押题实验题4- 电学实验（电流与电压电阻的关系、电阻和电功率的测量、电热）（解析版）-备战2024年中考物理

押题实验题4——电学实验（电流与电压电阻的关系、电阻和电功率的测量、电热）分析辽宁省样题及模拟题，省样题考察的是测量小灯泡电阻。省模拟题考察的是定值电阻的测量。电学常考实验有电流与电压电阻的关系（控制变量法），测量电阻和电功率（测量性实验），以及电流产生的热量的影响因素（控制变量法）。必备知识需要学生掌握电学实验中的实验探究方法，探究步骤。知道器材如何选择，选择器材的目的，器材如何组装，这样组装的原因。知道实验步骤，会正确使用测量工具，能够正确读数并记录数据。能够根据实验数据或实验数据图像分析得出实验结论。知道实验的基本方法，能够说出实验的目的。会进行一定的实验评估，知道如何改进实验，能够找到实验中的错误和误差产生的原因并进行改正和改进。解题技巧滑动变阻器作用：保护电路，改变电路电流和部分电路两端电压，控制部分电路两端电压不变电阻和电功率的测量：注意小灯泡的电阻随温度的升高而变大，求小灯泡的电阻和电功率没有意义。定值电阻的电阻和电功率要做3次实验，求平均值，目的减小误差。注意实验结论不要前置，不知道实验结论不能用实验结论解题，例如，并联电路中干路电流表的量程选择要用大量程试触。21．某小组利用如图（a）所示的装置测电阻。（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最（填“左”或“右”）端；（2）闭合开关后，发现电流表指针偏转，电压表指针不偏转，若故障只有一处，可能是待测电阻；（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片进行三次实验，把测量数据和计算结果依次填写在表格中；实验次数电压U/V电流I/A电阻R/Ω11.000.1010.0021.600.1610.0032.100.2010.50求出电阻的平均值是Ω（计算结果保留两位小数），多次测量求平均值的目的是；（4）该小组拟进行一次创新实验，通过改变电压表表盘的刻度示数和单位，以达到从表盘直接读出待测电阻阻值的目的。该小组设计了如图（b）所示的电路，A、B间接入待测电阻。若电源电压恒为3V，电阻R0＝50Ω，电压表量程为0～3V，则图（c）所示电压表表盘上“1”对应的阻值为“”Ω；表盘上从左到右对应的电阻值逐渐变。【答案】（1）左（2）短路（3）10.17；减小误差（4）100；小 【解答】解：（1）滑动变阻器移动到阻值最大端，保护电路电压表不偏转，说明与其并联部分以外的某处断路或与其并联部分短路，电流表有示数，说明不是断路。所以是短路求平均值，目的减小误差电压表示数为1V，电阻50Ω，则电流为I=1V/50Ω=0.02A，AB间电压为3V-1V=2V,电流为0.02A,则电阻R=2V/0.02A=100Ω；表盘从左到右电压变大，电流变大，电阻变小。1．小明使用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个，电压为3V的电源以及规格为“10Ω，0.5A”的滑动变阻器等器材探究电流与电阻的关系。（1）首先将5Ω的定值电阻连入图甲电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应位于最左（选填“左”或“右”）端。（2）闭合开关时发现，此时电压表和电流表均无示数，他判断产生此现象的原因是滑动变阻器（选填“定值电阻”或“滑动变阻器”）断路。排除故障后移动滑动变阻器的滑片，电流表示数如图乙所示，则此时电压表示数U0为2V。（3）把5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻后，直接闭合开关，电压表的示数将大于（选填“大于”“小于”或“等于”）U0，此时应将滑动变阻器的滑片在原来基础上向左（选填“左”或“右”）端移动，直到电压表的示数再次达到U0，记录电流表的示数。（4）小明按上述方法，更换不同阻值的电阻进行了多次实验后，得出结论：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。（5）小明分别将5Ω和10Ω的电阻接入电路进行实验时，在电压表示数不变的情况下，滑动变阻器消耗的电功率之比为2：1。（6）如果只利用现有器材，让四个电阻单独接入电路都可完成实验，定值电阻两端的电压应控制在2V～2.5V之间。【答案】（1）左；（2）滑动变阻器；2；（3）大于；左；（4）反比；（5）2：1；（6）2.5。【解答】解：（1）闭合开关前，滑动变阻器的右下方接入电路，滑片P应位于左端使得连入电路的电阻最大；（2）根据电流表无示数说明电路断路，而电压表无示数，说明与电源断开，则滑动变阻器断路；电流表用的是0﹣0.6A量程，分度值0.02A，示数为0.4A，电压表示数U0＝IR＝0.4A×5Ω＝2V；（3）把5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻后，定值电阻变大，分得的电压增大，直接闭合开关，电压表的示数将大于U0，此时应增大滑动变阻器的电压，故将滑动变阻器的滑片在原来基础上向左端移动，直到电压表的示数再次达到U0，记录电流表的示数。（4）更换不同阻值的电阻进行了多次实验后，得出结论：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。（5）定值电阻的电压不变，当电阻变为2倍时，电流变为一半，根据滑动变阻器的电压不变，根据P＝UI知，两次的电功率之比等于电流之比，为2：1；（6）根据滑动变阻器允许最大0.5A知，当电阻为5Ω，最大的电压只能为U＝I'R＝0.5A×5Ω＝2.5V。故答案为：（1）左；（2）滑动变阻器；2；（3）大于；左；（4）反比；（5）2：1；（6）2.5。2．小林用图甲所示的实验器材探究电流与电阻的关系，电源由三节新干电池串联而成，定值电阻R的阻值为5Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω1A”，除图甲中的实验器材之外，还有阻值分别为10Ω、15Ω和20Ω的定值电阻可供选用。实验序号1234电阻R/Ω5101520电流I/A0.482.40.160.12（1）请用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整。（要求：向右移动滑片时，电路中电流变大，注意不能与其他导线交叉）（2）小林实验时记录的实验数据如上表所示：由表可知该探究过程中应保持定值电阻R两端的电压为2.4V不变；当小林用10Ω的电阻替换5Ω的电阻进行实验时，应将滑动变阻器的滑片向左（选填“左”或“右”）端移动。（3）分析表1中的数据可知：导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比（选填“正比”或“反比”）。（4）为使实验结论更具普遍性，小林又找来一个阻值为30Ω的定值电阻，用其进行实验时发现无法完成实验。在不改变实验装置的前提下，小林若要完成此次实验，应设置定值电阻两端的电压不低于2.7V。（5）完成实验后，该同学思考，在没有电压表、电源电压未知的情况下，也可以测出一个未知电阻的阻值。他设计了如图乙所示的电路，已知滑动变阻器的最大阻值为R0，请完成对应的实验步骤：①连接好电路，调节滑动变阻器滑片至最左端，记下电流表示数为I1；②调节滑动变阻器滑片至最右端，记下此时电流表示数为I2；③计算得出未知电阻的阻值为Rx＝。（用所给字母表示）【答案】（1）见解答图；（2）2.4；左；（3）反比；（4）2.7；（5）调节滑动变阻器滑片至最右端；。【解答】解：（1）向右移动滑片时，电路中电流变大，则整个电路中的电阻变小，所以变阻器接入电路中的电阻变小，因此，变阻器的右下接线柱接入电路，如图所示：（2）由表格可知U＝IR＝5Ω×0.48A＝10Ω×0.24A＝15Ω×0.16A＝20Ω×0.12A＝2.4V，当小林用10Ω的电阻替换5Ω的电阻进行实验时，定值电阻两端电压变大，根据串联分压可知，此时应该增大滑动变阻器两端电阻，即应将滑动变阻器的滑片向左移动。（3）分析表中的数据可知，电流与电阻的乘积是一定值，故可得结论：导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。（4）电源由三节新干电池串联而成，电源电压U＝1.5V×3＝4.5V，由串联电路电流相等可得，当R滑＝20Ω，R＝30Ω时＝＝，解得：UR＝2.7V；（5）调节滑动变阻器滑片至最右端，只有Rx的简单电路，电流表测量电路中的电流；调节滑动变阻器滑片至最左端，电阻和变阻器串联，电流表测量电路中的电流，电源电压U＝I1（Rx+R0），电源电压U＝I2Rx，电源电压不变，所以I1（Rx+R0）＝I2Rx，解得：。故答案为：（1）见解答图；（2）2.4；左；（3）反比；（4）2.7；（5）调节滑动变阻器滑片至最右端；。3．小明同学在参加学校物理兴趣小组探究活动中发现，很多电器产品复杂的电路都是由简单的电路组合而成，使用时它们的电流与电压、电阻总存在一定的关系。某次探究活动中，小明找到一个未知电阻R1（阻值不变），设计了如图所示的电路。电源电压保持6V不变，滑动变阻器R2的规格为“50Ω1A”。（1）请你用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整。（要求：滑片向左移动时电流表示数变小，且导线不能交叉）；（2）根据电路图连接实验电路时，闭合开关后发现电压表无示数，电流表有示数。滑动滑片，电流表示数发生变化。则电路中故障可能是：未知电阻R1短路；排除故障之后，闭合开关，滑动滑片，记录实验数据见下表：数据序号123456电压U/V22.533.54.55电流I/A0.20.251.50.350.450.5①由上表可知电阻R1＝10Ω。这些数据中有一组是明显错误的，请你帮助小明分析读取数据错误的原因是：电流表选用小量程，却按大量程读数了；②通过此实验，可以得出电流I与电压U的关系：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（3）保持其他元件不变，只将R1由10Ω更换为5Ω，要继续保持电阻R1两端电压3V不变，滑动变阻器R2需要向右（选填“左”或“右”）端滑动；将R1继续更换为15Ω、20Ω……，要想满足电阻R1两端电压保持3V不变，电阻R1可更换的最大电阻值为50Ω。【答案】（1）见解答图；（2）未知电阻R1短路；①10；电流表选用小量程，却按大量程读数了；②正比；（3）右；50。【解答】解：（1）要求滑片向左移动时电流表示数变小，则变阻器电阻变大，所以变阻器应选择右下接线柱串联到电路中，作图如下：（2）闭合开关后电流表有示数，则电路为通路，发现电压表无示数，滑动滑片，电流表示数发生变化，则电路中故障可能是未知电阻R1短路。根据表中数据，由欧姆定律可知未知电阻R1阻值为；根据表中数据可知，除第3组数外，电流随电压的变大而增大，故第3组数据（电流）是明显错误的；根据电流表大小量程之比为5：1，故错误的原因是电流表选用小量程，却按大量程读数了。根据上表数据（第3组电流应为0.3A）可知，电压增大为原来的几倍，通过的电流也增大为原来的几倍，故可以得出电流I与电压U的关系：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。（3）保持其他元件不变，只将R1由10Ω更换为5Ω，根据串联分压原理可知，电阻分得的电压变小，要继续保持电阻两端电压3V不变，根据串联电路电压的规律可知应减小滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑动变阻器需要向右端滑动。要想满足电阻两端电压保持3V不变，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为U滑＝U﹣UV＝6V﹣3V＝3V，电压表示数为变阻器分得电压的1倍，根据分压原理，当变阻器连入电路中的电阻最大时，对应的定值电阻最大，故电阻可更换的最大电阻值为R1大＝1×50Ω＝50Ω。故答案为：（1）见解答图；（2）未知电阻R1短路；①10；电流表选用小量程，却按大量程读数了；②正比；（3）右；50。4．小明利用如图甲的电路探究“电流与电压、电阻的关系”，已知电源电压为4.5V且保持不变，实验用到的定值电阻阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω，滑动变阻器的规格为“0～50Ω”。（1）用笔画线代替导线按图甲所示电路图将图乙中实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片P向右移动，电路中电流变大，导线不得交叉）。（2）闭合开关，发现电压表和电流表均无示数，小明利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在a、b之间和b、c之间，电压表均有示数；接在a、c之间。电压表无示数，如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障是滑动变阻器断路；（3）问题解决后，他接入阻值10Ω的电阻进行实验，当电压表示数为2V时，电流表示数如图丙所示，表格中空白处数据应为0.2A；完成实验后得到了表中的数据，对数据进行分析后得出实验的初步结论是：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。电压U/V11.522.5电流I/A0.10.150.25（4）接下来小明再次对“电流与电阻关系”进行探究，为了用题目中提供的所有的定值电阻正确完成五次实验，应利用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压至少保持1.5V不变。完成第一组实验，断开开关改接另一个定值电阻后，继续操作了以下四步：①闭合开关②将滑动变阻器的滑片移到最左端③记录电流表示数④将滑动变阻器的滑片移到适当位置从安全和规范角度考虑，下列操作顺序正确的是C。A.①②③④B.①②④③C.②①④③D.②①③④【答案】（1）；（2）滑动变阻器断路；（3）0.2；当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（4）1.5；C。【解答】解：（1）滑动变阻器的滑片P向右移动，电路中电流变大，说明滑动变阻器阻值变小，故滑动变阻器选用右下接线柱与定值电阻串联，如下图所示：；（2）闭合开关，电压表和电流表均无示数，说明电路可能断路；把电压表分别接在a、b之间和b、c之间，电压表均有示数，说明cba部分电路完好，接在a、c之间，电压表无示数，说明此时电压表与电源之间没有连通，若只有一个元件有故障，则该故障是滑动变阻器断路；（3）当电压表示数为2V时，电流表示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.2A；由表中数据可知，当电压增大为原来的几倍，通过定值电阻的电流也增大为原来的几倍，故得出实验初步结论是：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（4）研究电流与电阻的关系，要控制电压表示数不变，滑动变阻器与定值电阻串联，设电压表示数为UV，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压：U滑＝U总﹣UV＝4.5V﹣UV，根据分压原理有：＝，即＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，因电压表示数UV为定值，由①式知，方程左边为一定值，故右边也为一定值，故当定值电阻取最大时，滑动变阻器连入电路中的电阻最大，由①式得：＝，解得电压表的示数：UV＝1.5V，即为完成实验，电压表的最小电压为1.5V；断开开关，改接另一个定值电阻后，从安全和规范角度考虑，应先把滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，然后闭合开关，滑片移到适当位置使电压表示数保持不变，记录电流表的示数，故正确的顺序为②①④③，故C符合题意，ABD不符合题意；故选：C。故答案为：（1）；（2）滑动变阻器断路；（3）0.2；当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（4）1.5；C。5．小明了解到，给物体“称重”可以利用压阻应变片元件，当改变对压阻应变片压力时，其阻值发生变化，这种效应称为“压阻效应”。于是，小明用伏安法研究某压阻应变片Rx的压阻效应。已知Rx的阻值在几欧至几十欧之间，电源电压为3V，电流表量程为0.6A。（1）图甲为小明用伏安法研究Rx的电路图，请在虚线框内画出相应的电路，使电路图完整。（接入电压表、电流表，完成连线）；（2）闭合开关前，R的滑片应置于最右端，在电阻Rx上加压力F，闭合开关S，适当移动滑片，使电压表示数如图乙，则电压值为1.6V，若此时电流表示数为0.2A，可得Rx＝8Ω；（3）改变压力F，得到不同的Rx值，绘成图像如图丙所示，可得Rx与所受压力F的关系式为Rx＝﹣2F+18；（4）小明用现有的器材设计了如图丁所示电路，想把电流表改成简单压力表，即直接在电流表盘上对应电流位置处标上压力大小。在0.15A处标0，则调零电阻R＝2Ω，此压力表最大能测压力F＝7.5N。【答案】（1）；（2）右；1.6；8；（3）﹣2F+18；（4）2；7.5。【解答】解：（1）根据伏安法测电阻的思想，应将电流表与Rx串联，电压表与Rx并联，原图如下：；（2）为保护电路，闭合开关前，R的滑片应置于阻值最大处，即最右端；如图乙，电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.6V；若此时电流表示数为0.2A，则Rx阻值为：；（3）如图丙所示，Rx与所受压力F的关系为一次函数，设解析式为：Rx＝aF+b，将点（0，18）、（4，10）代入，运用数学知识解得解析式为：Rx＝﹣2F+18；（4）由图丙可知，压力为0时，Rx＝18Ω，总电阻为：，则调零电阻阻值为：R＝R总﹣Rx＝20Ω﹣18Ω＝2Ω，电流表量程为0.6A，电流最大为0.6A，此时Rx阻值最小，压力最大。此时总电阻为：，此时Rx阻值为：Rx＝R总'﹣R＝5Ω﹣2Ω＝3Ω，当Rx＝3Ω时，根据Rx＝﹣2F+18，解得压力F＝7.5N，则此压力表最大能测压力F＝7.5N。故答案为：（1）；（2）右；1.6；8；（3）﹣2F+18；（4）2；7.5。6．物理兴趣小组设计了一套测量货车重力的模拟装置，工作原理如图甲所示。ABO为一水平杠杆，OA长1.2m，O为支点，AB：OB＝5：1，平板上物体所受重力大小通过电压表读数显示。压力传感器R1固定放置，R1的阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示。电源电压U恒为9V，电压表的量程为0～3V，R0＝10Ω（平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计）。（1）使用过程中，如果把平板所受压力作为阻力，杠杆ABO是一个省力杠杆。（2）当平板上物体的物重增加时，电压表的示数变大。（3）在图甲电路安全的条件下，平板上所测量物体的最大物重是多少。（写出必要的文字说明、表达式及最后结果）（4）为使平板所测物体的最大物重增大，其他条件不变，只水平调节杠杆上触点B的位置即可实现，触点B应向左（选填“左”或“右”）侧移动。【答案】（1）省力；（2）大；（3），平板上所测量物体的最大物重是120N；（4）左。【解答】解：（1）动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆，OA＞OB，所以使用过程中，杠杆OAB是省力杠杆；（2）由图甲可知，电路为串联电路，电压表测量R0两端的电压。根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可得：F托盘×OB＝F×OA，当平板上物体的物重增加时，所受的压力变大，根据图乙知，压敏电阻的阻值变小，根据串联电路的分压规律知，压敏电阻分得的电压减小，电路两端的总电压不变，所以定值电阻的电压变大，即电压表示数变大；（3）已知R0＝10Ω，电压表的量程为0～3V，在电路安全的条件下，电压表示数的最大值为3V，则R1两端的最小电压：U1＝U﹣U0＝9V﹣3V＝6V，此时通过R1的电流：I1＝；根据欧姆定律知，此时R1的阻值：；由图乙可知，当R1＝20Ω时，压力F＝20N，已知OA＝1.2m，且AB：OB＝5：1，则有：OB＝0.2m，由杠杆的平衡条件可知：F×OA＝FB×OB，即：20N×1.2m＝FB×0.2m，解得FB＝120N，则平板上所测量物体的最大物重是：G＝FB＝120N；（4）为使平板所测物体的最大物重增大，其他条件不变，说明A端的最大压力不变，根据杠杆平衡条件知，动力与动力臂不变，阻力变大，则必须减小阻力臂，因而触点B应向左侧移动。故答案为：（1）省力；（2）大；（3），平板上所测量物体的最大物重是120N；（4）左。7．在“探究电流与电阻的关系”实验中，大华老师提供了两节新干电池、电流表、电压表、开关、1个规格为“20Ω，0.5A”的滑动变阻器，阻值为10Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值电阻各一个，以及导线若干。（1）请根据图甲，用笔画线代替导线将实物图（图乙）连接完整。（要求导线不交叉：当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大）（2）闭合开关后，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，其原因可能是定值电阻断路（选填“断路”或“短路”）。（3）小华排除故障后，更换不同电阻进行实验，测得数据填入下述表格。当取下10Ω的定值电阻，换接上20Ω的定值电阻时，为控制定值电阻两端电压为2V不变，则滑动变阻器的滑片更靠近右（选填“左端”或“右端”）。（4）由表中数据可得出的结论是：导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。（选填“正”或“反”）。实验序号1234电阻R/Ω10202530电流I/A0.20.10.080.07（5）在不改变电路连接的情况下，为完成整个实验，定值电阻两端电压设置的范围是1.8～3V。【答案】（1）见解析图；（2）断开；断路；（3）2；右；（4）反比；（5）1.8～3VV。【解答】解：（1）片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，故变阻器应选左下接线柱与电源串联接入电路中，如下图所示：；（2）闭合开关后，发现电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数且接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的支路断路了，即原因可能是定值电阻断路；（3）根据实验序号1可知，当定值电阻为10Ω时，通过电阻的电流为0.2A，定值电阻两端电压为UV＝I1R1＝0.2A×10Ω＝2V，故当取下10Ω的定值电阻，换接上20Ω的定值电阻时，为控制定值电阻两端电压为2V不变；根据串联分压原理可知，将定值电阻由10Ω改接成20Ω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应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，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，所以滑片应向右端移动；（4）由表中数据可知，电阻增大为原来的几倍，通过的电流为原来的几分之一，即导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（5）电源由两节新干电池组成，电源电压为3V；由题意可知，滑动变阻器的最大阻值R滑max＝20Ω，定值电阻和滑动变阻器串联，根据串联分压可知，当滑动变阻器的阻值最大时，定值电阻两端电压最小，此时定值电阻阻值R′＝30Ω，根据串联电路中电流相等可知，，即定值电阻两端电压UR＝，故可得定值电阻两端最小电压Umin＝＝＝1.8V，故定值电阻两端电压设置的范围为1.8～3V。故答案为：（1）见解析图；（2）断开；断路；（3）2；右；（4）反比；（5）1.8～3VV。8．在“探究电流与电阻的关系”实验中，小晶所在小组选用了阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的四个定值电阻，电源电压恒为4.5V，滑动变阻器R上标有“20Ω1A”字样。实验次数1234电阻R/Ω5101520电流I/A0.400.200.130.10（1）将5Ω的电阻接入如图所示的电路中，闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数，若两表均完好，则造成这一现象的原因可能是定值电阻短路；（2）排除故障后，将5Ω的电阻接入电路中，闭合开关，移动滑片P到某一位置时，记录下电流表的示数为0.40A；然后断开开关，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，先将滑动变阻器的滑片移到最大处，再闭合开关，再次调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2V，同时记录对应的电流值；（3）小晶将实验数据记录在上表中。老师认为第四组数据是无法测量出来的，理由是为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少25Ω的滑动变阻器，而题中变阻器的最大电阻为20Ω。【答案】（1）定值电阻短路；（2）滑动变阻器的滑片移到最大处；2；（3）为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少25Ω的滑动变阻器，而题中变阻器的最大电阻为20Ω。【解答】解：（1）检查无误后闭合开关，电流表有示数，表明电路接通，电压表无示数表明定值电阻短路，电压表相当与和一段导线并联，故无示数；或者电压表断路（或电压表短路）；（2）5Ω的电阻接入电路中，闭合开关，移动滑片P到某一位置时，记录下电流表的示数为0.40A，此时电压表的示数为：U＝IR＝0.4A×5Ω＝2V；定值电阻由5Ω更换为10Ω后，定值电阻分压变大，大于原来的电压，为保持定值电阻两端电压不变，由电路图可知，应向左移动滑动变阻器滑片，增大滑动变阻器接入电路的阻值，增大滑动变阻器的分压，使定值电阻两端电压减小到原来的2V，保持定值电阻两端电压一定；（3）由题意可知，电阻两端的电压控制为UV＝3V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝6V﹣3V＝3V，变阻器分得的电压与电压表的示数相同，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为R滑＝R定＝25Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少25Ω的滑动变阻器，而题中变阻器的最大电阻为20Ω，故第4组数据是拼凑的。故答案为：（1）定值电阻短路；（2）滑动变阻器的滑片移到最大处；2；（3）为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少25Ω的滑动变阻器，而题中变阻器的最大电阻为20Ω。9．探究电流与电阻的关系实验：小芳和同学们一起做“探究电流与电阻的关系”实验，她们准备了电压为3V的电源，规格为“30Ω，1A”的滑动变阻器，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的3个定值电阻，电流表、电压表、开关各一个，导线若干。实验中控制定值电阻两端电压为2V不变，请帮助小芳和同学们完成以下问题：（1）请在图中将电路连接完整；（2）小芳先将5Ω的电阻接入电路中，将滑动变阻器滑片调至左端（填“左”、“右”）；（3）闭合开关，电流表示数如图乙所示，为0.06A。移动滑片，电压表示数如图丙，则需向左移动滑片，使定值电阻两端电压表为2V；（4）接下来，小芳和同学们将5Ω的电阻更换成10Ω的电阻接入电路，移动滑片使电压表示数不变（选填“变大”、“变小”、“不变”），并记录电流表示数填入表格；（5）实验数据如下：电阻/Ω51020电流/A0.40.20.1分析表中数据，可以得结论：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；（6）将10Ω定值电阻换成“2.5V0.8W”的小灯泡，测小灯泡正常发光时电阻。移动滑片，使电压表示数为2.5V时，小灯泡正常发光，电流表示数为0.3A，此时小电灯泡电阻为8.33Ω。小芳记录数据并计算小灯泡电阻后，发现灯持续发光一段时间电流表示数有所减小，这是因为小灯泡电阻受温度影响的缘故。【答案】（1）见上图；（2）左；（3）0.06；左；（4）不变；（5）反；（6）2.5；8.33；温度【解答】解：（1）在“探究电流与电阻的关系”的实验中，定值电阻、电流表和滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在定值电阻两端，结合题干中电流表和电压表选用的量程分别是0～0.6A、0～3V，注意滑动变阻器要“一上一下”接入电路，据此连接电路如下图所示：；（2）在开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大端，结合电路图可知应将滑动变阻器滑片调至左端；（3）电流表和电压表选用的量程分别是0～0.6A、0～3V，对应的分度值分别为0.02A、0.1A，则电流表的读数为0.06A，电压表的读数为2.2V＞2V，说明此时定值电阻两端的分压偏大，根据串联分压原理可知应增大滑动变阻器接入电路的电阻，即需向左移动滑片；（4）在“探究电流与电阻的关系”的实验中应控制定值电阻两端电压不变，据此可知当将5Ω的电阻更换成10Ω的电阻接入电路，移动滑片使电压表示数不变；（5）分析表格中实验数据有U＝IR＝5Ω×0.4A＝10Ω×0.2A＝20Ω×0.1A＝2V为一定值，则可得出结论为：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；（6）要使小灯泡正常发光，应通过调节滑片位置，使其实际电压等于额定电压2.5V；小灯泡正常发光，电流表示数为0.3A，此时小电灯泡电阻为R＝＝≈8.33Ω。发现灯持续发光一段时间电流表示数有所减小，说明灯泡对电流的阻碍作用增大，即灯泡电阻增大，这是因为小灯泡电阻受温度影响的缘故。故答案为：（1）见上图；（2）左；（3）0.06；左；（4）不变；（5）反；（6）2.5；8.33；温度。10．在“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”实验中：（1）在连接如图甲所示电路时，开关应该断开并将滑动变阻器的滑片移至最左端；（2）小明所在小组电路连接完成后，闭合开关S，发现电压表、电流表均无示数；又将电压表并联到滑动变阻器两端，闭合开关S，发现电压表有示数、电流表无示数。他们判断：电路中一定存在的故障现象是滑动变阻器断路，更换同规格器材后，电路故障排除；（3）小明、小华、小亮所在三个小组分别用5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻进行了实验，根据实验数据，在同一坐标系中分别画出I﹣U图像a、b、c，如图乙所示，小明小组得到的图像是图乙中的a（选填“a”“b”或“c”）；在逐条分析图乙中三条I﹣U图线信息的基础上，可以归纳得到结论是：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（4）实验完成后，三个小组又接着测量待测电阻Rx的值，电路图如图丙所示，电源电压恒定不变，已知滑动变阻器的最大阻值为Rm一个定值电阻的阻值为R0，操作过程如下：①将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处，闭合开关，读出电流表的示数为I1；②将滑动变阻器的滑片P移至阻值为零处，闭合开关，读出电流表的示数为I2；③写出待测电阻Rx的值为（用I1、I2、Rm和R0表示）。【答案】（1）断开；左；（2）滑动变阻器；（3）a；当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（4）。【解答】解：（1）为了保护电路，在连接如图甲所示电路时，开关应该断开并将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，即最左端；（2）闭合开关S，发现电压表、电流表均无示数，说明电路中存在断路；将电压表并联到滑动变阻器两端，闭合开关S，发现电压表有示数，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断路了，即电路中一定存在的故障现象是滑动变阻器断路；（3）由图乙a可知，当定值电阻两端电压为1.5V时，通过电阻的电流为0.3A，则定值电阻的阻值为：R＝＝＝5Ω，故小明小组得到的图像是图乙中的a；由图乙可知，三条I﹣U图线都是过原点的斜线，故可以归纳得到结论是：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（4）在步骤①中，待测电阻Rx、定值电阻和滑动变阻器最大阻值串联，电流表测串联电路电流，则电源电压为：U＝I1Rx+I1R0+I1Rm……①；在步骤②中，待测电阻Rx和定值电阻串联，电流表测串联电路电流，则电源电压为：U＝I2Rx+I2R0……②；因电源电压不变，由①②得：I1Rx+I1R0+I1Rm＝I2Rx+I2R0，解得：Rx＝。故答案为：（1）断开；左；（2）滑动变阻器；（3）a；当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（4）。11．小明用如图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”。电源电压保持15V不变，滑动变阻器规格为“50Ω1A”，阻值为10Ω、20Ω，30Ω、40Ω的电阻各一个，电流表、电压表各一个。（1）根据图甲所示的电路图，将图乙所示的实物图连接完整，要求闭合S后，滑片P向左移动时，电流表示数变大。（2）小明在探究“电阻一定，电流与电压关系”时，将10Ω的电阻接入电路，闭合开幕S，调节滑动变阻器滑片p，测出电阻两端不同电压值所对应的电流。记录数据如表1。第3次实验时电流表的读数如图丙所示，则此时通过电阻的电流为0.48A。分析这些数据，可以得出结论：电阻R一定，导体中的电流与导体两端的电压成正比。表1：实验次序1234U/V3.04.04.86.0I/A0.300.40.6表2：实验次序1234R/Ω10203040I/A0.600.300.200.15（3）小明在探究“电压一定，电流与电阻关系”时，进行了如下操作。断开开关S，用20Ω的电阻替换10Ω的电阻，再闭合开关S，移动滑片P使电压表的示数保持6V不变；多次实验后数据如表2，老师指出有一组数据不符合实际，你认为是实验次序4的数据；若不更换实验器材（电表量程可以适当调整），为了能用上述4个定值电阻顺利完成实验，定值电阻R两端的电压的取值范围应是6.67V～10V（保留一位小数）。【答案】（1）见上图；（2）0.48；4；（3）6；4；6.67V～10V【解答】解：（1）滑片P向左移动时电流表示数变大，即接入电路的电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中，由表中数据得出电压表示数确定电压表选用大量程与电阻并联，如图所示：；（2）第3次实验时电流表的读数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，则此时流经电阻的电流为0.48A．分析这些数据有：＝10Ω，为一定值，故可以得出结论：在电阻一定的情况下，流经导体的电流和导体两端的电压成正比；（3）根据表格2中实验数据有UV＝IR＝0.60A×10Ω＝0.30A×20Ω＝……＝6V，由此可知断开开关S，用20Ω的电阻替换10Ω的电阻，再闭合开关S，移动滑片P使电压表的示数保持6V不变。变阻器的最大电阻为50Ω，当接入40Ω的电阻时，根据电阻的串联，电路的最大电阻为：R串＝50Ω+40Ω＝90Ω，由欧姆定律，电路中的最小电流：I小＝＝0.167A＞0.15A，故实验次序4数据不符合实际；滑动变阻器的规格是“50Ω1A”，表示变阻器允许的最大电流为1A，因电流表选用大量程0﹣3A，根据串联电路电流的规律，电路中允许通过的最大电流为1A，由欧姆定律的变形公式R＝，此时电路中的总电阻最小，所对应的定值电阻为最小电阻：R1＝10Ω，此时变阻器连入电路中电阻最小，分得的电压最小，故电压表的最大示数为：UV大＝I大R1＝1A×10Ω＝10V；当变阻器的最大电阻连入电路中时，变阻器分得的电压最大，根据串联电路电压的规律，电压表示数最小为UV小，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为：U﹣UV小，由分压原理：，即﹣1＝﹣﹣﹣﹣﹣①，因UV小，为一定值，故①式左边为一定值，右边也为一定值，故当变阻器连入最大电阻50Ω时，对应的最大定值电阻为40Ω，代入①式，有：﹣1＝，解得UV小≈6.67V，综上，实验过程中小明为了能够利用上述4个定值电阻，顺利得到4组I、R数据，完成实验，所保持不变的电压U0的取值范围应满足6.67V～10V。故答案为：（1）见上图；（2）0.48；4；（3）6；4；6.67V～10V。12．某实验兴趣小组探究“电流与电阻的关系”，使用的实验器材有：电源（3V），电流表、电压表、开关各一个，阻值为5Ω、10Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值电阻各一个，滑动变阻器一个及导线若干。（1）连接电路时，开关应断开；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最右（选填“左”或“右”）的位置；（2）小明连接的电路如题图甲所示，连接有误的电路元件是电源；（3）纠正连线错误后，小明将阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻分别接入电路进行实验，得到数据如图乙所示；当他把25Ω的定值电阻接入电路，移动滑动变阻器滑片过程中，眼睛应该观察电压表的示数变化，当示数为2V时，记录数据；（4）当小明改用30Ω的定值电阻继续实验时，发现无论怎样调节滑动变阻器，都无法使电压表示数达到实验要求的值，为了完成实验，可采取的方法是：更换一个最大阻值更大的滑动变阻器。【答案】（1）断开；右；（2）电源；（3）电压；2V；（4）更换一个最大阻值更大的滑动变阻器。【解答】解：（1）连接电路时，为保护电路，开关应断开；闭合开关前，滑动变阻器的阻值应调到最大，即滑片应置于最右端的位置。（2）如图甲所示，电源是两节干电池串联，干电池串联使用时，应把电池的“+、﹣”极连接。（3）探究电流与电阻的关系，应控制电压不变。由图乙可知，三次实验，电阻两端的电压为U＝0.4A×5Ω＝0.2A×10Ω＝0.1A×20Ω＝2V所以当他把25Ω的定值电阻接入电路，移动滑动变阻器滑片过程中，眼睛应该观察电压表的示数变化，当示数为2V时，记录数据。（4）已知电源电压为3V，定值电阻电压控制2V不变，根据串联电路电压特点可知，滑动变阻器所分电压为3V﹣2V＝1V，根据串联分压原理可知，当小明改用30Ω的定值电阻继续实验时，有，解得：R滑＝15Ω。无论怎样调节滑动变阻器，都无法使电压表示数达到实验要求的值，是因为滑动变阻器的最大阻值太小，所以为了完成实验，可采取的方法是：更换一个最大阻值更大的滑动变阻器。故答案为：（1）断开；右；（2）电源；（3）电压；2V；（4）更换一个最大阻值更大的滑动变阻器。13．某小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中，连接了如图甲所示的电路（电源电压保持4.5V不变）（1）请用笔画线代替导线将甲图电路连接完整（要求：滑片P向右移动时电路中电流变大）。（2）正确连接并规范操作后，闭合开关，两电表均无示数。现将电压表接在滑动变阻器两端时无示数，接在开关两端时有示数，则电路的故障是D。A．电阻断路B．电流表断路C．滑动变阻器短路D．开关断路（3）图乙是改正故障后根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像，由图像可知R两端的电压为3V；当R的电阻由5Ω更换为10Ω时，闭合开关后，应该将滑动变阻器的滑片P向左端滑动；要完成该实验滑动变阻器的阻值至少是12.5Ω。（4）同组的珊珊同学用未知电阻替换电阻R，移动变阻器的滑片P至某一位置，此时电压表示数为1.5V，电流表示数如图丙所示，该电阻的阻值为5Ω。（5）科技小组的同学设计了测量未知电阻Rx阻值的四种电路，电源电压、滑动变阻器R最大阻值均未知，R0是阻值已知的定值电阻。其中能够测量出Rx阻值的电路是BC（多选）。【答案】（1）见上图；（2）D；（3）3；左；12.5；（4）5；（5）BC【解答】解：（1）滑动变阻器的滑片P向右移动，电路中电流变大，电阻变小，故变阻器右下接线柱连入电路中与电阻串联，如下图所示：；（2）A、若定值电阻断路，电流表无示数，电压表串联在电路中测电源电压，电压表有示数，不符合题意；B、若电流表断路，电流和电压表均无示数，当电压表接在滑动变阻器两端或者开关两端时，电路仍是断路，两表均无示数，不符合题意；C、若滑动变阻器短路，电流表有示数，电压表测电源电压，有示数，不符合题意；D、开关断路，整个电路断路，两表都没有示数，且当电压表接在滑动变阻器两端时无示数，接在开关两端时有示数，符合题意。故选：D；（3）图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像，由图像可知R两端的电压为：U＝IR＝0.6A×5Ω＝……＝0.2A×15Ω＝3V；当R的电阻由5Ω更换为10Ω时，电阻变大，分压增多，电压表示数增大，根据控制变量法知在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3V。根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝4.5V﹣3V＝1.5V，变阻器分得的电压为电压表示数的＝0.5倍，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝0.5×25Ω＝12.5Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少12.5Ω的滑动变阻器；（4）由图丙知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，电流表的示数为0.3A，由I＝得未知电阻的阻值为：Rx＝＝5Ω；（5）A、根据图可知，S接1和2时，通过电压表的电流的方向会发生变化，电压表的指针会反向偏转，无法读取电压表的示数，故A不可行；B、根据图可知，闭合S1、S2，电压表测量电源的电压U；只闭合开关S1，两只电阻串联，电压表测量Rx两端电压为Ux；根据串联电路的电压关系可知，定值电阻两端的电压为：U0＝U﹣Ux；此时电路中的电流为：I＝，根据串联电路的电流关系可知，通过Rx的电流为I＝，则根据Rx两端的电压和电流可以求出Rx阻值，故B可行；C、闭合S1、S2时，电路是只有Rx的基本电路，电流表测量通过Rx的电流Ix；闭合S1、断开S2，两电阻串联，电流表测电路中电流I；根据电源电压不变列式I（R0+Rx）＝IxRx可求出Rx的阻值，故C可行；D、闭合S，当滑动变阻器的滑片移到最右端时，Rx和R串联接入电路中，此时滑动变阻器完全接入电路，根据电流表的示数I1和串联电路电阻的关系可以求出电源电压U＝I1（R+Rx）；闭合S，当滑动变阻器的滑片移到最左端时，此时滑动变阻器没有电阻接入电路，根据电流表的示数I2可以求出电源电压U＝I2Rx，因为电源电压、滑动变阻器R最大阻值均未知，由此可知D不可行。故选：BC。故答案为：（1）见上图；（2）D；（3）3；左；12.5；（4）5；（5）BC。14．弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件，某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系，实验过程如下：（1）装置安装如图甲所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图乙所示的电路中。（2）将导电绳拉伸后，用刻度尺测量并记录A、B间的距离，即为导电绳拉伸后的长度L。金属夹A和金属夹B距离越大，导电绳Rx的阻值越大（选填“越大”“越小”）。（3）为保证电路安全，应将滑动变阻器R的滑片滑到最左端（选填“左端”“右端”）。闭合S，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数U1和I1，此时导电绳Rx＝。（4）断开S，增大导电绳拉伸量，调节R记录下如表所示的多组电压表、电流表示数，请在图丙中描绘出如图中描绘Rx﹣L图线。实验次数12345Rx/kΩ1.161.211.261.311.35L/cm51.0951.3051.5051.7051.90（5）根据图丙，将该导电绳两端固定在某种机械臂上，当机械臂弯曲后，测得导电绳的电阻Rx为1.33kΩ，则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为51.8cm，即为机械臂弯曲后的长度。【答案】（2）越大；（3）左端；；（4）51.8。【解答】解：（2）导体的电阻与导体的长度和横截面积有关，其它条件一定时，导体长度越长，横截面积越小，导体的电阻越大，所以金属夹A和金属夹B距离越大，导电绳Rx的阻值越大；（3）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，所以应将滑动变阻器R的滑片滑到最左端；电压表测导电绳的电阻Rx两端的电压，电流表测通过导电绳的电阻Rx的电流，记录两表的示数U1和I1，根据欧姆定律可得此时导电绳Rx＝；（4）根据表格数据描点、连线，如图：；（5）当机械臂弯曲后，测得导电绳的电阻Rx为1.33kΩ，则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为51.8cm。故答案为：（2）越大；（3）左端；；（4）51.8。15．实验小组利用实验“探究电流与电阻的关系”，实验室提供的器材有：电压恒为6V的电源一个，定值电阻（阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω），滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个，导线若干。（1）请你用笔画线代替导线，将图甲实物电路连接完整（导线不能交叉）。（2）先将5Ω的电阻接入电路，闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数，造成这一现象的原因可能是定值电阻短路；（3）排除故障后，移动滑片P，适当调节滑片P的位置，电流表的示数如图乙所示，其示数为0.4A；（4）保持滑片P不动，用10Ω的电阻替换5Ω的电阻，再次闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片P向右（选填“左”或“右”）端移动，直到电压表的示数为2V为止；（5）依次接入15Ω和20Ω的电阻继续实验，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象。由图象可以得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（6）当把20Ω的电阻换成25Ω的电阻后，若无论怎样调节滑动变阻器滑片P都无法使电压表示数达到控制值，说明滑动变阻器最大电阻太小。【答案】（1）见解答图；（2）定值电阻短路；（3）0.4；（4）右；电压表示数等于2V；（5）反；（6）滑动变阻器最大电阻太小。【解答】解：（1）根据题意可知，用电压表测量定值电阻R两端的电压，电压表并联在定值电阻R两端，且注意电压表的正负接线柱不要接反，如图所示（2）电压表无示数，说明电压表两端接线柱到电源两极出现了断路或者定值电阻（或电压表）断路，电流表有示数，造成这一现象的原因可能是定值电阻短路。（3）电流表的示数如图乙所示，量程是0到0.6A，分度值是0.02A，其示数为0.4A。（4）用10Ω的电阻替换5Ω的电阻，接入电路中的电阻变大，根据分压原理可知，分的电压变大，根据实验目的可知，要控制电压和之前的一样，则要减小定值电阻分的电压，那么滑动变阻器分的电压变大，所以滑动变阻器接入电路的电阻要变大，滑片P向右端移动，直到与之前一样为止，即电压表示数是U＝IR＝0.4A×5Ω＝2V；（5）由图象可以得出，当电压相同时，电阻变大时，电流变小，且乘积相同，所以结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。（6）当把20Ω的电阻换成25Ω的电阻后，如果滑动变阻器最大电阻太小，分的电压不够大，则无论怎样调节滑动变阻器滑片P都无法使电压表示数达到控制值。故答案为：（1）见解答图；（2）定值电阻短路；（3）0.4；（4）右；电压表示数等于2V；（5）反；（6）滑动变阻器最大电阻太小。16．在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中，实验器材如题图甲所示，其中：电源电压为3V、灯泡的额定电压为2.5V。（1）如图甲所示的电路，闭合开关，电流表指针几乎不偏转，电压表指针有很大偏转（两空均选填“有很大”或“几乎不”），经检查发现有一根导线接错了，请你在图中接错的导线上画“×”，并用笔画线代替导线将其改接，使电路连接正确。（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到最左（选填“左”或“右”）端。（3）图乙为测量过程中电压表的示数，为测量小灯泡正常发光时的电阻，此时滑动变阻器的滑片P应向右（选填“左”或“右”）端调节。（4）图丙为小灯泡正常发光时电流表的示数，则小灯泡正常发光时的电阻约是10.4Ω。（结果保留一位小数）【答案】（1）几乎不；有很大；（2）左；（3）右；（4）10.4。【解答】解：（1）图中电流表和灯泡并联，电压表串联在电路中，电压表的指针有很大的偏转，电流表没有示数，指针几乎不偏转；（2）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处的左端；（3）由图乙可知，电压表的量程是0～3V，分度值是0.1V，电压表的示数是2.3V；灯泡的额定电压为2.5V，根据串联电路分压原理可知，当滑动变阻器的电阻变小，滑动变阻器的电压就会减小，而串联电路中总电压等于各个用电器电压之和，所以此时小灯泡电压会增大，所以滑动变阻器的滑片应该向右滑动；（4）由图丙可知，电流表的量程是0～0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.24A，小灯泡正常发光时的电阻R＝≈10.4Ω。故答案为：（1）几乎不；有很大；（2）左；（3）右；（4）10.4。17．灯泡的问世，不仅给人类带来了光明，还极大的推动了人类社会的发展，这得益于对物质性质的研究。小明利用电源（电压恒为4V）、滑动变阻器（50Ω1.5A）、灯泡（额定电压为2.5V）、电压表、电流表、开关及导线连成如图甲所示的电路测量灯泡的电阻。（1）图甲是小明连接的部分电路，请你用笔画线代替导线将电路补充完整。（2）闭合开关前，应将变阻器的滑片滑到右（选填“左”或“右”）端。（3）闭合开关，调节滑片，当电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示为0.3A，此时灯泡的电阻为8.3Ω（保留一位小数）。以后让电压逐次下调，使灯丝温度不断降低，灯泡变暗直至完全不发光，测量的数据如表一所示。图丙是根据表一中的数据画出的图象，发现图象不是一条直线，这是因为小灯泡的电阻随温度的升高而增大。表一数据序号123456电压U/V2.52.11.71.30.90.5电流I/A0.280.260.240.210.190.16【拓展】小明选取了阻值分别为4Ω、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω的定值电阻，用这些电阻分别替换灯泡，其他都不变，“探究电流与电压和电阻的关系”。（1）小明选择一个电阻替换灯泡后，闭合开关，调节滑片，收集到的数据如表二中所示。分析表中数据可知：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。则这次实验所用电阻的阻值为5Ω。表二电压U/V0.511.52.02.53电流I/A0.10.20.30.40.50.6（2）小明想用这些电阻“探究电流与电阻的关系”。用这些电阻替换灯泡，为了使每个电阻都能进行实验得出数据，电阻两端电压的取值范围是1.5～2.4V。【答案】（1）见解答；（2）右；（3）0.3；8.3；小灯泡的电阻随温度的升高而增大；（4）5；1.5～2.4。【解答】解：（1）灯泡的额定电压为2.5V，电压表选择小量程，并联在定值电阻两端的电压，如下图所示：（2）为了保护电路，闭合开关实验前，应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，由图甲知，滑片左侧电阻丝接入电路，所以滑片应移到阻值最大的右端；（3）小灯泡在额定电压下的电流，如图乙所示，电流表分度值为0.02A，电流为0.3A，由欧姆定律，此时小灯泡的灯丝电阻为：R＝≈8.3Ω；因小灯泡的电阻随温度的升高而增大，不是一个定值，根据I＝可知，通过灯的电流与灯的电压不成正比，即小灯泡的电流随电压变化的图象不是一条直线；（4）分析表格图中数据可知：R'＝＝5Ω。即当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比；则这次实验所用电阻的阻值为5Ω；（5）由图甲可知，电流表选用小量程，滑动变阻器允许通过的最大电流为1.5A，即电路中最大电流为0.6A，当电路中电流最大，定值电阻阻值最小时，定值电阻两端电压最大，故定值电阻两端最大电压为：UV大＝I大R定小＝0.6A×4Ω＝2.4V；研究电流与电阻的关系，要控制电压表示数不变，滑动变阻器与定值电阻串联，设电压表示数为UV，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压：U滑＝U总﹣UV＝4V﹣UV，根据分压原理有：，即﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，因电压表示数UV为定值，由①式知，方程左边为一定值，故右边也为一定值，故当定值电阻取最大时，滑动变阻器连入电路中的电阻最大，由①式得：，解得电压表的示数：UV＝1.5V，即为完成实验，电压表的最小电压为1.5V；故为顺利完成4次实验，定值电阻两端的电压需要控制在1.5～2.4V范围内。故答案为：（1）见解答；（2）右；（3）0.3；8.3；小灯泡的电阻随温度的升高而增大；（4）5；1.5～2.4。18．小明用如下器材测量小灯泡的电阻：待测小灯泡（额定电压为2.5V）、电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一只，导线若干。（1）图甲是小明连接的部分电路，请你用笔画线代替导线将电路补充完整。（2）连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，出现这一现象的原因可能是D。A.小灯泡断路B.小灯泡短路C.开关接触不良D.通过小灯泡的电流太小（3）缓慢移动滑动变阻器的滑片，将电压表和电流表的示数记录在下表中。其中当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则此时电路中的电流为0.28A，此时小灯泡的电阻为8.9Ω（结果保留至小数点后1位）。次数123456U/V0.50.91.31.72.02.5I/A0.160.180.200.240.26（4）小明分析表中的实验数据，发现通过小灯泡的电流与其两端电压不成正比，原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大。由此可以推测小灯泡灯丝在下列哪种情况下最容易烧断A。A.闭合开关的瞬间B.小灯泡灯座发生短路的时候C.断开开关的瞬间D.实际电压小于额定电压的时候【拓展】如图丙所示是某导体材料的电阻随温度变化的关系图像。根据这种导体材料电阻的特性，某兴趣小组的同学设计了如图丁所示的电路，用来测量某环境的温度。已知电流表所选量程为0～0.6A，电压表所选量程为0～15V，定值电阻R0＝10Ω，已知环境温度为32℃时，电流表的示数为0.5A，电源电压未知且保持不变。在保证电路安全的情况下，该电路可以测量的环境温度的最低值和最高值分别为20℃～80℃。【答案】（1）见上图；（2）D；（3）0.28；8.9；（4）灯丝的电阻随温度的升高而增大；A；拓展：20℃～80℃。【解答】解：（1）电压表与灯泡并联，补充电路图如下：（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数，电路为通路，说明电流过小，灯泡的实际功率小，故选：D；（3）电流表分度值0.02A，故示数为0.28A；根据欧姆定律可知，灯泡电阻R＝＝≈8.9Ω；（4）由表中数据可知，当灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P＝UI可知，灯泡功率变大，温度升高，灯丝的电阻随温度的升高而增大，因此通过小灯泡L的电流与其两端的电压不成正比；灯丝电阻随温度的升高而增大，在电压一定时，由电功率公式P＝可知，电阻越小灯泡实际功率越大，灯泡功率越大，灯丝越容易断，刚闭合开关的瞬间灯丝温度较低，灯丝电阻R较小，家庭电路电压U一定，根据P＝可知灯丝的实际功率较大，灯丝容易烧断，故A正确；BCD不会使小灯泡电阻减小，故不符合题意；拓展：由图丙可设：R＝kt+b，代入图像数据可知，R＝t+10，由图可知，R，R0串联，电压表测R两端电压，当t＝32℃时R＝×32+10＝26Ω，电源电压U＝I（R+R0）＝0.5A×（10Ω+26Ω）＝18V；因为电流表量程0～0.6A，当电流最大时，电阻R最小，故R总min＝＝＝30Ω，Rmin＝30Ω﹣10Ω＝20Ω；电压表所选量程为0～15V，当电压最大时，电阻R最大，当R两端电压为15V时，＝U﹣UR＝18V﹣15V＝3V，UR：＝R：R0＝15V：3V＝5：1，R＝50Ω；电阻取值20Ω～50Ω，代入R＝t+10，得t＝20℃～80℃。故答案为：（1）见上图；（2）D；（3）0.28；8.9；（4）灯丝的电阻随温度的升高而增大；A；拓展：20℃～80℃。19．小明用伏安法测量小灯泡的电阻，待测小灯泡L1的额定电压为2.5V，电源电压为3V。（1）如图甲是小明连接的实物图，闭合开关，电压表示数接近为3V，移动滑动变阻器的滑片，小灯泡L1不亮，经检查是有一根导线连接错误，请你在图甲中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。（2）电路连接正确后，闭合开关，电压表示数如图乙所示，要测量小灯泡L1正常发光时的电阻，应将滑动变阻器的滑片向左移动（选填“左”或“右”）。（3）小明进行了多次测量，将所得数据及发光情况填入下表，由表格可知小灯泡L正常发光时的电阻为8.3Ω（保留一位小数），在交流讨论过程中，小华发现该组有一次实验中的电流值是编造的。你认为是第3次，判断的理由是：第3次灯丝电阻比前两次都小。实验次数电压U/V电流I/A灯泡发光情况12.00.26比正常发光暗22.50.30正常发光33.00.50比正常发光亮（4）小明又在没有电流表可用的情况下，增加一个已知阻值为R0的定值电阻，设计了图丙电路测出了另一小灯泡L2正常发光时的电阻，若已知小灯泡L2的额定电流I额，则在方框1（选填“1”或“2”）接小灯泡L2，另一个方框接定值电阻，闭合开关S，S1接a，调节滑动变阻器滑片，是电压表示数为2.5V，此时灯泡正常发光。【答案】（1）3；见解析；（2）左；（3）8.3；3；第3次灯丝电阻比前两次都小；（4）1；2.5V。【解答】解：（1）由甲图知，滑动变阻器与灯泡并联了，而电压表串联在电路中，示数接近电源电压3V，是错误的，应将滑动变阻器与灯泡串联，将电压表与灯泡并联，改正后如下图所示：（2）灯在额定电压下正常发光，图乙中电压选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.1V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向左移动，直到电压表示数为额定电压；（3）由表格中的数据可知，灯的电压为2.5V时，灯的电流为0.3A，由欧姆定律可知小灯泡L正常发光时的电阻为：RL＝≈8.3Ω；同理，第1、3次灯的电阻分别为：R1＝≈7.7Ω；R3＝≈6Ω；因灯的电阻随温度的升高而变大，故第3次电流值是编造的，判断的理由是：第3次灯丝电阻比前两次都小；（4）小明又在没有电流表可用的情况下，增加一个已知阻值为R0的定值电阻，设计了图丙电路测出了另一小灯泡L2的额定功率，若已知小灯泡L2的额定电压，根据上面的分析，则在方框2接小灯泡L2；1接定值电阻，将S1打到a，先将电压表与灯并联，通过移动滑片的位置，使灯的电压为额定电压；保持滑片位置不动，通过开关的转换，使电压表测灯与定值电阻的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，可求出此时定值电阻的电压，由欧姆定律可求出灯的额定电流，根据P＝UI可求出灯的额定功率；若已知小灯泡L2的额定电流，则在方框1接小灯泡L2，将S1打到a，通过移动滑片使电压表示数为I额R0，此时灯正常发光，保持滑片的位置不变，将S1打到b，电压表测灯与定值电阻的电压，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据串联电路电压的规律可得出灯的额定电压，根据P＝UI写出灯的额定功率的表达式。故答案为：（1）3；见解析；（2）左；（3）8.3；3；第3次灯丝电阻比前两次都小；（4）1；2.5V。20．小明和小华一起进行伏安法测电阻的活动。（1）请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整，要求：滑动变阻器的滑片P向右移动时电流表的示数变大；（2）连接电路时，应该断开开关；（3）闭合开关，发现电流表、电压表均无示数，进一步检查电路，发现电压表、电流表、导线及其连接均完好，则故障可能是移动滑动变阻器断路；（4）排除故障后继续实验，当电压表示数为1V时，图乙电流表示数为0.2A，则待测电阻Rx＝5Ω；（5）小明和小华经过思考，将电压表改装为间接测量电阻大小的仪表，分别设计了如图丙、丁所示的方案（电源电压恒定不变），并进行了以下操作和分析：①小明在电路的M、N两点之间接入电阻箱，调节旋钮使它接入电路的阻值分别为5Ω、8Ω、20Ω，闭合开关，电压表指针分别指向1.5V、2.0V、3.0V的刻度线，并在表盘相应位置标出了电阻的数值（图戊），以此方法再标出其他刻度线，电压表就可以用来间接测量阻值了。由以上数据可知：电源电压为4.5V，定值电阻R0的阻值为10Ω；②小华的设计方案，所用器材的规格、电表的量程都与小明的完全相同，分析她的设计方案可知：在保证器材安全的前提下，她改装后的电压表所能测的最小电阻值等于（大于/小于/等于）小明改装的电压表所能测量的最小电阻值。【答案】（1）见解答图；（2）断开；（3）滑动变阻器断路；（4）5；（5）①4.5；10；②等于。【解答】解：（1）滑动变阻器的滑片P向右移动时电路中电流变大，说明滑动变阻器接入电路的阻值变小，故滑动变阻器选用右下接线柱与电阻Rx串联在电路中，如下图所示：（2）连接电路之前，应该断开开关；（3）移动滑动变阻器的滑片，观察电流表、电压表有无示数；如无均无示数，则故障可能是移动滑动变阻器断路；（4）排除故障后继续实验，当电压表示数为1V时，电流表示数如图乙，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.2A，则定值电阻Rx的阻值为：Rx＝＝5Ω；（5）①由图丙可知，U1＝1.5V时，R1＝5Ω，U2＝2V时，R2＝8Ω，由图丙电路可知：在测量电阻时定值电阻R0与电阻箱串联；由I＝和串联电路的电压特点可得：当测量电阻R1时，电源电压：U＝U0+U1＝×R0+U1＝×R0+1.5V﹣﹣﹣﹣﹣﹣①当测量电阻R2时，电源电压U＝U0′+U2＝×R0+U2＝×R0+2V﹣﹣﹣﹣﹣﹣②解①②得：R0＝10Ω，电源电压U＝4.5V；②小华的设计方案，电路为串联电路，电压表测量定值电阻R0两端电压，所用器材的规格、电表接入的量程都与小明的完全相同，电源电压U＝4.5V，电压表量程0～3V，根据串联分压的原理，当电压表示数最大为3V时，所能测的最小电阻值最小，其两端电压最小Umin＝U﹣U0＝4.5V﹣3V＝1.5V，此时R0两端的电压是能测电阻两端电压的倍，故所能测的最小阻值为×10Ω＝5Ω，在保证器材安全的前提下，她改装后的电压表所能测的最小电阻值等于小明改装的电压表所能测量的最小电阻值。故答案为：（1）见解答图；（2）断开；（3）滑动变阻器断路；（4）5；（5）①4.5；10；②等于。21．小徐做“用电流表、电压表测电阻”实验，实验器材齐全且电表完好。他利用这些器材设计了如图（a）所示电路。（1）小徐按照电路图连接的实验器材如图（b）所示，他有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上画“×”并用笔画线代替导线完成电路的正确连接。（2）他重新正确连接电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片位置应放在B端（选填“A”或“B”），这样操作的目的是保护电路。（3）闭合开关后，移动滑动变阻器滑片，记录数据如表。其中第四组数据的电压表、电流表示数分别如图（c）所示，电压表的示数为2.3伏，电流表示数为0.22安。物理量实验序号电压Ux（伏）电流Ix（安）11.00.1021.50.1632.00.20450.3063.00.30【答案】（1）见解答图；（2）B；保护电路；（3）2.3；0.22。【解答】解：（1）由图a可知，滑片P右移时，滑动变阻器连入电路的电阻变大；在图b中，滑片P右移时，滑动变阻器连入电路的电阻变小，可以将电流表“0.6”接线柱与滑动变阻器B之间的连线去掉改接到A接线柱上，如图所示：（2）为防止电路的电流过大，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑至最大阻值处，由图可知，应将滑片滑至B端，目的是保护电路。（3）由图可知，电压表选用小量程，分度值为0.1V，此时电路中的电流为2.3V。电流表选用小量程，分度值为0.02A，此时电路中的电流为0.22A。故答案为：（1）见解答图；（2）B；保护电路；（3）2.3；0.22。22．小明测量小灯泡发光时的电阻，如图甲所示，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V。（1）用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整。（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片移到最右（选填“左”或“右”）端。（3）实验中电压表的示数如图乙所示，其读数为2.2V；如果要测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑片向左（选填“左”或“右”）端移动。（4）小明绘制的I﹣U图象如图丙所示，在电压表示数变大的过程中，电压表示数与电流表示数之比变大（选填“变大”“变小”或“不变”），小灯泡正常发光时的电阻为10Ω。（5）小明用待测定值电阻R替换小灯泡测量时，由于电阻R阻值较大，电流表偏转很小，测量不准确。老师告诉他：电压表相当于能显示自身两端电压的定值电阻，且阻值较大。于是他设计了图丁所示电路测量电阻R的阻值，电源电压恒为3V，定值电阻R0为600Ω，闭合开关S，并进行了如下操作：①S1接1时，电压表示数为2.40V；②S1接2时，电压表示数为2.00V；③待测电阻R＝800Ω。【答案】（1）见解答图；（2）右；（3）2.2；左；（4）10；（5）800。【解答】解：（1）小灯泡的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程并联在灯泡两端，如下图所示：（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应该滑至最右端；（3）由图甲可知，电压表选用小量程；调节滑动变阻器过程中，发现电压表的示数如图乙所示，电压表分度值0.1V，其示数为2.2V，小于灯泡额定电压2.5V，如果要测量小灯泡正常发光时的电阻，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将滑片向左端移动；（4）由欧姆定律，电压表与电流表的示数之比即灯丝的电阻，在多次测量中还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比变大；由图丙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.25A，则小灯泡正常发光时的电阻为：RL＝＝10Ω；（5）电源电压恒为3V，S1接1时，定值电阻R0与电压表串联，电压表示数为2V，由串联电路电压的规律，定值电阻的电压为：U0＝3V﹣2V＝1V，由分压原理，电压表内阻为：RV＝×600Ω＝1200Ω；S闭合，S1接2时，待测电阻与电压表串联，电压表示数为1.8V；由串联电路电压的规律，待测电阻的电压为：UR＝3V﹣1.8V＝1.2V，由分压原理，R＝×1200Ω＝800Ω。故答案为：（1）见解答图；（2）右；（3）2.2；左；（4）10；（5）800。23．如图甲是某实验小组用伏安法测电阻的实物图，所用滑动变阻器的规格是“20Ω1A”，电源为3V。（1）用笔画线代替导线在图甲中完成实物电