滑轮为______作用是______模型所受拉力是______N（忽略沉重和摩擦）；
（2）探究过程如图丙所示，t 时刻重物开始下落，t 时刻发现模型B运动较快，说明模型B在运动过程
0 1
中所受液体阻力较______；
（3）实验中液体阻力大小是通过模型运动快慢来体现的，这种研究物理问题的方法叫做______。
【答案】（1）定滑轮 改变力的方向 5 （2）小 （3）转换法
【解析】（1）图乙中两个滑轮使用时，轴的位置固定不动，是定滑轮，作用是改变力的方向；使用定滑轮
不省力，因此模型所受拉力是
F=G=mg=0.5kg×10N/kg=5N
（2）所挂重物的质量相等，模型所受拉力相等，重物同时开始下落，一段时间后发现模型B运动较快，
说明模型B在运动过程中，所受液体阻力较小。
（3）实验中液体阻力大小不易直接测量，是通过模型运动快慢来体现的，这种研究物理问题的方法叫
做转换法。
3. 研究物理问题时，常需要突出研究对象的主要因素，忽略次要因素，将其简化为物理模型。
（1）如图甲，一质量分布均匀的杠杆，忽略厚度和宽度，长度不可忽略，用细线将它从中点悬起，能在水
平位置平衡。将它绕悬点在坚直面内缓慢转过一定角度后（如图乙）释放，为研究其能否平衡，可将它
看成等长的两部分，请在图乙中画出这两部分各自所受重力的示意图和力臂，并用杠杆平衡条件证明
杠杆在该位置仍能平衡；
（2）如图丙，一质量分布均匀的长方形木板，忽略厚度，长度和宽度不可忽略，用细线将它AB边的中点
悬起，能在水平位置平衡。将它绕悬点在坚直面内缓慢转过一定角度后（如图丁）释放，木板在该位置
能否平衡？写出你的判断依据。
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【答案】（1） ；见解析；（2）不能平衡；答案见解析
【解析】（1）设杠杆的中点为O，杠杆与水平方向的夹角为θ，由于杠杆质量分布均匀，且左右两部分等
长，因此杠杆左右两部分重力 G=G ，重心分别在两部分的中点处，分别设为 O 和O ，则易知
1 2 1 2
OO =OO ，左右两部分重力的力臂
1 2
l=OO cos ，l=OO cos
1 1 2 1
因此L=L
1 2
因此有G L=G L
1 1 2 2
满足杠杆平衡条件，因此杠杆在该位置仍能平衡。
（2）不能平衡，转过一定角度释放的瞬间，木板只受重力和细线的拉力的作用，重力的方向竖直向下，
拉力的方向竖直向上；此时木板的重心不在悬点的正下方，重力和细线的拉力不在一条直线上，不是
一对平衡力，木板受力不平衡，因此不能平衡。
4.如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为105N的物体匀速提起，在5s时间内绳子自由
端移动的距离为s=3m．图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图．
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（1）计算物体上升的速度．
（2）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是 ，并列式计算出该物理量．
（3）计算滑轮组提升该重物时的机械效率．
【答案】（2）功，150J.
【解析】此题中的乙图创造性将功的两个物理量力和在力的方向移动的距离在坐标图上表示出来，直
观地反映了二者之间的乘积关系为“功”。功的大小等于阴影部分图形的面积。使过程简化，思路变
得更清晰。将图象法运用推广的更普遍。
5. 物理兴趣小组同学对物体的浮沉条件进行研究。在一个重为4N，底面积为200cm2的圆柱形薄壁
玻璃容器底部，放一个边长为1 0cm。的正方体物块，然后逐渐向容器中倒水(水始终未溢出)。通过测
量容器中水的深度h，分别计算出该物块所受到的浮力F ，并绘制了如图所示的图像。请解答下列问
浮
题。
(1)分析图像可知，水的深度由0逐渐增加到8cm前的过程中，物块受到的浮力怎样变化?这一过程中
物块对容器底部的压强又怎样变化?
(2)当容器中水深超过8cm。以后，物块处于什么状态?为什么?
(3)将物块取出后，若容器中水的重力为20N，此时容器对水平桌面的压强是多少?
(4)物块的密度是多少?
【答案】见解析。
【解析】(1)浮力变大，压强城小。
(2)漂浮状态。
从图知，水到8cm时浮力不冉增大，此时物体并米完全浸没水中，
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有部分体积露出水面。
(3)容器对桌新的压力F=G+G =20+4=24(N)
l 2
容器对桌面的压强 (Pa)
(4)山图像可知， =(N)
【点拨】由图象可知，随着水的不断增加，物体受到的浮力逐渐增大，最终受的浮力为8N，如果物体是
浸没的话受到的浮力应为10N,所以物体最终会漂浮在液面上。
6．在如图所示电路中，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0〜3V，电阻R 的阻值为20Ω，灯泡R 的
2 1
阻值和同一电源的电压均保持不变．请画出该题的各个等效电路图．
（1）只闭合开关S、S 时，电流表示数为0.2A，求电源电压是多少？
2 3
（2）只闭合开关S、S、S 时，R 正常发光，电路总功率为2.4W，求R 的阻值是多少？
1 2 3 1 1
（3）只闭合开关S，滑动变阻器R 的滑片调至最右端，R 两端的电压为U；再将电源更换，保持滑片位
1 3 3 3
置不变，R 两端的电压变为U′，电流表示数为0.15A．已知U：U′=2：3．求更换电源后，只闭合开关
3 3 3 3
S、S 时，在不损坏电流表、电压表和灯泡的情况下，R 的阻值变化范围是多少？
1 4 3
【答案】（1）电源电压是4V；（2）R 的阻值是10Ω；（3）更换电源后，只闭合开关S、S 时，在不损坏电流
1 1 4
表、电压表和灯泡的情况下，R 的阻值变化范围是0～10Ω．
3
【解析】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，分清电路的连接方式和画出等
效电路图是关键．
只闭合开关S、S 时，电路为R 的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电源的电压；
2 3 2
只闭合开关S、S、S 时，R 与R 并联，根据P=UI= 求出电路的总电阻，根据电阻的并联求出R 的阻
1 2 3 1 2 1
值；只闭合开关S，滑动变阻器R 的滑片调至最右端，R 与R 的最大阻值串联，电流表测电路中的电流，
1 3 1 3
根据欧姆定律表示出更换电源前后R 两端的电压即可求出两种情况下电路中的电流之比，进一步求
3
出更换电源前电路中的电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出R 的阻值，再
3
根据电阻的串联和欧姆定律求出更换电源后电源的电压；更换电源后，只闭合开关S、S 时，R 与R 串
1 4 1 3
联，电压表测R 两端的电压，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电
1
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阻为零时电路中的电流，从而变阻器接入电路中的最小阻值；当电压表的示数最大时，变阻器接入电
路中的电阻最大，根据串联电路的电压特点求出R 两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律
3
得出等式即可求出变阻器接入电路中的最大阻值，进一步得出答案．
（1）只闭合开关S、S 时，等效电路图如下图所示：
2 3
由I= 可得，电源的电压：U=IR=0.2A×20Ω=4V；
2
（2）只闭合开关S、S、S 时，等效电路图如下图所示：
1 2 3
由P=UI= 可得，电路的总电阻：
R= = = Ω，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以， = + ，即 = + ，
解得：R=10Ω；
1
（3）只闭合开关S，滑动变阻器R 的滑片调至最右端，等效电路图如图1所示；
1 3
再将电源更换，保持滑片位置不变，等效电路图如图2所示：
因U：U′=2：3，
3 3
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所以， = = = ，
则I= I= ×0.15A=0.1A，
1 2
图1中电路中的总电阻：R = = =40Ω，
总
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R 的最大阻值：R=R ﹣R=40Ω﹣10Ω=30Ω，
3 3 总 1
图2中，电源的电压：
U′=I（R+R）=0.15A×（10Ω+30Ω）=6V，
2 1 3
更换电源后，只闭合开关S、S 时，等效电路图如下图所示：
1 4
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流：
I= = =0.6A，
3
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值为0Ω，
当电压表的示数U=3V时，R 接入电路中的电阻最大，
1 3
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R 两端的电压：U″=U′﹣U=6V﹣3V=3V，
3 3 1
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电路中的电流：I= = ，即 = ，
4
解得：R =10Ω，
3大
所以，R 的阻值变化范围是0～10Ω．
3
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