专题05 《欧姆定律》压轴培优题型训练【八大题型】 （解析版）2023-2024学年九年级全一册《物理》培优专题训练（人教版）

第第页专题05《欧姆定律》压轴培优题型训练【八大题型】TOC\o"1-3"\h\u【题型1探究电流与电阻的关系】 1【题型2探究电流与电压的关系】 20【题型3电路的动态分析】 34【题型4欧姆定律的应用】 46【题型5电流表、电压表在判断电路故障中的应用】 70【题型6电路图设计】 75【题型7实验伏安法测电阻】 77【题型1探究电流与电阻的关系】 1．（2022•金坛区校级二模）在探究“电流与电阻关系”的实验中，电路如图所示，电源电压保持3V不变，滑动变阻器的规格是“10Ω1A”。先在A、B间接入10Ω的定值电阻R，移动滑片P，使电压表示数为2V．接下来他仅在A、B间更换不同的定值电阻，下列说法不正确的是（）A．下一步操作也应该控制电阻两端电压为2V一定 B．用5Ω替换10Ω的电阻时，闭合开关，将滑片P在原位置向左滑，即可使电压表示数为2V C．用15Ω替换10Ω的电阻时，滑片P仍在原位置，闭合开关，此时电流表示数为0.15AD．用30Ω替换10Ω的电阻时，闭合开关，将滑片P在原位置向右滑，即可使电压表示数为2V【答案】D【分析】探究电流跟电阻的关系时，要保持电阻两端的电压不变，去改变电阻，但当电阻增大时，它两端的电压也随之变化，为保证结论的准确性，要通过调节滑片使电阻两端的电压减小为原来的值，根据串联电路的分压关系去调节即可。【解答】解：A、在该实验中，必须保持定值电阻两端的电压不变，所以下一步操作也应该控制电阻两端电压为2V一定，故A正确；B、当A、B两点间的电阻由10Ω更换为5Ω后，AB间的电阻变小，故其分担的电压变少，该实验要控制AB间的电压不变，所以下一步的操作是：向左滑动滑片，使滑动变阻器连入的电阻变小（分压变小），使AB间的电压增大，直到电压表的示数为2V为止，故B正确。C、先在A、B间接入10Ω的定值电阻R，移动滑片P，使电压表示数为2V，此时滑动变阻器两端的电压为U'＝U﹣UR＝3V﹣2V＝1V；此时电路中的电流为：I＝＝＝0.2A；则滑动变阻器接入电路的电阻为：R'＝＝＝5Ω；当A、B两点间的电阻由15Ω更换为10Ω后，此时电阻的总电阻为：R''＝5Ω+15Ω＝20Ω，此时电路中的电流为I'＝＝＝0.15A，故C正确；D、用30Ω替换10Ω的电阻时，应控制电压表示数为2V，则此时电路中的电流为：I''＝＝＝A；则滑动变阻器的阻值应为：R'＝＝＝15Ω，由于滑动变阻器的最大阻值为10Ω，故无法控制电压为2V，故D错误。故选：D。2．（2022秋•二七区校级期中）实验小组利用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。选择的实验器材有：电源电压恒为3V、电流表、电压表、开关、电阻箱、滑动变阻器（规格为“20Ω2A”）。实验过程中，若保持电压表示数为2V不变，则下列说法中正确的是（）A．电路连接时应将滑动变阻器的滑片置于最左端 B．连接好电路后，闭合开关，发现电流表和电压表均没有示数，则故障可能是电阻箱断路 C．电阻箱阻值由5Ω调为10Ω时，电压表示数会变大，要继续探究，应该将滑片P向左移 D．若保持电压表示数为2V不变，要完成实验，则电阻箱阻值的最大值为40Ω【答案】D【分析】（1）连接电路时，滑动变阻器的滑片应该位于阻值最大处，结合电路图的连线，判断滑片的滑动方向；（2）串联电路中，电压无示数，则故障可能为与电压表并联的用电器发生了短路或与电压表串联的用电器发生了断路，电流表无示数，则电路中发生了断路；（3）电阻箱与滑动变阻器串联，电阻箱的阻值增大，与之并联的电压表的示数变大，为了使电压表的示数保持不变，滑动变阻器的电阻也应该增大；（4）实验中，电阻箱的电阻最大时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电源电压恒为3V，滑动变阻器的最大电阻为20Ω，若保持电压表示数为2V不变，根据串联电路分压公式，可计算出电阻箱的最大电阻。【解答】解：A、连接电路时，滑动变阻器的滑片应该位于阻值最大处，由图中的电路图知，滑动变阻器的滑片P应该置于最右端，故A错误；B、由图中的电路图知，电阻箱与滑动变阻器串联，电压表测量的是电阻箱的电压，电流表无示数，则电路中发生了断路，又因为电压无示数，则故障为滑动变阻器发生了断路，故B错误；C、将电阻箱阻值由5Ω调为10Ω时，电压表示数会变大，要使电压表的示数保持不变，则滑动变阻器的电阻也要增大，由图中的电路图知，所以滑动变阻器的滑片P应该向右移，故C错误；D、实验中，电阻箱的电阻最大时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电源电压恒为3V，若保持电压表示数为2V不变，即电阻箱的电压为：U1＝2V，则滑动变阻器电压为：U2＝U﹣U1＝3V﹣2V＝1V，滑动变阻器的最大电阻为：R2＝20Ω，由串联电路分压公式得，电阻箱的最大阻值为：R1＝＝＝40Ω，故D正确。故选：D。3．（2022秋•泰来县校级期中）（多选）利用如图甲所示的电路探究电流和电阻的关系，电源电压保持3V不变，分别将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R连入电路，按实验要求测得通过各定值电阻的电流描绘出如图乙所示的图象，则下列判断错误的是（）A．实验中电压表的示数保持3V不变 B．当R的电阻为10Ω时，通过R的电流为0.2A C．滑动变阻器连入电路的阻值范围为1～5Ω D．将R从5Ω换成10Ω后，应将滑片向右移【答案】AB【分析】（1）根据图乙读出一组电阻值和电流值，然后利用欧姆定律的变形公式U＝IR可求出电压表的示数；（2）根据图乙可以读出电阻为10Ω时通过电流的大小；（3）当R接入电路的阻值最小时，电路电流最大，根据图象读出电流，然后根据串联电路电压规律和欧姆定律的应用求出滑动变阻器接入电路的最小阻值；当R接入电路的阻值最大时，电路电流最小，根据图象读出电流，然后根据串联电路电压规律和欧姆定律的应用求出滑动变阻器接入电路的最大阻值；（4）根据串联电路电压规律和分压原理判断滑片移动的方向。【解答】解：A．根据图乙可知，当电阻为5Ω时，电路中的电流为0.50A；由可得，电压表的示数：U＝IR＝0.50A×5Ω＝2.5V，故A错误；B．根据图乙可知，当R＝10Ω时，通过的电流为0.25A，故B错误；C．当R＝5Ω时，电路电流最大为0.5A；因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以滑动变阻器两端电压：U滑＝U﹣UV＝3V﹣2.5V＝0.5V，根据图乙可知，当R＝25Ω时，电路电流最小为0.1A，滑动变阻器两端电压仍为0.5V，由可得，滑动变阻器接入电路的最小阻值：；滑动变阻器接入电路的最大阻值：；所以滑动变阻器连入电路的阻值范围1Ω～5Ω；故C正确；D．将R从5Ω换成10Ω后，电阻分得的电压会变大，为了保证定值电阻R两端电压不变，需减小定值电阻两端电压，根据串联电路电压规律，应增大滑动变阻器两端电压，根据分压原理，需增大滑动变阻器接入电路的阻值，故将滑片向右移动，故D正确。故选：AB。4．（2022•深圳三模）小兵利用图甲所示电路来探究电流与电阻的关系，他在实验中控制电压表示数为U0不变，相关器材规格已在图中标明。（1）在甲图中，请用笔画线代替导线将电压表接入电路。（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于图中最左（选填“左”或“右”）端。（3）闭合开关，将电阻箱调至某阻值，调节滑动变阻器时，小兵发现电压表示数始终为零而电流表示数有明显变化，经检查是由于某处被短路而造成的，被短路的是电阻箱。（4）断开开关，保持滑片P位置不变，用10Ω的电阻替换5Ω，闭合开关，发现电压表示数大于U0（选填“大于”或“小于”），应向左（选填“左”或“右”）移动滑片P才能达到实验要求。（5）小兵调节电阻箱阻值R，进行多次实验，所绘制的I与关系图象如图乙所示，由此可知U0＝2V，实验结论是：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。（6）小华利用图甲所示电路和器材也对电流与电阻的关系进行了探究，在5〜25Ω范围内，他将电阻箱阻值R调至5个不同的值分别进行了实验，则他根据实验数据描点所绘制的I与关系图线不可能是图丙中的b（选填“a”或“b”）。【答案】（1）见解答图；（2）左；（3）电阻箱；（4）大于；左；（5）2；通过导体的电流与导体的电阻成反比；（6）b。【分析】（1）电压表与电阻箱并联；根据电源电压3V选择电压表接线柱；（2）为保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处；（3）电流表示数不为0，说明电路是短路，电压表示数为0，说明与电压表并联的部分短路；（4）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上阻值大的电阻时，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；（5）根据图像算出电流与电阻的乘积即为U0；由I与是一条过原点的直线得出在电压一定时，电流与电阻倒数的关系；（6）对于图丙b图线，当电阻为5Ω是，倒数为0.2，对应的电流为0.15A，根据欧姆定律算出电阻箱两端的电压，根据可串联电路电压的规律算出此时滑动变阻器两端的电压，根据滑动变阻器两端的电压与电阻箱两端电压的关系得出滑动变阻器接入电路的电阻与电阻箱接入电路电阻的关系，当电阻箱接入电路的电阻是25Ω时，算出滑动变阻器接入电路的电阻，再与滑动变阻器的最大电阻相比，得出结论。【解答】解：（1）电压表应与待测电阻箱并联，且保证正进负出，由于电路中最大电压即电源电压为3V，因此电压表接线柱选择3V，实物图如下：；（2）为保证开关接通时用电器安全，滑动变阻器应调至最大阻值，即将滑片移动至最左端；（3）电流表示数不为0，说明电路是短路，电压表示数为0，说明与电压表并联的部分短路，即电阻箱短路了；（4）根据串联分压原理可知，将定值电阻由10Ω替换5Ω的电阻，其分得的电压变大，电压表的示数大于U0；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压U0不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，使电压表示数仍为U0；（5）由图乙中I与关系图线知，当电流为0.1A时，为0.05Ω﹣1，则R＝20Ω，U0＝IR＝0.1A×20Ω＝2V；根据图像知，电流与导体电阻的倒数成正比，则电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（6）对于图丙b图线，当电阻为5Ω是，倒数为0.2Ω﹣1，对应的电流为0.15A，则电阻箱两端的电压U′0＝I′R′0＝0.15A×5Ω＝0.75V，此时滑动变阻器两端的电压为U滑＝3V﹣0.75V＝2.25V，此时滑动变阻器两端的电压为电阻箱两端电压的3倍，滑动变阻器接入电路的电阻也为电阻箱接入电路的3倍，当电阻箱接入电路的电阻是25Ω时，滑动变阻器接入电路的电阻必须调到75Ω才能满足要求，而滑动变阻器的最大电阻只有50Ω，因此此图线不可能是实验测量的。故答案为：（1）见上图；（2）左；（3）电阻箱；（4）大于；左；（5）2；通过导体的电流与导体的电阻成反比；（6）b。5．（2021秋•荔城区校级月考）甲、乙两小组探究“电流与电压和电阻的关系”，老师提供的实验器材有：电源（电压恒为4.5V），电流表、电压表各一个，开关一个，四个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），两只滑动变阻器（规格分别为“20Ω2A”、“50Ω1A”），小灯泡一只（额定电压3.6V），导线若干。（1）甲小组探究“电流与电压的关系”①请你根据图甲的电路图用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整。电压U/V1.01.53.0电流I/A0.20.30.6②他们将5Ω的电阻接入电路，检查无误后闭合开关，发现电压表有示数，电流表无示数，造成这一现象的原因可能是电阻R断路（写出一条即可）。③排除故障后进行实验得到的数据如表，可得的实验结论是电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。（2）乙小组探究“电流与电阻的关系”①将5Ω的电阻接入电路，检查无误后闭合开关，移动滑片，使电压表的示数为1.5V，并记下相应的电流值。再用10Ω的电阻替代5Ω的电阻，此时滑片应向左（选填“左”或“右”）端移动，移动滑动变阻器滑片的目的是保持定值电阻两端电压一定（或保持电压表示数不变）。②为了完成用四个定值电阻进行实验，应选择滑动变阻器的规格是“50Ω1A”。③他们用小灯泡替换定值电阻，并改变电压表的连接位置，移动滑片，使小灯泡在额定电压下正常发光，电流表示数如丙图所示，则滑动变阻器接入电阻是3欧。【答案】（1）①如上所示；②电阻R断路；③电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比；（2）①左；保持定值电阻两端电压一定（或保持电压表示数不变）；②“50Ω1A”；③3。【分析】（1）①变阻器按一下一上接入电路中，电压表与电阻并联；②闭合开关，电流表无示数，说明电路可能是断路，电压表有示数，说明与电压表并联部分以外的电路是通路，由此分析故障原因；③横向比较表中数据得出结论；（2）①根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；②探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压，根据分压原理，求出当接入20Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻，确定变阻器的规格；③根据串联电路得电压和电流规律以及欧姆定律解答。【解答】解：（1）①变阻器按一下一上接入电路中，电压表与电阻并联，如下所示：；②电流表无示数，说明电路可能是断路，电压表有示数，说明与电压表并联部分以外的电路是通路，造成这一现象的原因可能是电阻R断路；③由表中数据，电压为原来的几倍，通过的电流也为原来的几倍，即电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比；（2）①根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中，要保持定值电阻两端电压一定（或保持电压表示数不变），根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数为1.5V；②由电阻两端的电压1.5V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UR＝4.5V﹣1.5V＝3V，变阻器分得的电压为电压表示数的＝2倍，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝2×20Ω＝40Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少40Ω的滑动变阻器，即选用“50Ω1A”的变阻器；③由图丙可知，电流表选择0～0.6A量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，即通过滑动变阻器的电流为0.3A，由于小灯泡在额定电压下正常发光，所以小灯泡两端的电压为UL＝3.6V，则滑动变阻器两端的电压为：U滑′＝U﹣UL＝4.5V﹣3.6V＝0.9V，根据I＝得，滑动变阻器接入电路得电阻是：R滑＝＝＝3Ω。故答案为：（1）①如上所示；②电阻R断路；③电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比；（2）①左；保持定值电阻两端电压一定（或保持电压表示数不变）；②“50Ω1A”；③3。6．（2022秋•滕州市期末）小明为了“探究电流与电阻的关系”，设计了如图甲所示的实验电路，实验器材；电压恒为4.5V的电源，电流表、电压表各一只，一个开关，阻值分别为10Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个。滑动变阻器和导线若干。（1）连接电路时，应让开关处于断开状态；（2）小明将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，调节滑片P至适当位置。读出电压表示数为2.5V，此时变阻器连入电路的阻值为R1，更换为20Ω的电阻。闭合开关后，在原来滑片位置基础上，接下来他应向A端移动滑片P至适当位置。使电压表仍为2.5V，此时滑动变阻器连入电路的阻值为R2，则R1：R2＝1：2；（3）为了能用所选的三只定值电阻完成实验。小明所选滑动变阻器的最大阻值应不小于20Ω；（4）小明完成了多组实验，利用收集到的数据，作出了如图乙所示的电流I随电阻R变化的关系图象，分析图象得出结论：电压一定时，电流与电阻反比例，图中阴影部分“面积”表示的物理量是B。（填字母）A.电流B.电压C.电阻D.电荷量【答案】（1）断开；（2）A；1：2；（3）20；（4）成反比；B。【分析】（1）连接电路时，为保护电路，应让开关处于断开状态；（2）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；根据串联电路电流处处相等，串联电路各用电器两端的电压之和等于电源电压，结合欧姆定律求出R1、R2的阻值，进而求出两电阻之比；（3）利用（2）中求R1、R2阻值的方法可求出所选滑动变阻器的最大阻值应不小于多少；（4）电压一定时，电流与电阻成反比；根据U＝IR分析阴影的面积含义。【解答】解：（1）连接电路时，应让开关处于断开状态；（2）更换为20Ω的电阻，闭合开关后，由分压原理，电阻的电压变大，故要减小定值电阻的电压，根据串联电路电压的规律，应增大变阻器的电压，接下来他应向A端移动滑动变阻器的滑片P继续做实验；当电路中为10Ω的定值电阻时，电路中的电流为，此时滑动变阻器接入电路的阻值为；当电路中为20Ω的定值电阻时，电路中的电流为，此时滑动变阻器接入电路的阻值为；则R1：R2＝8Ω：16Ω＝1：2；（3）当电路中为25Ω的定值电阻时，电路中的电流为，此时滑动变阻器接入电路的阻值为，即小明所选滑动变阻器的最大阻值应不小于20Ω；（4）分析图象可知，I﹣R图像是一条反比例曲线，所以可得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比；由图乙可知，阴影部分“面积”是I×R，所以阴影部分“面积”表示的物理量是电压，故选：B。故答案为：（1）断开；（2）A；1：2；（3）20；（4）成反比；B。7．（2023•潮阳区校级二模）小明班分组进行“电流与电阻关系”实验探究，每个小组分到的实验器材有：电压为6V的电源、滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个，不同阻值的定值电阻和导线若干。（1）请用笔画线代替导线，在图甲中补上一根线，使电路连接完整，要求：滑片向右移，电流表示数变大（连线时导线不能交叉）。（2）小明连接好电路后，闭合开关，发现电压表的示数等于电源电压，电流表的示数为0。你认为出现上述实验现象的原因可能是定值电阻断路（只需列举其中一种原因即可）。（3）排除故障后小明继续实验，桌上三个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω和20Ω，实验过程中保持电压表示数为2V，为顺利完成实验，应选取的滑动变阻器的规格为C。A.30Ω；0.5AB.40Ω；0.3AC.50Ω；0.5AD.60Ω；0.3A（4）小明很快完成了老师布置的实验任务，他把以上实验装置中的定值电阻换成额定电压已知的小灯泡，由于电压表小量程损坏，他调整元件位置，用图乙的电路来做“测量小灯泡电功率”的实验并将实验数据和观察到的现象记录在表中。次数电压表示数U/V电流I/A灯泡功率P/W灯泡亮度13.80.280.616较暗23.50.30.75正常发光33.20.320.896较亮①根据表中的实验现象，得出的错误结论是D。A.小灯泡两端的实际电压越高，实际电功率越大B.小灯泡的亮度直接由它的实际电功率决定C.小灯泡的实际功率有多个，额定功率只有一个D.实验中多次测量的目的是求小灯泡的平均功率②小明利用实验数据绘制出灯泡的伏安特性曲线，如丙图所示。根据数据和图像信息，小明认为不能用小灯泡代替定值电阻去探究“电流与电阻关系”的实验，理由是：小灯泡的电阻不是定值。（5）小明完成上面的任务后，老师让他设计电路测未知电阻Rx的阻值，下面的电路中不能够测出定值电阻Rx阻值的电路是B。（单选题）【答案】（1）见上图；（2）定值电阻断路；（3）C；（4）①D；②小灯泡的电阻不是定值；（5）B【分析】（1）根据滑片向右移电流表示数变大，说明此时电路总电阻减小，即滑动变阻器接入电路的电阻减小，由此可确定变阻器右下接线柱连入电路中与电阻串联；（2）电流表的示数为0，说明电路是断路，电压表的示数等于电源电压，说明电压表、电流表、滑动变阻器与电源是连通的，由此确定电路故障；（3）探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压，根据分压原理，求出当接入20Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻，由欧姆定律得出电路的最大电流确定应选取的滑动变阻器的规格；（4）①根据灯泡额定电压和额定功率，实际电压和实际功率的定义，结合表格数据分析逐一说明；②探究“电流与电阻关系”的实验中需控制电阻为定值电阻，而由图丙I﹣U的图线不是线性关系，由此知灯泡的电阻不是定值；（5）要测量电阻阻值，需要测出电阻两端电压与通过电阻的电流，然后应用欧姆定律求出电阻阻值；分析图示电路图，应用串并联电路特点与欧姆定律分析答题。【解答】解：（1）根据滑片向右移电流表示数变大，说明此时电路总电阻减小，即滑动变阻器接入电路的电阻减小，由此可确定变阻器右下接线柱连入电路中与电阻串联，如下图所示：（2）电流表的示数为0，说明电路是断路，电压表的示数等于电源电压，说明电压表、电流表、滑动变阻器与电源是连通的，则与电压表并联的电路断路，可能的电路故障是定值电阻断路；（3）排除故障后小明继续实验，桌上三个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω和20Ω，实验过程中保持电压表示数为2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝6V﹣2V＝4V，变阻器分得的电压为电压表示数的2倍，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝2×20Ω＝40Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少40Ω的滑动变阻器；由欧姆定律，电路的最大电流为：I大＝＝＝0.4A＞0.3A，故为顺利完成实验，应选取的滑动变阻器的规格为50Ω0.5A，故选C；（4）①A、根据串联电路电压的规律，电压表示数越小，灯泡两端的实际电压越高，灯的实际功率越大，故A正确；B、小灯泡的亮度直接由它的实际电功率决定，故B正确；C、小灯泡的实际功率有多个，额定功率只有一个，故C正确；D、实验中多次测量的目的是研究灯的亮度与实际功率的关系，故D错误；故选：D；②当探究“电流与电阻关系”的实验中需控制电阻为定值电阻，而由图丙分析灯两端的电压变大，通过灯的电流变大，灯的实际功率变大，灯的温度升高，且电压增大的幅度大于电流增大的幅度，由此可知灯泡的电阻将变大，因此不能不能用小灯泡代替定值电阻去探究“电流与电阻关系”的实验；（5）A、由图知，闭合开关，两电阻串联，电压表测量电源电压，电流表测量电路中的电流，由欧姆定律算出电路的总电阻，由串联电路电阻的规律算出未知电阻的阻值，故A能够测出定值电阻Rx阻值；B、由图知，闭合开关，两电阻并联，电压表测量电源电压，电流表测量已知电阻的电流，不能测量出未知电阻的电流，不能测量出未知电阻的阻值，故B不能够测出定值电阻Rx阻值；C、由图知，闭合开关，两电阻并联，干路的电流表测量干路的电流，支路的电流表测量通过已知电阻的电流，根据欧姆定律算出电源电压，由并联电路电流的规律算出通过未知电阻的电流，根据欧姆定律算出未知电阻的阻值，故C能够测出定值电阻Rx阻值；D、由图知，闭合开关，两电阻串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流，通过移动滑动变阻器的滑片到两个端点位置可读出两组电压值和电流值，根据电源电压相等列等式可以表示出未知电阻的阻值，故D能够测出定值电阻Rx阻值。故选：B。故答案为：（1）见上图；（2）定值电阻断路；（3）C；（4）①D；②小灯泡的电阻不是定值；（5）B。8．（2023•靖江市一模）在探究“电流与电阻的关系”实验中，电源电压3V，定值电阻为50，按照图甲将电路正确连接后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，使定值电阻R两端电压为1V。（1）将实物电路连接完整，要求：当滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变小；（2）正确连线后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表有示数，则电路故障可能是电阻R断路；（3）接下来实验操作中，在用20Ω的定值电阻替换10Ω的定值电阻后，他发现电压表示数始终不能调为1V。为成功完成此探究，小明同学设计了如下方案，你认为可行的一项是A；A.只更换滑动变阻器，则更换的滑动变阻器最大阻值至少为40ΩB.如果只增加电源电压，则电源电压增加到6V（4）小明同学将电阻换成额定电压为2.5V，额定功率为0.75W的小灯泡（如图乙）。a.利用上述电路继续进行实验时，当调节滑动变阻器使得电流表示数为0.15A时，灯泡的实际电功率P实＝小于P额（大于/小于/等于）；b.实验结束后，小华继续对通过滑动变阻器的电流I与它两端电压U关系进行了探究。根据实验数据也画出了U﹣I图象。你认为正确的是图丙中的虚线①（①②③）。【答案】（1）见上图；（2）电阻R断路；（3）A；（4）小于；①。【分析】（1）要求当滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变小，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知滑片向左移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大，所以滑动变阻器选择右下接线柱串联接入电路；（2）闭合开关，发现电流表无示数，说明电路断路，电压表有示数，说明与电压表并联部分电路断路，据此分析电路故障；（3）根据串联电路电压规律、串联分压原理可得＝，定值电阻的最大阻值为20Ω，代入数据解方程可得滑动变阻器接入电路的最大阻值，进一步确定A是否可行；若电源电压增加到6V，代入数据解方程可得滑动变阻器接入电路的最大阻值，进一步确定B是否可行；（4）根据电功率公式计算额定电压为2.5V，额定功率为0.75W的小灯泡的额定电流，①灯泡温度越低，灯泡电阻越小，通过灯泡电流为其额定电流一半时，灯泡电阻小于灯泡正常发光时的电阻，根据P＝I2R可知灯泡实际功率小于额定功率的四分之一；②因灯泡的电阻随温度的升高而增大，则可知灯泡的U﹣I图像是一条向上的曲线（图丙中的实线）；电源电压为3V，小灯泡的曲线与滑动变阻器的曲线的交点，表示灯与滑动变阻器的电压相等，根据串联分压原理可知此时灯与滑动变阻器的电压都是1.5V，据此确定应该选择哪个图象。【解答】解：（1）要求当滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变小，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知滑片向左移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大，所以滑动变阻器选择右下接线柱串联接入电路，如图：；（2）闭合开关，发现电流表无示数，说明电路断路，电压表有示数，说明与电压表并联部分电路断路，所以电路故障可能是电阻R断路；（3）串联电路总电压等于各部分电压之和，根据串联分压原理可得＝，定值电阻的最大阻值为20Ω，代入数据可得＝，解方程可得RH＝40Ω，故A可行；电源电压增加到6V，＝，解方程可得RH＝100Ω，故B不可行；（4）额定电压为2.5V，额定功率为0.75W的小灯泡的额定电流：IL＝＝＝0.3A，①利用上述电路继续进行实验时，调节滑动变阻器使得电流表示数为0.15A＝×0.3A，灯泡温度越低，灯泡电阻越小，通过灯泡电流为其额定电流一半时，灯泡电阻小于灯泡正常发光时的电阻，根据P＝I2R可知灯泡实际功率小于额定功率的四分之一；②因灯泡的电阻随温度的升高而增大，则可知灯泡的U﹣I图像是一条向上的曲线（图丙中的实线）；电源电压为3V，小灯泡的曲线与滑动变阻器的曲线的交点，表示灯与滑动变阻器的电压相等，根据串联分压原理可知此时灯与滑动变阻器的电压都是1.5V，如下图知①、②、③三条曲线与小灯泡曲线相交的点对应为1.5V的是曲线①。故答案为：（1）见上图；（2）电阻R断路；（3）A；（4）小于；①。9．（2023•昔阳县一模）小华用如图乙所示电路完成探究“电流与电阻的关系”的实验。他使用如下器材：学生电源（电源电压恒为4.5V不变），5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻，电压表，电流表，开关，导线，完成了“探究电流与电阻关系”实验。（1）闭合开关前，小华发现电流表的指针如图甲偏转，其原因可能是电流表没有调零。（2）连接完电路后，闭合开关，小华移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表无示数，但电压表有示数，此故障的原因可能是电阻断路。（3）故障排除后，将5Ω电阻换成10Ω电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向右（选填“左”或“右”）移动，当观察到电压表示数为2V时，记录电流表示数；再分别改接15Ω、20Ω的电阻，重复上述实验，得到了表中的实验数据：实验次数1234电阻R/Ω5101520电流I/A0.40.20.140.1（4）为了完成整个实验，且测量更精确，小红应该选择的变阻器是C。A.10Ω0.5AB.20Ω1AC.40Ω2AD.200Ω2A（5）小华根据实验数据绘制的“I﹣R”图像如图丙所示，可得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比。。【答案】（1）电流表没有调零；（2）电阻断路；（3）右；2；（4）C；（5）电压一定时，电流与电阻成反比。【分析】（1）由图甲，电流表指针没有指在零刻度线上，使用电流表前应对电流表进行机械调零，使指针指在零刻度线上；（2）移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表无示数，可能断路，但电压表有示数，说明与电压表并联的元件断路；（3）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；（4）根据串联电路电压的规律和分压原理确定变阻器连入电路中的最小阻值，从而确定变阻器的规格；（5）电压一定时，电流与电阻成反比。【解答】解：（1）闭合开关前，发现电流表指针如图甲，原因是电流表没有调零；（2）移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表无示数，可能断路，但电压表有示数，说明与电压表并联的元件断路，电阻断路；（3）根据表中数据知，电阻的电压为：U＝IR＝0.4A×5Ω＝2V；根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理知定值电阻分的电压变大，要控制定值两端电压2V不变，滑动变阻器向阻值大的右端移动；（4）因实验中电压表示数保持2V不变，根据串联电路中总电压等于各分电压之和，所以滑动变阻器两端的电压U滑＝2.5V，即变阻器分得的电压为定值电阻电压的＝1.25倍，根据分压原理，变阻器连入电路中的阻值大小为定值电阻大小的1.25倍，即为20Ω×1.25＝25Ω，也就是变阻器的最小阻值为25Ω，所以，滑动变阻器的规格应选用“40Ω2A”，故选：C。（5）根据“I﹣R”图像知电压一定时，电流与电阻成反比。故答案为：（1）电流表没有调零；（2）电阻断路；（3）右；2；（4）C；（5）电压一定时，电流与电阻成反比。10．（2021•婺城区模拟）小明用如图甲所示电路探究电流与电阻的关系，电源电压3V，电阻R有4个阻值（5Ω、10Ω、15Ω、25Ω）供选用，滑动变阻器R0规格为“10Ω2A”。请回答：（1）闭合开关后，小明发现电流表、电压表示数均为0，他将一根导线的一端接电源正极，另一端依次试触a、b、c、d各接线柱，当接触到d时，电压表开始有示数且为3V，电流表示数仍为0，经进一步检查，电流表及各接线处均完好，则电路中所有可确定的故障是定值电阻R和滑动变阻器R0断路。（2）排除故障并将问题元件进行同规格更换，此时R的阻值为5Ω，闭合开关，调节滑片P，使电压表示数到达某一数值，此时电流表示数如图乙所示，该示数为0.4A。小明将R阻值换成10Ω后，接下去的操作是向右移动滑动变阻器滑片，直到电压表示数为2V为止。（3）下列图像中，能大致反映本实验中各物理量之间关系的是C。（填字母编号）【答案】（1）定值电阻R和滑动变阻器R0断路；（2）0.4；：向右移动滑动变阻器滑片，直到电压表示数为2V为止；（3）C。【分析】（1）此电路为串联电路，当电压表、电流表示数均为0，说明与电压表并联的支路之外的电路有断路，由于电流表及各接线处均完好，则电压表外的滑动变阻器断路；当用导线将电源正极与d直接接通后，电压表示数为电源电压，说明电压表与电源连通，即电压表正负接线柱与电源正负极连通，此时电流表示数仍为0，则可判定与电压表并联的定值电阻断路了；（2）根据电流表选用量程确定分度值读数；由题意，要保持电压表示数不变，即要控制定值电阻两端的电压相同，根据串联电路特点和欧姆定律可确定，换上大电阻时滑片移动的方向；（3）A、根据I与R之积为一定值分析；B、换用不同的电阻时，电压表示数不变，据此分析；C、由分压原理可知变阻器与R的比值，据此分析；D、根据P＝得出定值电阻的功率，据此分析。【解答】解：（1）由题意，闭合开关后，他将一根导线的一端接电源正极，另一端依次试触a、b、c各接线柱，电流表、电压表示数均为0，当接触到d时，电压表开始有示数且为3V，初步判定从电源正极到d之间有断路，由于电流表及各接线处均完好，因此可以确定滑动变阻器断路；用导线从电源的正极连到d，相当于将断路的滑动变阻器短路，此时电流表示数仍为0，说明剩下的电路中还有断路故障，由于此时电压表示数为3V，说明电压表与电源连通，则只可能是与电压表并联的电阻R断路了。综上所述，电路中所有可确定的故障是：定值电阻R和滑动变阻器R0断路；（2）排除故障并将问题元件进行同规格更换，此时R的阻值为5Ω。闭合开关，调节滑片P，使电压表示数到达某一数值，此时电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，该示数为0.4A；实验中应保持定值电阻两端的电压不变，根据欧姆定律可知；电压表示数应保持UV＝IR＝0.4A×5Ω＝2V；小明将R阻值换成10Ω后，根据串联分压原理，电压表示数变大，为了保持定值电阻两端的电压不变，需增大滑动变阻器两端电压，即滑动变阻器接入电路的电阻应变大，故接下去的操作是：向右移动滑动变阻器滑片，直到电压表示数为2V为止；（3）A、因电压表示数不变，即I与R之积为一定值，故I随R的变化关系为反比例函数，故A错误；B、换用不同的电阻时，电压表示数不变，故B错误；C、电源电压3V，定值电阻的电压为2V，变阻器的电压为1V，由分压原理，变阻器与R的阻值的比值为1：2，故变阻器连入电路的电阻与R的关系是正比函数，是一条过原点的直线，故C正确；D、根据P＝得出，定值电阻的功率：PR＝，即电阻的电功率与R之积为一定值，电阻的电功率随R变化关系为反比例函数，故D错误；故选C。故答案为：（1）定值电阻R和滑动变阻器R0断路；（2）0.4；：向右移动滑动变阻器滑片，直到电压表示数为2V为止；（3）C。【题型2探究电流与电压的关系】 11．（2023•锡林浩特市模拟）小红为了探究“电流与电压的关系”，设计了如图甲所示的电路。实验序号1234U/V0.51.01.52.0I/A0.070.120.170.22（1）请将图甲中的实物电路连接完整，且导线不允许交叉。（2）小红将10Ω的电阻作为R接入电路，闭合开关S，通过调节变阻器滑片P，测出四组不同的电压和电流值，并记录在表格中。通过数据分析和观察电表，她发现在实验中存在一个失误，该失误是实验前电流表没有调零。（3）数据修正后，小红绘制了图乙中的a图象。由图象可知，电阻一定时，电流与电压成正比，图中U0与I0的比值为10Ω。（4）将电阻换成小灯泡，重复上述实验过程，绘制出图乙中b所示图象，b图象是一条曲线，是因为灯丝电阻随温度发生改变，图乙中A、B、C三点对应的阻值为RA、RB、RC由大到小的排列顺序是RB＞RC＞RA。（5）若某次调节中滑动变阻器接入电路的阻值增加了ΔR1，同时小灯泡电阻变化了ΔR2，则ΔR1＞ΔR2（选填“＞”“＜”或“＝”）。【答案】（1）如上图所示；（2）没有调零；（3）正比；10；（4）RB＞RC＞RA；（5）＞。【分析】（1）探究“电流与电压的关系”实验中，电压表测定值电阻两端的电压，故电压表应与电阻并联，电流表测通过定值电阻的电流，故电流表应与电阻串联，滑动变阻器起到保护电路元件安全和改变电阻两端电压，进行多次测量的作用，故滑动变阻器应与电阻串联，结合表格数据可选择量程均为小量程；（2）电阻为10Ω，利用I＝计算出每次的电流，对比表中数据，找出错误；（3）根据正比例函数图象可以判断出电压与电流的关系，得出结论；（4）灯丝电阻随温度的升高而增大；分别利用R＝分析A、B两点以及B、C两点的电阻大小，得出三个电阻的大小关系；（5）小灯泡的电阻随温度的升高而增大。【解答】解：（1）探究“电流与电压的关系”实验中，电压表测定值电阻两端的电压，故电压表应与电阻并联，电流表测通过定值电阻的电流，故电流表应与电阻串联，滑动变阻器起到保护电路元件安全和改变电阻两端电压，进行多次测量的作用，故滑动变阻器应与电阻串联，结合表格数据可选择量程均为小量程，如图所示：（2）电阻为10Ω，利用I＝计算出每次的电流分别为0.05A、0.10A、0.15A、0.20A，对比表中数据每次都多了0.02A，所以该失误是实验前电流表没有调零；（3）由图像可知，从图象中可以看出该图象是正比例函数，故可以得出结论：在电阻一定的情况下，通过导体的电流和导体两端的电压成正比；图中U0与I0的比值，对比表中数据可得R＝＝＝10Ω；（4）小灯泡电阻是变化的，主要是因为小灯泡灯丝的温度发生了变化，灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大；图乙中A、B两点电流相同，B点两端电压大，由R＝可知：RA＜RB；B、C两点电压相同，通过B点的电流小，由R＝可知：RC＜RB，A、C都是灯泡的I—U图像上的点，灯泡的电阻随温度的升高而增大，所以C点电阻大于A点电阻，故RA＜RC＜RB；（5）小灯泡的电阻随温度的升高而增大，且电流小时电阻的变化慢，故滑动变阻器接入电路的阻值增量ΔR1大于灯泡电阻变化量ΔR2。故答案为：（1）如上图所示；（2）没有调零；（3）正比；10；（4）RB＞RC＞RA；（5）＞。12．（2023•威远县校级二模）同学们在做“探究电流与电压的关系”实验时，准备了以下器材：新干电池两节，电流表（0～0.6A、0～3A）、电压表（0～3V、0～15V）、滑动变阻器（30Ω、2A）、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω）、开关、导线若干。根据如图甲所示的电路图进行实验。测量的数据如表所示：实验次数123456电压U/V0.40.51.02.02.53.0电流I/A0.080.10.50.40.50.6（1）按照电路图在图乙中将实物图补充完整。（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片P应处于B（选填“A”或“B”）端，目的是保护电路。（3）闭合开关以后，发现电流表指针无偏转，电压表指针有明显偏转，原因可能是电阻R开路（选填“短路”或“开路”）。排除故障后，调节滑动变阻器，测出通过电阻R的电流和对应的电压值，此时滑动变阻器的作用是C（选填字母序号）。A.保护电路B.控制定值电阻两端电压不变C.改变定值电阻两端电压（4）根据以上实验数据得到的结论是：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。（5）另一同学接着用实验装置探究电流与电阻的关系，他的实验操作如下：第一步：将5Ω电阻接入电路，调节滑动变阻器，使电压表示数为1V，记录电流表示数。第二步：将5Ω电阻更换为10Ω电阻，闭合开关后他发现电压表示数大于（选填“大于”、“小于”或“等于”）1V，他眼睛注视电压表（选填“电压表”或“电流表”），向B（选填“A”或“B”）端调节滑动变阻器，直到电压表示数为1V，记录电流表示数。第三步：将10Ω的电阻更换为20Ω的电阻，调节滑动变阻器时发现无论怎样调节，均无法将电压表调节到目标示数，聪明的同学们想到了以下方法来继续完成第三组数据测量：①只将电源更换为学生电源，调节电源电压，那么电源电压的最大值为2.5V。②只在电路中再串联一个定值电阻，那么定值电阻的最小值为10Ω。【答案】（1）如上图所示；（2）B；保护电路；（3）开路；C；（4）通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（5）大于；电压表；B；①2.5；②10。【分析】（1）在做“探究电流与电压的关系”实验时，应将滑动变阻器与定值电阻串联接在电路中，由图甲可知将滑动变阻器左滑阻值变小，应接滑动变阻器左下接线柱；（2）为了保护电路，滑动变阻器接入电路的电阻最大；（3）正确连接电路后闭合开关，发现电流表指针无偏转，说明电路可能开路；电压表指针有明显偏转，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路开路了；需要控制的物理量是电阻，变化的物理量是电压；（4）分析表中数据得出电流与电压之间的关系是成正比；（5）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压不变，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑动变阻器滑片移动的方向；（6）探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；①根据串联电路电压的规律结合分压原理确定最大电源电压；②为保证每次都能将接入的定值电阻两端电压调为1V，根据串联电路电压的规律和分压原理，求出当最大的定值电阻接入时，变阻器连入电路中最小电阻值，将变阻器与串联的电阻视为一个整体得出最小阻值。【解答】解：（1）在做“探究电流与电压的关系”实验时，应将滑动变阻器与定值电阻串联接在电路中，由图甲可知将滑动变阻器左滑阻值变小，应接滑动变阻器左下接线柱，如下图：（2）闭合开关前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片P应处于最大值处，所以B端；（3）正确连接电路后闭合开关，发现电流表指针无偏转，说明电路可能开路；电压表指针有明显偏转，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路开路了，即原因可能是电阻R开路；在探究电流与电压的关系实验中，需要控制的物理量是电阻，变化的物理量是电压，此时滑动变阻器的作用是改变定值电阻R两端的电压；（4）分析表中数据得出电流与电压之间的关系是成正比，即电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（5）R两端的电压为1V，实验中，当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，眼睛需注视电压表，根据串联电路电压的规律，要增大滑动变阻器两端的电压，由分压原理，要增大滑动变阻器电阻阻值，所以应把滑动变阻器滑片向B端滑动；（6）①只将电源更换为学生电源，由串联电路的规律及分压原理有：当变阻器连入电路的电阻最大为30Ω时，对应的定值电阻最大为20Ω，此时电源电压最大，，电源电压最大值：U＝2.5V；②只在电路中再串联一个定值电阻，为保证每次都能将接入的定值电阻两端电压调为1V，根据串联电路电压的规律，变阻器和需要串联的电阻分得的电压为：3V﹣1V＝2V，变阻器和需要串联的电阻分得的电压为定值电阻电压的2倍，变阻器和需要串联的电阻总阻值是定值电阻的2倍，当接入20Ω的电阻时，根据分压原理，变阻器和需要串联的电阻连入电路中的电阻R总＝2×20Ω＝40Ω，而变阻器的最大电阻为30Ω，那么需串联的定值电阻的最小值为10Ω。故答案为：（1）如上图所示；（2）B；保护电路；（3）开路；C；（4）通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（5）大于；电压表；B；①2.5；②10。13．（2023•金溪县一模）某同学在“探究电流与电压的关系”的实验中。（1）请用笔画线表示导线，将甲图中的实物图连接完整，要求滑片P向B端滑动时，电流表示数变小；（2）闭合开关前，发现电流表指针在零刻线左端，接下来应进行的操作是调零；（3）正确连接电路后，闭合开关，第一次实验时电流表示数如图乙所示，接下来继续第二次实验，滑动变阻器的滑片应该向左（选填“左”或“右”）移；电压/V0.511.522.5电流/A0.20.30.40.5（4）实验中测得多组数据如表。分析表中数据可得出结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（5）①某小组成员将5Ω的电阻分别换成10Ω、15Ω、25Ω、30Ω的电阻，滑动变阻器更换为R3“50Ω，2A”，将电源电压换成6V，控制定值电阻两端电压U1为2V继续探究“电流与电阻的关系”。小明发现当定值电阻为30Ω时，无法完成实验。为了让30Ω的电阻也能完成实验，他设计了如下三个调整方案，其中错误的是C（选填“A”、“B”或“C”）。（视需要可改变电压表、电流表的量程）A．电源电压不变，在电路中多串联一个10Ω的电阻，其余操作不变B．U1不变，改变电源电压，电源电压的取值范围是2V～4.4VC．电源电压不变，改变U1的大小，U1的取值范围是2V～6V②下表是小组成员设计记录数据的表格，请补充完整。实验次数1234电阻/Ω电流/A【答案】（1）见上图；（2）调零；（3）左；（4）电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（5）①C；②电阻/Ω；电流/A。【分析】（1）要求滑片P向B端滑动时，电流表示数变小，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知此时电路总电阻变大，所以滑片向B端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，所以滑动变阻器选择左下接线柱串联接入电路；（2）电流表使用前需调零；（3）由乙图可知电流表接入电路的量程和分度值，据此读数，由表格可知第二次实验时电流，比较可知通过电路的电流变化，进一步判断滑动变阻器接入电路的电阻变化，据此确定滑动变阻器的滑片的移动方向；（4）电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（5）①串联电路总电压等于各部分电压之和，根据串联分压原理可得＝，A、定值电阻为30Ω时，代入数据解方程可得滑动变阻器需接入电路的阻值，滑动变阻器为“50Ω，2A”，若在电路中多串联一个10Ω的电阻，根据串联电路电阻规律计算滑动变阻器接入电路最大阻值时，滑动变阻器和串联的电阻的最大总阻值，比较大小可知是否不可行；B、若定值电阻为30Ω时，滑动变阻器接入电路最大阻值50Ω，U1不变，改变电源电压，代入数据解方程可得电源电压的最大值，进一步确定电源电压的取值范围，比较大小可知是否可行；C、电源电压不变，若定值电阻为30Ω时，滑动变阻器接入电路最大阻值50Ω，代入数据解方程可得U1的最小值，进一步确定U1的取值范围，比较可知是否可行；②实验需记录电阻值和对应的电流值，据此可知表格中需填入的内容。【解答】解：（1）要求滑片P向B端滑动时，电流表示数变小，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知此时电路总电阻变大，所以滑片向B端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，所以滑动变阻器选择左下接线柱串联接入电路，如图：；（2）闭合开关前，发现电流表指针在零刻线左端，接下来应进行的操作是调零；（3）由乙图可知电流表接入电路的是小量程，分度值为0.02A，示数为0.12A，由表格可知第二次实验时电流为0.2A，通过电路的电流变大，所以滑动变阻器接入电路的电阻变小，故滑动变阻器的滑片需向左移动；（4）分析表格数据可得电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（5）①串联电路总电压等于各部分电压之和，根据串联分压原理可得＝，A、定值电阻为30Ω时，代入数据可得＝，解方程可得滑动变阻器需接入电路的阻值RP＝60Ω，滑动变阻器为“50Ω，2A”，若在电路中多串联一个10Ω的电阻，滑动变阻器接入电路最大阻值时，滑动变阻器和串联的电阻的最大阻值50Ω+10Ω＝60Ω，故A可行；B、若定值电阻为30Ω时，滑动变阻器接入电路最大阻值50Ω，U1不变，改变电源电压，代入数据可得＝，解方程可得U′≈5.33V，所以电源电压的取值范围为2V～5.33V，故B可行；C、电源电压不变，若定值电阻为30Ω时，滑动变阻器接入电路最大阻值50Ω，代入数据可得＝，解方程可得U1′＝2.25V，所以U1的取值范围是2.25V～6V，故C不可行；②实验需记录电阻值和对应的电流值，故表格中需填入电阻/Ω和电流/A。故答案为：（1）见上图；（2）调零；（3）左；（4）电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（5）①C；②电阻/Ω；电流/A。14．（2023•中宁县模拟）用如图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电压的关系”，电源电压为3V，定值电阻R的阻值为10Ω，滑动变阻器R′的最大阻值为20Ω。（1）用笔画线代替导线把图乙所示的实物图连接完整，要求滑片P向右移动时电流表示数变小。（2）闭合开关前将滑动变阻器的滑片调至B端的目的是保护电路。闭合开关，移动滑片，发现电流表有示数，电压表示数为零。若电路仅有一处故障，故障是定值电阻短路。（3）排除故障后，调节滑动变阻器，记录数据如表。请在图丙所示的坐标纸中把未标出的两个点描出来并画出I﹣U图像。序号12345电压U/V1.2202.22.42.8电流I/A0.120.200.220.240.28分析图像可得：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。（4）若探究“通过导体的电流与电阻的关系”，需要用到阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻。先将10Ω的电阻两端的电压调为1.5V，记录此时电流表的示数；接着将10Ω换成15Ω，应将滑动变阻器的滑片向B端（选填“A”或“B”）移动，使得电压表示数仍为1.5V，再次记录此时电流表的示数。换用25Ω的电阻进行实验时，发现无论怎样移动滑片，都无法使电压表的示数达到1.5V，原因是滑动变阻器的最大阻值过小（选填“过大”或“过小”）。【答案】（1）如上图；（2）保护电路；定值电阻短路；（3）如上图；（4）B；过小。【分析】（1）连接电路时要求滑片P向右移动时电流表示数变小，说明电阻变大，滑动变阻器要接左半段，故接入滑动变阻器的A接线柱。从电源的正极出发，经开关、滑动变阻器，先经过电流表还是先经过定值电阻，要看电流表的正负接线柱，根据连接情况，如果先经过定值电阻再经过电流表，电流会电流表的正接线柱流入，从负接线柱流出，违背电流表的正确使用，故先经过电流表，然后经过定值电阻，回到电源负极。（2）滑动变阻器接入电路的电阻越大，电路电流越小，滑动变阻器起到保护电路的作用。判断电路故障：先通过电流表判断电路是通路还是断路，如果电流是断路，再通过电压表来判断，如果电压表无示数，说明与电压表并联之外的部分是断路，如果电压表有示数并且接近电源电压，说明与电压表并联的部分是断路。（3）在I﹣U图像描出电压和电流的对应点，并且用线连接起来。（4）串联电路中各电阻分担电压，导体两端的电压之比等于电阻之比，根据这个特点分析滑动变阻器滑片的移动方向和定值电阻为25Ω时，电压表不能达到1.5V的原因。【解答】解：（1）滑片P向右移动时电流表示数变小，说明电阻变大，滑动变阻器要接左半段，故接入滑动变阻器的A接线柱。如图，从电源正极出发，经开关、滑动变阻器，先经过电流表的正接线柱，从电流表负接线柱流出，再经过定值电阻，回到电源的负极，此时电压表与定值电阻并联，电压表测量定值电阻两端的电压，电路连接如下图。（2）闭合开关前将滑动变阻器的滑片调至B端，滑动变阻器接入电路的电阻最大，电路电流最小，滑动变阻器起到保护电路的作用。闭合开关，移动滑片，发现电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，说明与电压表并联的部分是短路，故障是定值电阻短路。（3）在I﹣U图像上描出（2.0V，0.20A），（2.4V，0.24A），用线连接各点，如图。根据图像可以得到：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。（4）定值电阻和滑动变阻器串联在3V电源上，定值电阻两端的电压是1.5V，则滑动变阻器两端的电压是1.5V，滑动变阻器和定值电阻的阻值之比是1：1，当定值电阻是10Ω时，滑动变阻器的电阻是10Ω，当定值电阻是15Ω时，滑动变阻器的电阻也是15Ω，故滑动变阻器滑片向B端移动使滑动变阻器的阻值变大。当定值电阻是25Ω时，滑动变阻器的电阻也应该是25Ω，才能保持电压表示数是1.5V，由于滑动变阻器的阻值是20Ω，电压表的示数总是大于1.5V，所以无法使电压表的示数达到1.5V的原因是滑动变阻器的最大阻值过小。故答案为：（1）如上图；（2）保护电路；定值电阻短路；（3）如上图；（4）B；过小。15．（2021•聊城模拟）在科学探究“电流的大小与电压的关系”的实验中，某小组同学用如图1的电路进行实验，并将实验结果记录如下表。实验次数电阻R/Ω电压U/V电流I/A1R＝10Ω20.2240.4360.6（1）为了达到实验目的，采用控制变量法进行探究，因此，在实验过程中，保持电阻不变；（2）分析实验数据，你得出的结论是：在电阻一定时，电流和电压成正比；（3）请在如图2中的方格纸上画出导体中电流与导体两端电压的关系图象。【答案】见试题解答内容【分析】探究电流与电压的关系，应控制电阻阻值不变，看电流与电压的关系，实验中应用了控制变量法；认真分析实验数据即可得出结论。应用描点法作图，作出图象。【解答】解：（1）为了达到实验目的，采用控制变量法进行探究，因此，在实验过程中，保持电阻不变；（2）由表中实验数据可知：在电阻R＝10Ω时，＝＝10Ω，＝＝10Ω，＝＝10Ω，由此可知：在电阻一定时，电流和电压成正比。（3）根据表中实验数据在坐标系内描出对应的点，然后作出图象，图象如图所示。故答案为：（1）控制变量；电阻；（2）电阻；电流；电压。（3）图象如图所示。16．（2021•江岸区二模）在探究电流与电压的关系“的实验中，小明同学连接的电路如图所示，已知电源电压恒为6V，滑动变阻器规格为“50Ω0.5A”。实验次数12345电压U/V0.51.01.52.02.5电流I/A0.10.20.30.40.5（1）请将图中的实物电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片向左滑动时电路中电流变大，且导线不允许交叉。（2）小明同学把5Ω的电阻接入电路中，来探究“电流与电压的关系”。他通过调节滑动变阻器的滑片P，测出通过定值电阻R的电流和对应的电压值，并记录在表中。老师看了表中的实验数据后，却说其中有一次实验的数据是错误的。请你帮她分析下，出错的是第1次。（3）小明接着用该装置探究电流与电阻的关系，控制电压表的示数为2.5V保持不变，可供选择的定值电阻为4Ω、5Ω、6Ω、10Ω、30Ω、40Ω、50Ω，他不能选用的定值电阻是4Ω、40Ω、50Ω（4）若小亮选用10Ω的定值电阻来探究“电流与电压的关系”，电路、电源电压和滑动变阻器的规格均与小明相同。电流表与电压表的量程分别为“0～0.6A”和“0～3V”，在不损坏电路元件的情况下，电路消耗的总功率的变化范围为0.6﹣1.8W【答案】见试题解答内容【分析】（1）根据滑动变阻器的滑片向左滑动时电路中的电流变大确定变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联，电压表与电阻并联；（2）小明同学把5Ω的电阻接入电路中，而变阻器的最大电阻为50Ω时，由电阻的串联和欧姆定律求出电路的最小电流分析；（3）可知滑动变阻器规格为“50Ω0.5A”的含义，电阻两端的电压始终保持UV＝2.5V，根据串联电路电压的规律得出变阻器分得的电压，由分压原理求出当变阻器最大电阻50Ω接入电路中时对应的定值电阻最大值；根据变阻器允许通过的最大电流为0.5A确定电路中的最大电流，由欧姆定律求出此时的电路的最小电阻；由分压原理，定值电阻的阻值为变阻器连入电阻的分得倍，由此求出定值电阻允许的最小电阻，从而确定实验不能用的电阻值；（4）根据电压表的量程为“0﹣3V”确定电阻的最大电压为3V，由欧姆定律求出这时电路的最大电流，并与0.5A比大小，从而确定电路的最大电流，根据P＝UI求出总功率的最大值为；根据P＝，当电路的总电阻最大时，电路的总功率最小，变阻器连入电路的电阻越大，电路的电流越小，电压表示数越小，故变阻器的最大电阻可连入电路中，由电阻的串联求出电路的最大串联电阻，根据P＝求出电路的最小功率，从而得出电路消耗的总功率的变化范围。【解答】解：（1）滑动变阻器的滑片向左滑动时电路中的电流变大，即电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联，电压表与电阻并联，如下所示：（2）小明同学把5Ω的电阻接入电路中，而变阻器的最大电阻为50Ω时，由电阻的串联和欧姆定律，电路的最小电流为：I小＝＝≈0.11A＞0.10A，故出错的是第1次实验的数据；（3）滑动变阻器规格为“50Ω0.5A”，表示变阻器的最大电阻为50Ω，允许通过的最大电流为0.5A：电阻两端的电压始终保持UV＝2.5V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝6V﹣2.5V＝3.5V，定值电阻分得的电压为变阻器分得电压＝倍，根据分压原理，当变阻器的最大电阻50Ω接入电路中时，定值电阻对应的最大值为：R大＝×50Ω≈35.7Ω﹣﹣﹣﹣①；变阻器允许通过的最大电流为0.5A小于电流表的允许通过的最大电流，故电路中的最大电流为0.5A，由欧姆定律，此时的电路的最小电阻：R串小＝＝＝12Ω；由分压原理，定值电阻的阻值为变阻器连入电阻的分得倍，故定值电阻允许的最小电阻为：R定小＝×12Ω＝5Ω﹣﹣﹣﹣②，由①②，他不能选用的定值电阻是4Ω、40Ω、50Ω；（4）电压表的量程为“0﹣3V”，即电阻的最大电压为3V，由欧姆定律，这时电路的最大电流为：I1＝＝＝0.3A＜0.5A，故电路的总功率的最大值为：P大＝UI1＝6V×0.3A＝1.8W；变阻器连入电路的电阻越大，电路的电流越小，电压表示数越小，故变阻器的最大电阻可连入电路中，故串联的最大电阻为：R串大＝50Ω+10Ω＝60Ω，电路的最小功率：P＝＝＝0.6W；在不损坏电路元件的情况下，电路消耗的总功率的变化范围为0.6﹣1.8W。故答案为：（1）如上所示；（2）1；（3）4Ω、40Ω、50Ω；（4）0.6﹣1.8W。【题型3电路的动态分析】 17．（2023•岱岳区三模）如图，电源电压不变，下列说法正确的是（）①开关都闭合，将滑片P向右移动，电压表的示数不变，电流表的示数变大②开关都闭合，将滑片P向左移动，L消耗的功率不变，R2消耗的功率变大③只闭合S1，将滑片P向右移动，R1消耗的功率减少④只闭合S1，将滑片P向左移动，电压表的示数与电流表示数的比值变大A．①④ B．②③ C．①②③ D．①③④【答案】A【分析】（1）开关都闭合，R1短路，L与R2并联，由并联电路特点、欧姆定律和电功率公式P＝分析判断电表示数及两者功率变化；（2）只闭合S1，R1、R2串联，电压表测R2两端电压，电流表测电路中电流，由串联电路特点和欧姆定律分析判断将P左右移动时两电表示数比值的变化情况；由P＝I2R知R1消耗的功率变化情况。【解答】解：①②由图知，开关都闭合，L与R2并联，R1短路，电压表测电源电压，电流表测干路电流。由并联电路电压特点知，将P向右移动，电压表示数不变，R2连入阻值变小，所以电路的总电阻变小，总电流变大，所以电流表示数变大，故①正确；将滑片P向左移动时，电源电压不变，R2连入阻值变大，并联电路中各支路间互不影响，所以灯泡功率不变，由P＝知，R2消耗的功率变小，故②错误；③④由图知，只闭合S1，R1、R2串联，电压表测R2两端电压，电流表测电路中电流。将滑片P向右移动时，R2连入阻值变小，电路的总电阻变小，由欧姆定律知电路中电流变大，由P＝I2R知R1消耗的功率增大，故③错误；由欧姆定律可知R2＝，即电压表的示数与电流表示数的比值等于滑动变阻器R2接入电路的阻值，由图可知将滑片P向左移动时，R2连入阻值变大，所以电压表的示数与电流表示数的比值变大，故④正确；故选：A。18．（2023•广水市三模）如图所示是某同学设计的电子身高测量仪的示意图，其中定值电阻R1＝6Ω，电源电压恒为4.5V，变阻器R2的规格为“40Ω，0.5A”，电压表的量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A。闭合开关S后，下列说法正确的（）A．当被测者的身高越高时，电压表的示数越小 B．当被测者的身高越高时，电路消耗的总功率越大 C．为了不损坏电路中的元件，变阻器接入电路的阻值范围是3～12Ω D．用电流表的示数来反映人的身高，更符合人们的思维习惯【答案】C【分析】由电路图可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流；（1）当被测者的身高越高时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，由串联分压原理可知电压表示数的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化；根据P总＝U总I可知电路消耗的总功率的变化情况；（2）为了不损坏电路中的元件，电路电流不能超过0.5A，根据欧姆定律算出当电路中电流为0.5A时电路的总电阻，由串联电路电阻的规律算出变阻器接入电路的阻值；电压表的示数最大为3V，根据分压关系可得R1两端的电压，进而根据欧姆定律计算出电路中的电流，从而得到变阻器接入电路的阻值。这两个电阻值即为变阻器接入电路的阻值范围。【解答】解：由电路图可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流；AD、当被测者的身高越高时，滑动变阻器的滑片向上运动，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由串联分压原理可知电压表示数变大，根据I＝可知电路中的电流变小即当被测者的身高越高时，电流表的示数变小。因此用电压表的示数来反映人的身高，更符合人们的思维习惯，故AD错误；B、由前面分析知当被测者的身高越高时，电路中的电流变小，根据P总＝U总I可知电路消耗的总功率越小，故B错误；C、由题知电流表量程为0～0.6A，但变阻器R2的规格为“40Ω，0.5A”，因此为了不损坏电路中的元件，电路中的最大电流为0.5A，根据I＝得当电路中电流为0.5A时电路的总电阻为：R总＝＝＝9Ω，由串联电路电阻的规律知变阻器接入电路的阻值为：R2＝R总﹣R1＝9Ω﹣6Ω＝3Ω，当电压表的示数为3V时，R1两端的电压U1＝4.5V﹣3V＝1.5V，此时电路中的电流I＝＝＝0.25A，则变阻器接入电路的阻值为：R2̋́′＝＝＝12Ω因此为了不损坏电路中的元件，变阻器接入电路的阻值范围是3～12Ω，故C正确。故选：C。19．（2023春•盱眙县期中）如图所示，电源电压为4.5V，电压表量程为“0～3V”，电流表量程为“0～0.6A”，滑动变阻器规格为“20Ω1A”，小灯泡L标有“2.5V0.5A”（灯丝电阻不变）。在保证小灯泡L电流不超过额定电流0.5A，移动滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是（）①小灯泡正常工作时的电阻为5Ω②滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是10Ω～20Ω③电压表示数变化范围2V～3V④电流表示数变化范围0.18A～0.5AA．①、③正确 B．②、③正确 C．③、④正确 D．①、②、③正确【答案】A【分析】（1）由欧姆定律求出灯的电阻；（2）根据串联电路的电流特点可知电路中的最大电流为灯泡额定电流和滑动变阻器允许通过最大电流中较小的一个，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值；当电压表的示数为3V时，电路中的电流最小，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，利用串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，利用欧姆定律求出电路中的电流，进一步求出电路中电流变化的范围，利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值即可得出滑动变阻器阻值变化的范围。【解答】解：灯泡L与滑动变阻器R串联，电流表测量电路电流，电压表测量R两端的电压，①小灯泡正常工作时的电阻即为额定电压下对应的电阻，根据欧姆定律可得小灯泡正常工作时的电阻为，故①正确。③滑动变阻器的最大接入电阻为20Ω时，电路中电流最小，最小电流为，电压表与滑动变阻器并联，测滑动变阻器的电压。根据串联分压原理，当滑动变阻器电阻最大时，即电路中电流最小时，电压表示数最大，得U滑′＝I1R滑′＝0.18A×20Ω＝3.6V，灯泡正常工作时，滑动变阻器连入电路的电阻最小，即电压表示数最小为2V。电压表的量程为0～3V，因此电压表示数最大为3V。综上可知，电压表示数变化范围2V～3V。故③正确。④由于电压表最大值为3V，因此小灯泡两端的最小电压为UL＝U﹣UV＝4.5V﹣3V＝1.5V，电路中最小电流为，灯泡正常工作时，电路中电流最大为0.5A，综上可知，电流表示数变化范围0.3A～0.5A。故④错误。②当小灯泡正常工作时，滑动变阻器连入电路的电阻最小，此时电路中的电流为0.5A，滑动变阻器两端的电压为U滑＝U﹣U额＝4.5V﹣2.5V＝2V，滑动变阻器连入电路的最小电阻为，电压表的量程为0～3V，因此电压表示数最大为3V，此时电路中的电流为0.3A，滑动变阻器连入电路的最大阻值为，综上可知，滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω～10Ω。故②错误。故BCD错误，A正确。故选：A。20．（2023•孝感二模）小李连接了图甲所示的电路，电源电压不变，电流表量程均为0.6A，定值电阻R1＝10Ω，闭合开关S后再闭合开关S1或S2，将滑动变阻器滑片从最右端向左调节至中点的过程，电压表与电流表A2示数的I﹣U图象如