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第15讲 欧姆定律-2021年中考物理高频考点20讲 试卷
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第十五部分 欧姆定律
一、选择题
1.（2020·四川甘孜州）小刚用图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”，在此实验过程中，当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后，为了探究上述问题，他应该采取的唯一操作是（ ）。
A. 保持变阻器滑片不动 B. 将变阻器滑片适当向左移动
C. 将变阻器滑片适当向右移动 D. 适当增加电池的节数
【答案】C。
【解析】当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后，根据串分压的知识可知，电压表的示数变大，此时应该增大滑动变阻器的阻值，将滑片适当向右端滑动，使电压表的示数与原来相同。
故选C。
2.（2020·贵州黔东南）如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压保持3V不变，闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，下列说法不正确的是 ( )。
A. 定值电阻 R1的阻值是5Ω；
B. 滑动变阻器的阻值范围是0~10Ω；
C. 当滑片P移到b端时，电路消耗的总功率为1.8W；
D. 若滑动变阻器R2出现接触不良时，电流表示数为0， 电压表示数为3V
【答案】C。
【解析】A．由图甲可知，两电阻串联，电压表测量R2两端的电压，电流表测量电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的阻值为0时，电路中电流最大，由图乙可知最大电流为0.6A，可得电源电压为：
因串联电阻中总电压等于各分电压之和，所以，电源电压为
因电源电压不变，所以，
所以可得：
故A正确，A不符合题意；
B．当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，由图乙可知，电流为0.2A，电压表示数为2V，滑动变阻器的最大阻值为：
所以，滑动变阻器的阻值范围是 0~10Ω，故B正确，B不符合题意；
C．当滑片P移到b端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大为10Ω，因为电阻R1的阻值为5Ω，所以此时电路中的总功率为
故C错误，C符合题意；
D．若滑动变阻器R2出现接触不良时，即R2断路时，电路是串联电路，整个电路断路，所以电流表示数为0，此时电压表测量的就是电路总电压，总电压由选项A分析可知
所以电压表的示数为3V，故D正确，D不符合题意。
故选C。
3.（2020·湖南常德）用电器R1和R2上都标有“6V”字样，它们的电流随电压变化关系如图所示。下列说法不正确的是（ ）。
A. R1和R2阻值不随温度的变化而变化；
B. R1:R2=2: 1；
C. R1和R2并联在4V电源上，通过电流I1:I2=2:1；
D. R1和R2并联在4V电源上，消耗总功率为1.2W
【答案】C。
【解析】A．由图像可知，两条线都是直线电压和电流的比值是一个定值，所以R1和R2的阻值不随温度的变化而变化，故A正确，A不符合题意；
B．由图像可知，两条直线都过坐标原点，符合正比例函数的关系，我们取电压都为2V时，流经R1的电流为0.05A，流经R2的电流为0.1A，根据欧姆定律变形式可知，R1: R2=2: 1，故B正确，B不符合题意；
C．由选项B可知R1: R2=2: 1，R1和R2并联，加在其两端的电压相等，根据公式可知，I1:I2=1:2，故C错误，C符合题意；
D．R1和R2并联，加在其两端的电压相等都是4V，根据公式，由图可知R1=40Ω，R2=20Ω，消耗的总功率为：；
故D正确，D不符合题意。故选C。
4.（2020·湖南常德）如图在探究“电流与电阻关系”时，电源电压恒为3V，实验准备了阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的电阻，当将10Ω的电阻接入R所在位置时，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2V，再分别用5Ω、20Ω的电阻替换10Ω的电阻进行实验，下列说法正确的是（ ）。
A. 用5Ω电阻替换，滑片P应向右端移动，电流表示数变大；
B. 用5Ω电阻替换，滑片P应向左端移动，电流表示数变小；
C. 用20Ω电阻替换，滑片P应向左端移动，电流表示数变大；
D. 用20Ω电阻替换，滑片P应向右端移动，电流表示数变小
【答案】D。
【解析】题目要探究的是：电流与电阻的关系，接入10Ω的电阻时，电压表的示数为2V，此时变阻器两端的电压为1V，即定值电阻与变阻器的电压之比为2:1，用5Ω或20Ω的电阻替换10Ω的电阻时，电压表的示数应保持不变，即定值电阻与变阻器的电压之比保持为2:1，若用5Ω的电阻替换，据串联电路的分压特点，则变阻器接入电路的阻值应变小，那么滑片P应向左移动，此时电路中的电流变大；若用20Ω的电阻替换，则变阻器接入电路的电阻应变大，那么滑片P应向右移动，此时电路中的电流变小，故ABC错误，D正确。
故选D。
5.（2020·江苏泰州）如图甲所示电路，电源电压恒为6V，滑动变阻器R的规格为“25Ω、1A”，电流表量程选择“0~0.6A”，电压表量程选择“0~3V”，小灯泡上标有“4.5V、0.3A”字样，其I-U图像如图乙所示，闭合开关S，为保证电路安全，在移动滑片P的过程中，下列选项正确的是（ ）。
A. 电路的最大功率是3.6W；
B. 小灯泡的最小功率是0.75W；
C. 电流表的最小示数是0.15A；
D. 电流表的最大示数是0.4A
【答案】B。
【解析】AD．由图可知，小灯泡与滑动变阻器串联，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；题意可知，为保证电路安全，电路中允许通过的最大电流是0.3A，即电流表的最大示数是0.3A，电路的最大功率是：
故AD错误；
BC．由串联电路的分压特点可知，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，滑动变阻器两端的电压最大时，灯泡两端的电压最小，而且此时流过小灯泡的电流也最小，即电流表的示数最小；即当电压表的示数为3V时，小灯泡的电功率最小，此时小灯泡两端的电压为
由图乙可知，此时流过小灯泡的最小电流是0.25A，小灯泡的最小功率是：
故B正确；C错误。故选B。
6.（2020·四川成都A）图是R1、R2两电阻的U-I图像。将R1、R2并联后接入电路，结合图中信息可知（ ）。
A. R1的阻值比R2的阻值小；B. 通过R1、R2的电流相等；
C. R1的电压比R2的电压小；D. R1的功率比R2的功率小
【答案】D。
【解析】A．图中R1的斜率更大，所以R1的阻值更大，故A错误；
B．两电阻并联，而两电阻阻值不同，所以通过R1、R2的电流不同，故B错误；
C．两电阻并联，所以两电阻两端电压相同，故C错误；
D．根据可得，R1的功率比R2的功率小，故D正确。
故选D。
7.（2020·四川成都A）如图所示电路，电源电压U恒定。当A、B间接入标有“3V、1.5W”字样的灯泡L(忽略灯丝电阻变化)，闭合S、S1、S2，断开S3，滑片P移到某一位置时电流表示数为I，再向上移动一段距离，R的阻值变化了5Ω，电流表示数变化了0.1A，L恰好正常发光；当A、B间换接为R3，闭合S、S3断开S1、S2，电压表示数为U2，R1的功率为P1，R2的功率为P2，P1≠P2，电路的总功率为5W。R1、R2、R3均为定值电阻，每个电阻的阻值只有2Ω、5Ω、7Ω、9Ω这四种可能。下列结论正确的是（ ）。
A. I=0.4A B. U=12V
C. U2可能是2.5V D. P1可能是2.25W
【答案】AD。
【解析】AB．当A、B间接入标有“3V、1.5W”字样的灯泡L(忽略灯丝电阻变化)，闭合S、S1、S2，断开S3，灯泡和变阻器串联，电压表测量变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流，灯泡的电阻；RL==6Ω
灯泡正常发光的电流：IL==0.5A
向上移动一段距离，变阻器连入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，由欧姆定律可知通过电路的电流变大，由题意可知
R′=R-5Ω①
IL-I=0.1A
0.5A-I=0.1A
I=0.4A
②
③
由①②③得到：R=19Ω，U=10V
故A正确，B错误；
CD．当A、B间换接为R3，闭合S、S3断开S1、S2，电阻R1、变阻器R2和电阻R3串联，电压表测量变阻器两端电压，电流表测量电路中的电流，电路的总功率为5W，电路中的电流：I总=
总电阻：R总==20Ω
R1的功率为P1，R2的功率为P2，P1≠P2，串联电路中各处的电流相等，由P=I2R可知R1和R2的阻值不相等，每个电阻的阻值只有2Ω、5Ω、7Ω、9Ω这四种可能，由串联电路电阻的规律可知要得到：R总=R1+R2+R3=20Ω
可知：
R1=2Ω或R1=9Ω
R2=9Ω或R2=2Ω
R3=9Ω
电压表示数为U2的示数
U2=I总R2=0.5A×9Ω=4.5V
或
U2=I总R2=0.5A×2Ω=1V
R1的功率为
P1=I总2R1=(0.5A)2×2Ω=0.5W
或
P1=I总2R1=(0.5A)2×9Ω=2.55W
故C错误，D正确。故选AD。
8.（2020·四川南充）如图甲所示滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电流表和电压表示数变化的规律如图乙所示。则以下说法正确的是（ ）。
A. R0的阻值为10Ω；
B. 滑动变阻器的最大阻值为60Ω；
C. 电源电压为8V；
D. 滑片在滑动的过程中，滑动变阻器的最大功率为0.9W
【答案】AD。
【解析】ABC．当滑片P在a端时，电路为R0的简单电路，电路中的电流最大，由图乙可知，电路中的最大电流I大=0.6A，则电源的电压：U=I大R0=0.6A×R0①
当滑片位于b端时，R0与R串联，电流表测电路中的电流，电压表测R两端的电压，此时电路中的电流最小，由图乙可知，电路中的电流：I小=0.1A，UR=5V
滑动变阻器的最大阻值：=50Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电源的电压
U=I小(R0+R)=0.1A×(R0+50Ω)②
由①②得到：0.6A×R0=0.1A×(R0+50Ω)，R0=10Ω
电源电压：U=I大R0=0.6A×10Ω=6V
D．滑动变阻器的功率：P=
当R=R0时，变阻器的功率最大，最大功率为：
P最大==0.9W
故D正确。故选AD。
9.（2020·四川雅安）在如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，滑动变阻器R2上标有“20Ω 0.5A"，当滑片P由c点移到a端的过程中，电压表示数U随滑动变阻器R2接入电路的阻值变化情况如图乙所示，R1的最小功率是0.4 W。在保证电路元件安全的条件下，下列说法正确的是（ ）。
A. 电源电压为5 V B. R1的阻值为20Ω
C. R2接入电路的最小阻值为2Ω D. R2的最小功率是0.8 W
【答案】C。
【解析】由图甲所示电路图可知，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测定值电阻R1两端电压；
A．由于R1是定值电阻，根据P=I2R可知，电路中电流最小时R1的功率最小，当电流最小时滑动变阻器连入电路的电阻最大，则由图乙知，滑动变阻器连入电路的电阻为20Ω，此时电压表的示数为2V，根据P=UI可得，此时电路的电流：
根据和串联电路的电压特点可得电源电压：
故A错误；
B．根据可得R1的阻值：，故B错误；
C．由于滑动变阻器R2上标有“20Ω0.5A”，则电路中的最大电流为0.5A，根据可得最小总电阻：
则此时滑动变阻器的最小阻值为：
故C正确；
D．由前面解答可知，电路中电流的取值范围为0.2A∼0.5A，滑动变阻器消耗的功率
所以当时，即I=0.3A时，R2的功率最大P最大=0.9W；根据前面推出的变阻器消耗功率与电流的二次函数表达式作出P−I图像，如图所示：
根据图像可知，当电流最大为0.5A时，滑动变阻器消耗的电功率最小，滑动变阻器消耗的最小电功率：
故D错误。故选C。
10．（2020·四川遂宁）如图甲是小明设计的自助探究实验电路，灯泡L在安全范围内的伏安特性曲线如图乙，电源电压恒为4.5V，滑动变阻器R的最大阻值20Ω，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～3V．下列是小明对此电路通过计算分析作出的几个判断，其中正确的是（ ）。
A．变阻器滑片右移时电流表示数变大，电压表示数变大，灯泡亮度变亮 ；
B．交阻器滑片右移时电流表示数变小，电压表示数变小，灯泡亮度变暗 ；
C．为保证电路各元件安全，滑动变阻器的阻值只能在5Ω～10Ω之间调节；
D．在安全调节过程中滑动变阻器消耗的最小电功率是0.9W
【答案】C。
【解析】AB、变阻器与灯串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路的电流，变阻器滑片右移时，变阻器连入电路的电阻变小，由电阻的串联规律，电路的电阻变小，由欧姆定律，电流表示数变大；
根据U＝IR，灯的电压变大，根据P＝UI，灯的功率变大，灯变亮；
由串联电路电压的规律，电压表示数变小，AB错误；
CD、R的最大阻值20Ω，电流表量程0～0.6A，根据图乙知，通过灯的最大电流为0.4A，故电路的最大电流为0.4A，此时灯的电压为2.5V，由串联电路的规律及欧姆定律，变阻器的最小电阻为：R1＝＝＝5Ω；
电压表量程为0～3V，变阻器的最大电压为3V，由分压原理，此时变阻器连入电路的电阻最大，根据串联电路电压的规律，这时灯的电压U2＝4.5V﹣3V＝1.5V，由图知，灯的电流为0.3A，由欧姆定律，变阻器连入电路的最大电阻：R2＝＝＝10Ω；
为保证电路各元件安全，滑动变阻器的阻值只能在5Ω～10Ω之间调节，C正确；
D、电路的最大电流为0.4A，变阻器的最小电阻为5Ω，滑动变阻器消耗的功率为：
P变＝I12×R1＝（0.4A）2×5Ω＝0.8W，故D错误。
故选：C。
11.（2020·新疆）如图所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器R1、R2的滑片可移动的最大距离相等。开始时，R1、R2的滑片均位于变阻器的正中间，开关闭合后，电路的总功率为0.4 W。若将R1的滑片向左移动3 cm，R2的滑片向右移动3 cm，电路的总功率变为0.3 W；若将R1、R2的滑片从正中间均向右移动3 cm，电路的总功率变为0.5 W。已知滑动变阻器电阻丝的阻值与其长度成正比，则滑动变阻器R1的最大阻值与R2的最大阻值之比为（ ）。
A. 3∶1 B. 4∶1 C. 5∶1 D. 6∶1
【答案】B。
【解析】设R1、R2的最大阻值分别为R1、R2，设两个变阻器滑片可移动的距离为acm，则滑片移动3cm时，其连入电路电阻的变化量为最大阻值的倍。
由公式可得R1、R2的滑片均位于变阻器的正中间时
……①
将R1的滑片由中间向左移动3 cm，R2的滑片由中间向右移动3 cm时
……②
将R1、R2的滑片从正中间均向右移动3 cm时
……③
①:②可得
a=18cm
将a=18cm分别代入②与③中，将两式相除，整理得
R1:R2=4:1
选项A、C、D错误，不符合题意；选项B正确，符合题意
故选B。
12.（2020·江苏连云港）如图甲所示电路中，R为定值电阻，R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图像。下列说法正确的是（ ）。
A. 电源电压为3V B. 电压表的最大示数为2V
C. 整个电路功率变化了0.1W D. 电流表的示数变化了0.4A
【答案】D。
【解析】ABD．由图可知，当P在最左端时，R1全部接入电路并与R串联，电压表测R1两端的电压，由图乙可知，变阻器的最大阻值是20Ω，其对应的功率是0.8W，由串联分压可知变阻器两端的电压最大，电压表的最大示数
U最大=
最小电流：I最小==0.2A
当变阻器接入电路的电阻为R时，其消耗的电功率最大
P=I2R=
当R=R1=10Ω
时，其电功率最大，由图可知变阻器的最大功率0.9W，通过电路的电流
I==0.3A
电源电压：U=I(R+R1)=0.3A×(10Ω+10Ω)=6V
当变阻器的滑片滑动到阻值最小处，只有R接入电路，电路中最大电流
I最大==0.6A
电流表的示数变化了：ΔI=I最大-I最小=0.6A-0.2A=0.4A
故AB错误，D正确；
C．整个电路功率的变化量：ΔP=UΔI=6V×0.4A=2.4W
故C错误故选D。
13.（2020·重庆B）如图甲所示的电路，电源电压不变，L是标有“4Ｖ”字样的灯泡，定值电阻为60Ω，两个电流表的量程均为0-0.6A，电压表的量程为0-15V，图乙是小灯泡L的电流随其电压变化的图像。当S闭合，S1、S2断开，将滑片P移到变阻器R的中点时，小灯泡Ｌ恰好正常发光，电压表示数为5V。下列说法正确的是（ ）。
A. 电源电压为5V；
B. 变阻器R的最大阻值为10Ω；
C. 移动滑片P当灯泡L的功率为1W时，变阻器R接入的阻值为6.25Ω；
D. 当S、S1、S2都闭合，为保证电路安全，变阻器R消耗的最大功率为4.05W
【答案】D。
【解析】A．当S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，将滑片P移到变阻器R的中点时，小灯泡L恰好正常发光，此时灯泡两端的电压为4V，电压表示数为5V（即变阻器的电压为5V），由串联电路的电压规律可得，电源电压为：；故A错误；
B．当S闭合，S1、S2断开，滑片P移到变阻器R的中点时，灯泡正常发光，根据图乙可知，此时通过灯泡的电流为0.5A，因串联电路中各处的电流相等，则由欧姆定律可知，产生滑动变阻器接入电路的电阻为：
则滑动变阻器的最大阻值为：，故B错误；
C．移动滑片P，当灯泡L的功率为1W时，根据乙图可知，此时灯泡两端的电压为2.5V，电路中的电流为0.4A，根据串联电路的电压规律可知，此时滑动变阻器两端的电压为
由欧姆定律可得，此时滑动变阻器接入电路电阻为：
故C错误；
D．当S、S1、S2都闭合，滑动变阻器和定值电阻并联，电流表A测干路中的电流，电流表A1测通过定值电阻的电流；两个电流表的量程均为0～0.6A，所以干路中的最大电流为；通过定值电阻的电流为：
根据并联电路电流特点可知，通过滑动变阻器的最大电流为：
则滑动变阻器R消耗的最大功率为：
故D正确。故选D。
14.（2020•岳阳）如图所示，电源电压不变，a、b、c为电流表或电压表。只闭合S1时，a表无示数，b表有示数，c表有示数且示数随滑片P的移动发生变化。则：
A．a表是电压表；
B．先闭合S1、S2，再闭合S3，a表示数无变化；
C．S1、S2 、S3都闭合，移动滑片P, a、 b两表示数无变化；
D．S1、S2、S3都闭合，b表示数除以a表示数等于电阻R1的阻值
【答案】C。
【解析】只闭合S1时，a表无示数，b表有示数，c表有示数且示数随滑片P的移动发生变化。分析得出， c表、a表可能是电流表，b表是电压表；先闭合S1、S2，只有R3接入电路，a表（电流表无示数），再闭合S3，电阻R1、R2、R3并联连接，a表测量电阻R1、R2的电流，所以a表（电流表）示数增大；开关S1、S2 、S3都闭合，电阻R1、R2、R3并联连接，移动滑片P,电压表b、 电流表a两表示数无变化，a表测量电阻R1、R2的电流，电压表b除以电流表a的示数等于电阻R1、R2并联的等效电阻。
综上所述，故选C。
二、填空题
1.（2020·四川甘孜州）如图所示，电源电压是3V且保持不变，S闭合后电压表示数为1V，则灯L2两端的电压为__________V； 若断开开关，电压表示数将__________（选填 “变大”“变小”或“不变”）。
【答案】（1）1；（2）变大。
【解析】由电路图知，当S闭合后，两灯串联，电压表测的是灯两端的电压，故灯两端的电压为1V。
断开开关后，电压表测电源电压，此时示数为3V，故电压表示数将变大。
2.（2020·四川甘孜州）如图是电阻A和B的I—U图像。若把二者并联后接入电路中，当通过电阻B的电流是0.2A时，通过电阻A的电流是_______A，若把二者串联后接入某电路，当通过电阻A的电流为0.3A，电阻B两端的电压是______V.
【答案】（1）0.4；（2）3。
【解析】由图可知，二者并联后接入电路中，当通过电阻B的电流是0.2A时，B两端的电压是2.0V，并联电路各支路两端电压相等，所以A两端的电压也是2.0V，由图可知，此时通过电阻A的电流是0.4A；
由图可知，二者串联后接入电路中，当通过电阻A的电流是0.3A时，串联电路电流处处相等，所以通过B的电流也是0.3A，由图可知，此时电阻B两端的电压是3.0V；
3.（2020·山东济宁）如图所示的电路中，L1、L2为两个阻值恒定的灯泡，甲、乙是连接实验室常用电流表或电压表的位置。在甲、乙位置分别接入量程不同的某种电表，只闭合开关S1，两灯均发光，两电表指针偏转角度相同。断开开关S1，在甲、乙位置分别接另一种电表，闭合开关S1和S2，两灯均发光，则此时两电表示数之比为______，灯泡L1与L2的电功率之比为______。
【答案】（1）；（2）.
【解析】从图中可以看到，只闭合开关S1，假设甲是电压表，那么两灯都不会亮，假设乙是电压表，即使有电流流过甲，灯L1也不会亮，综上所述，甲乙都是电流表，甲测的是干路电流，乙测的是支路电流，甲的电流大于乙的电流，由于两电表指针偏转角度相同，而量程不同，可得到关系式：
根据欧姆定律的变换式可得到：；
由上面三式可解得：
断开开关S1，在甲、乙位置分别接另一种电表，即甲乙都是电压表，闭合开关S1和S2，两灯泡串联，甲电压表测的是灯L1的电压，乙电压表测的是电源电压，甲电压表大小是
则此时两电表示数之比为：
灯泡L1与L2的电功率之比：
4.（2020·贵州黔东南）有一种亮度可以调节的小台灯,其电路如图甲,电源电压为24 V,灯泡L的额定电压为24 V,通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙,当灯泡正常发光时,灯丝的电阻为____ Ω。调节滑动变阻器R,使灯泡的实际功率为1.2 W时,滑动变阻器R连入电路的阻值是____ Ω。观察图象发现灯泡L的电阻是在增大的,这是因为__________________。
【答案】（1）60；（2）90；（3）灯丝电阻随温度的升高而增大。
【解析】灯泡两端的电压为24V时,灯泡正常发光,由图乙可以知道此时通过灯泡的电流IL=0.4A,
根据欧姆定律可得,此时灯丝的电阻: ;
(2)由图乙可以知道,当灯泡两端的电压为6V,通过的电流为0.2A时,灯泡的实际功率为1.2W,
因串联电路中总电压等于各分电压之和, 所以,灯泡的实际功率为1.2W时,滑动变阻器两端的电压, 串联电路中各处的电流相等,由欧姆定律可得,滑动变阻器R连入电路的阻值:
(3)在材料、长度和横截面积一定时,灯丝电阻还与温度有关,并且灯丝电阻随温度的升高而增大。
因此，本题正确答案是:60;90;灯丝电阻随温度的升高而增大。
5.（2020·山东聊城）小明用如图所示的电路“探究电流与电压的关系”，所用电源电压为4.5V，闭合开关S时，发现电压表无示数，但电流表有示数，电路故障可能是电阻R1______（选填“断路”或“短接”）。排除故障后，他移动滑动变阻器的滑片，发现当电压表示数是1.2V时，电流表示数是0.30A；继续移动滑片，使电压表示数从1.2V增加到2.4V，那么该过程中滑动变阻器R2连入电路的阻值减小了______Ω。
【答案】（1）短接；（2）7.5。
【解析】如图所示电路串联，电压表测定值电阻R1两端电压，电流表测电路电流，闭合开关S时，发现电流表有示数，说明电路中有电流通过，故障不可能为断路；电压表无示数，说明电压表测量部分短路，即电阻R1被短接。
当电压表示数是1.2V时，电流表示数是0.30A时，由可得定值电阻R1阻值
根据串联分压可得此时滑动变阻器R2两端电压：
则由可得此时滑动变阻器接入阻值：
继续移动滑片，使电压表示数从1.2V增加到2.4V，则定值电阻R1两端电压为2.4V，此时电路电流为：
根据串联分压可得此时滑动变阻器R2两端电压：
则由可得此时滑动变阻器接入阻值：
则该过程中滑动变阻器R2连入电路的阻值减小了：
。
6.（2020·四川成都A）图甲所示电路，闭合开关S，滑片P从a向b移动的过程中，小灯泡的亮度_________；当P移动到b端时，电压表的指针位置如图乙所示，则此时灯泡两端的电压为_____________V。
【答案】（1）变暗；（2）1.7。
【解析】此电路为串联电路，滑动变阻器滑片P从a向b移动的过程中，阻值变大，电流变小，所以灯泡变暗。
电压表连接0~3V量程，分度值为0.1V，电压表读数为1.7V。
7.（2020·河南）在图 4 所示的电路中，电阳 R 为 60Ω,电源电压不变。把"6V 3W"的小灯泡接在 AB 间,CD 间接电流表,闭合开关 S,小灯泡正常发光，则电源电压为 V,电流表的示数为 A。如果把这个小灯泡接在CD 间，AB 间接电压表，闭合开关 S，若灯丝电阻与正常发光时相同，则电压表的示数为 V
【答案】6V、1.5A、2V。
【解析】（1）灯泡接在 AB 之间，电路为并联电路，此时小灯泡正常发光，所以电压为额定电压 6V。
（2）电流表接在 CD 之间，测量干路电流，其中 R 的电流 I1=U/R=6V/6Ω=1A，小灯泡的电流为
I2=P/U=3W/6V=0.5A, 所以干路电流 I=1A+0.5A=1.5A
（3）改换电路后小灯泡和电阻 R 串联，电压表测量 R 两端的电压
小灯泡的电阻 RL=U2/P=12Ω，串联分压可得：UR：UL=R：RL，且 UR+UL=6V,由此可得 UR=2V。
8.（2020·四川成都A）实验小组利用图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。实验过程中，电阻箱阻值由50调为90，电压表示数会_________，要继续探究，应该将滑片P向______移。
【答案】（1）变大；（2）右。
【解析】从图中可以看到，这是一个串联电路，电阻箱阻值由50调为90，电阻值在变大，根据串联电路的分压原理可知，电阻箱两端的电压在变大，即电压表示数会变大。
探究“电流与电阻的关系”需要保持电阻两端的电压不变，要继续探究，那么滑动变阻器接入电路的电阻应该变大，从图中可看到，应该将滑片P向右移动。
三、实验探究题
1．（2020·安徽）一小灯泡额定电压为 2.5V，图 a 是测量其电阻的实验电路图。
（1）请按照图 a，将图 b 中的实物电路连接完整；
（2）闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表示数为 2.50V 时，小灯泡正常发光，电流表示数如图 c 所示，则此时通过小灯泡的电流为__________A；
（3）调节滑动变阻器，让小灯泡两端的电压逐渐减小，会发现灯泡变暗直至完全不发光。可以猜想此过程中灯丝的温度________（选填“升高”、“不变”或“降低”）；
（4）测量数据如下表所示。
分析表中数据，可以发现小灯泡两端的电压越低，其灯丝的电阻越__________。
【答案】（1）如图； （2）0.28；（3）降低；（4）小。
【解析】（1）由图 a 可知，滑片向左移动时滑动变阻器的阻值变大，所以滑动变阻器的下接线柱接 B；电流表的量程选择 0－0.6A（参考图 c）；
（2）电流表的分度值是 0.02A，故电流表的示数是 0.28A； （3）灯泡变暗说明灯泡的实际功率变小，即灯丝的发热功率变小，单位时间内产生的热量变少，灯丝的温度降低；
（4）根据表格中的数据可以算出，随着小灯泡两端电压的降低，灯丝的电阻变小；故小灯泡两端的电压越低，其灯丝的电阻越小。
2.（2020·河南）某实验小组探究电流与电压和电阻的关系。实验中电源电压恒为 3V，滑动变阻器最大阻值为 20Ω。
（1）他们先用 5Ω 的定值电阻探究电流与电压的关系，实验电路图如图 13 所示。
①请根据图 13 的电路图把图 14 的实物电路连接完整。
②连接完毕后,小丽建议要对电路进行检查后再闭合开关，请你提出其中一项需要检查的内容: 。
③检查完毕后，闭合开关，调节滑动变阻器，记录了 5 组数据。测第 6 组数据时，电压表的示数为 2.6 V,
电流表的示数如图 15 所示。请在图 16 的坐标系中描绘出第 6 组数据对应的点,并根据描出的 6 个数据点画出定值电阻的I-U 图像。
④分析断出的 I-U 图像可得出结论：在电阻一定时， 。
⑤为了使结论具有普遍性，还应进行的操作是： 。
（2）接着他们在原有 5 Ω 定值电阻的基础上，又准备了阻值为 10Ω、15Ω、20Ω 的三个定值电阻，以探究电压一定时电流与电阻的关系。为了控制电压不变，每次更换定值电阻后需要调节滑动变阻器，使定值电阻两端的电压达到相同的值。这个电压控制在多少合适呢?实验小组的同学分别提出了 0.5V、1V 和 2V 三个电压值，为使实验顺利进行，大家进行了分析与讨论，你认为应选这三个电压值中的 V。
【答案】（1）①如图；②滑动变阻器是否在最大阻值处；③如图；④电流与电压成正比。⑤更换阻值不同的定值电阻进行多次实验；（2）2V。
【解析】（1）
①滑动变阻器遵循“一上一下”链接原则，并且根据电路图，滑片向左移动，滑变电阻变小，滑变右上已经连接，所以应该连接左下接线柱，导线另一端可以连接到定值电阻右侧，或者电压表 3V 接线柱上。
②电路闭合前要检查滑动变阻器是否在最大阻值处，防止电路中电流过大损坏电路元件。
③根据读数，电流为 0.52A，图像如上图。
④根据图像可知，当电阻一定是，通过导体的电流与导体两端电压成正比。
⑤为了具有普遍性，我们应该更换阻值不同的定值电阻，多次实验
（2）根据串联分压原则，滑动变阻器最大阻值为 20Ω，定值电阻最大阻值为 20Ω，电源电压为 3V，所以，当定值为 20Ω 时，最小电压为 1.5V，故定值电阻只能选择 2V 的电压保持不变。
3.（2020·贵州黔东南）某学习小组在“探究通电导体中的电流与电阻的关系”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)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整；（要求：滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中电流变大；导线不得交叉）（ ）
(2)连接好电路，闭合开关，发现电压表示数等于电源电压，电流表有示数，移动滑片，电表示数不变，则故障为滑动变阻_________；
(3)探究通电导体中的电流与电阻的关系实验要在电压一定时进行，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________V；当R的电阻由5Ω更换为10Ω时，闭合开关后，为使R两端的电压________ （选填“改变”或“不变”），滑动变阻器的滑片应向____（选填“左”或“右”）端滑动；若实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω，为了保证完成实验，则滑动变阻器的阻值至少是________Ω。
【答案】（1）如图；（2）被短路；（3）3；（4）不变；（5）右；（6）12.5。
【解析】(1)滑动变阻器的滑片P向左移动，电路中电流变大，即电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联，如下所示
(2)连接好电路，闭合开关，电流表有示数，即电路中有电流通过，则故障类型为短路，电压表示数等于电源电压，只能是滑动变阻被短路。
(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变化的图象，由图象可知R两端的电压为：U=IR=0.6A×5Ω=3V
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即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，所以滑片应右端移动，使电压表的示数仍为3V。
电压表控制的电压为3V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压
U滑=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为12.5Ω的滑动变阻器。
4.（2020·贵州黔西南）小明用如下图所示的实验电路探究“电流与电阻的关系”。
(1)在方框内画出此实验电路图。________
(2)连接电路时，开关应处于_______状态，连接好电路后，闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于_______端。
(3)闭合开关，移动滑动变阳器的滑片P发现：电压表始终无示数，电流表有示数。其原因可能是_______（填序号）．
A．滑动变阻器断路 B．电阻R短路 C．电阻R断路
(4)排除故障后，用5Ω的电阻替换R接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数为1.5V时，电流表指针位置如图乙所示，将电流表示数填入下表中。________
(5)将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P到合适位置时，记录电流数据。此操作中调节滑动变阻器的目的是_________________。
(6)再将电阻换成15Ω，重复上述操作
(7)进行多次实验，其目的是为了得到_________________。
(8)分析表格中的数据可得出结论：_________一定时，_____________。
【答案】（1）如图；（2）断开；（3）右；（4）B；（5） 0.3；（6）使电阻R两端的电压保持不变；（7）普遍规律；（8）电压；（9）通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【解析】(1)按照实物图，先将开关，电流表、滑动变阻器，电阻串联接入电路，再将电压表并联接入电路，作电路图如图所示：
(2)接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器移到阻值最大处，即置于右端，以保护电路。
(3)闭合开关，移动滑动变阳器的滑片P，电流表有示数，说明不可能是电路断路，电压表始终无示数，说明与电压表并联的电路短路，即电阻R短路。
故选B。
(4)由图乙可知，电流表此时的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，此时电流的示数为0.3A。
(5)探究电流与电阻关系实验中，要控制电压不变，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，滑动变阻器两端的电压会变大，要节滑动变阻器的滑片P到合适位置，控制电阻R两端的电压保持不变。
(7)进行多次实验，其目的是为了得到普遍规律。
(8)分析表格中的数据，电流与电阻的乘积是定值，可得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
5.（2020·江苏泰州）在“探究电流与电压关系”实验中，小明所用电路如图所示。
(1)请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。要求：开关闭合前无需移动滑片________；
(2)闭合开关，电流表有示数，电压表无示数，小明检查发现仅导线有故障，则故障为________；
A．导线④断路
B．导线③断路
C．导线②断路
D．导线①断路
(3)排除故障后，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为1V时，读出电流表示数并记录在上表中；继续移动滑片，分别读出电阻两端电压为2V和3V时电流表的示数，并依次记录在表格中。
实验序号
U/V
I/A
①
1.0
020
②
2.0
0.40
③
3.0
0.58
(4)分析表中数据，可得出的结论是：________；
(5)实验结束，小明整理器材时发现定值电阻很热，他联想到：处理数据时，第三组数据之间的关系与前两组数据之间的关系存在差异，他和同组小华就此展开讨论，认为数据差异可能是由于________造成的。由此反思实验过程：实验时每次读取数据后要________（写具体操作），再记录数据，减小此因素对测量结果的影响。
【答案】(1)如图；(2) B；（3）见详解；（4）温度变化导致R变大；（5）断开开关。
【解析】(1)由题意可知，开关闭合前无需移动滑片，即闭合开关前，滑动变阻器需要移动到阻值最大处，如图
(2) A．若导线④断路，则电流表没有示数，故A不符合题意；
B．若导线③断路则，则电流表有示数，电压表无示数，故B符合题意；
CD．若导线①②断路，则电流表没有示数，故CD不符合题意。故选B。
(4)分析表中数据可知，当电阻的阻值一定时，电流随着电压的增大而增大，即电流与电压成正比。
(5)由欧姆定律可知，第三组数据测量出电阻的阻值是：
第二组数据测量出电阻的阻值是：
由于电阻受温度的影响，所以数据差异可能是由于温度变化导致R变大造成的。
每次读取数据后要及时断开开关，避免长时间通电导致电阻温度过高，从而对实验结果造成影响。
6.（2020·江苏泰州）本题有两小题。
(1)如图甲是小红测量小灯泡额定功率的电路图，灯泡额定电压U额=3.8V；
①闭合开关，移动滑动变阻器滑片至图甲所示位置，电压表示数为2V，为测量灯泡的额定功率，应将滑动变阻器滑片向________端（选填“A”或“B”）移动；
②当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则灯泡的额定电流I额=________A，额定功率P额=________W；
(2)小明想利用小红的实验器材测量一未知电阻Rx的阻值，发现电流表已经损坏。聪明的小明利用小红实验中小灯泡的额定电压和测得的额定电流，设计了如图丙所示的电路，测出了电阻Rx的阻值。请你帮助小明补全实验步骤：
①闭合开关S，将单刀双掷开关S1拨向触点________，移动滑动变阻器滑片，________；
②开关S仍闭合，再将单刀双掷开关S1拨向另一触点，应________（填滑动变阻器滑片位置的变化情况），读出电压表示数为U；
③写出Rx的表达式：Rx=________（用所测物理量和已知量的符号表示）。
【答案】（1） A；（2）0.3；（3）1.14；（4）2；（5）使电压表示数为；（6）保持滑片P的位置不动；（7）。
【解析】(1)①当电压表示数为3.8V时，灯泡才正常发光，由题目可知此时电压表示数为2V，所以滑动变阻器的阻值要变小，即向A端移动，使电压表示数为额定电压值3.8V。
②[根据电流表指针位置和所接量程可知，则额定功率
(2)闭合开关S，将S1拨到触点2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3.8V，此时小灯泡正常发光，电路中的电流是②再将开关S1拨到另一触点1，保持滑动变阻器的滑片P位置不动，读出电压表的示数为U；③在②中，电压表测灯与未知电阻的总电压，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，此时未知电阻Rx的电压为：
此时流过未知电阻Rx的电流为，Rx的表达式：。
7.（2020·山东聊城）小明做“测量小灯泡的电阻”实验时，使用的小灯泡额定电压为2.5V，电源电压为3V。小明现已连接了部分电路，如图甲所示。
(1)在已连接的电路中，有一不当之处是______；
(2)请用笔画线代答导线。将图甲中的电路连接完整；______
(3)当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流大小为______A。小灯泡正常发光时的电阻为______Ω（电阻的计算结果保留一位小数）；
(4)小明的实验记录和有关计算如下表所示。从表格设计看，小明计划把四次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值。他认为这样可以减小误差。你认为小明的做法是______（选填“正确”或“错误”）的。从表中数据看，不同电压下小灯泡的电阻值不同，这是灯丝电阻______影响导致的。
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值R/Ω
1
2.5
2
2.1
0.26
8.1
3
1.7
0.24
7.1
4
1.3
0.21
6.2
【答案】（1）开关闭合；（2）如图：(3) 0.28；（4）8.9；（5）错误；（6）温度。
【解析】(1)连接电路时，为了保护电路，开关要断开，图甲中开关是闭合的，是错误的。
(2)电压表和灯泡并联，如图所示：
(3)电流表的示数如图乙所示，选择小量程，分度值是0.02A，电流大小为0.28A。
灯泡正常发光时的电阻为：R=≈8.9Ω
(4)由表中数据可知，不同电压下小灯泡的电阻值不同，由于灯丝的电阻与温度有关，所以不能将四次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值，小明的做法是错误的。
8.（2020·重庆B）小倩同学在探究“电流与电压关系”的实验中，选用器材有：学生电源(电压恒为4.5V)电流表、电压表、定值电阻R，导线若干和标有“50Ω、0.5A”字样滑动变阻器。
(1)用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整_________；(要求：滑片P向D端移动时，电路中的电流变大，且导线不能交叉。)
(2)连接电路时，开关必须_________(选填“断开”或“闭合”)。在电路连接完整后，闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P移到________(选填“A”或“B”)端；
(3)闭合开关S后，移动滑片P时发现电压表无示数，电流表有示数且不断变化，则电路故障可能是定值电阻R发生了_________(选填“断路”或“短路”)；
(4)排除故障后闭合开关S，移动滑片P，当电流表的示数为0.28A时，电压表指针位置如图乙所示，则定值电阻R的阻值为_________Ω。多次改变滑动变阻器滑片P的位置，记录的实验数据如下：
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1.0
1.4
2.0
2.4
电流I/A
0.10
0.14
0.20
0.24
根据实验数据分析，可初步得出结论：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与这段导体的两端的电压成_________比；
(5)在实验过程中，滑动变阻器R接入电路的阻值不得小于_________Ω。
【答案】（1）如图；(2)断开；（2）A；（3）短路；（4）10；（5）正；（6）5。
【解析】(1)由题意可知，实验中最大的电流不超过0.3A，所以电流表选择0-0.6A的量程，而且要求滑片P向D端移动时，电路中的电流变大，即滑片P向D端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，实物图连接如图
(2)连接电路时，为了保证电路的安全，开关必须断开。
闭合开关应该将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处，即滑片P移到A端。
(3)如果定值电阻R发生短路，电路是通路，电流表有示数，电压表指针不偏转，故发生这种故障原因可能是定值电阻R处发生短路。
(4)由图乙可知，电压表的量程是0-3V，分度值是0.1V，故此时电压表的示数是2.8V；由欧姆定律得，定值电阻R的阻值为：
由表格中的数据可知，在电阻的阻值不变的情况下，通过导体的电流随着导体两端电压的增大而增大，即通过导体的电流与这段导体的两端的电压成正比。
(5)由表格中的数据可知，定值电阻R的阻值为：
当定值电阻两端电压为3V时，电路中的电流最大，为：
当电路中的电流最大时，滑动变阻器接入电路的电阻最小，为：
即滑动变阻器接入电路的阻值不得小于。
9.（2020·四川甘孜州）在“用电流表和电压表测电阻”的实验中，电路如图甲所示。
(1)开关闭合前，滑动变阻器的滑片P要移动到________ （选填“a”或“b”） 端；
(2)闭合开关，发现电流表示数为零，但电压表指针发生明显偏转，则电路发生的故障可能是以下四种中的_________
A. 处断路 B.滑动变阻器处断路 C. 处短路
(3)排除故障后，闭合开关，调整滑片P到某一位置后，若两表的示数分别如图乙、丙所示，其中电流表的示数为________ A， 此次测得电阻的结果为_______Ω。
【答案】（1）b ；（2）A；（3）0.4；（5）5。
【解析】(1)由电路图知，为保护电路，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应位于最大值端，即滑片应移动到b端。
(2)电流表示数为零，说明电路形成了断路，电压表指针发生明显偏转，说明电压表串联接入了电路，故故障可能是处断路 。故选A。
(3)由乙图知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2V；由丙图知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.4A。由欧姆定律知的阻值为
10.（2020·山东泰安）现有如下实验器材：待测电源（电压大约在16V～18V之间）、一个实验室用的量程为0～15V的电压表、一个开关、三个定值电阻（分别为R1=1kΩ、R2=10Ω、R3=20Ω）、导线若干。
请你利用实验器材，并从三个电阻中选择两个电阻，设计实验测量出电源电压值，根据要求完成下列问题。
(1)选择的两个电阻是______和______；
(2)在虚线框中画出实验电路图（实验测量过程中不拆接电路）。______
(3)测量步骤及所需测量的物理量（用字母表示）______；
(4)电源电压值的表达式（用已知物理量字母和测量物理量字母表示）U0=______。
【答案】（1）R2 ；（2）R3 ；（3）如图；（4）见解析；（5）或U1＋。
【解析】(1)由于R1=1kΩ，阻值较大，分得的电压较大，所以选择电阻R2和R3。
(2)将R2和R3串联，电压表测量R2两端的电压，如图所示：
(3)闭合开关S，读出电压表的示数U1。
(4)由串联电路电流的规律和欧姆定律可知通过电路的电流：I=I2=
电源电压：U=I(R2+R3) =(R2+R3)= U1＋。
11.（2020·四川成都A）小华找到了一张测定汽车油箱内油量的装置图，如图所示，他与同组同学对相关问题进行了探究。
(1)把油量信息转化为电信息，有利于信息的传递。装置中，信息转化的关键环节为：油量变化→杠杆绕O点转动→电路的______变化→电流变化；
(2)若圆弧形电阻丝最大阻值为100Ω，其他可供选择的器材有：恒压电源E1(电压3V)和E2(电压18V)；电流表A1(量程0~0.6A)和A2(量程0~0.1A)；定值电阻R1=5Ω、R2=30Ω和R3=100Ω。为了节约能源，并且实现油量最大时，电流表示数最大，器材选择的最佳组合为______；
A.E2、A2、R3
B.E1、A2、R2
C.E1、A2、R1
D.E2、A1、R3
(3)合理选择器材后，他们通过测量，得到了下表所示的结果(其中V是油箱的容积，Ig是电流表的最大示数)：
液体体积
V
0
电流表示数
Ig
依据测量结果，可以将电流表的刻度改为油量体积。分析数据可知，当液体体积为时，电流表示数______(选填“大于”、“等于”或“小于)；
(4)关于探究过程的反思，下列说法中不正确的是____。
A.调整圆弧形电阻丝的位置，要让圆心在O点
B.为保证安全和方便，测量时用水来灌装油箱
C.为节约空间，应该使电路元件尽量靠近油箱
D.该装置还存在一些缺陷，应继续探究并改进
【答案】（1）总电阻；（2）B；（3）小于；（4）C。
【解析】(1)杠杆绕O点转动，电阻值接入电路的阻值变化，电路总电阻变化，电流变化。
(2)为了节约能源，需要电压较小的，电流较小，则选择电源E1和电流表A2，当油量最大时，电流表示数最大，圆弧形电阻丝接入电路阻值为0，则需要定值电阻为
综上，故选B。
(3)如果液体体积和电流表示数成正比，则当液体体积为时，电流表示数等于，分析电流表的示数可知，电流减小的变化量越来越小，所以当液体体积为时，电流表示数小于。
(4) A．让圆心在O点,则两边力臂大小相同，变化量相同，故A正确，不符合题意；
B．水不可燃，容易获取，测量时用水来灌装油箱，故B正确，不符合题意；
C．电路元件会由于电流热效应，温度较高，油是可燃物，电路元件尽量靠近油箱容易燃烧，故C错误，不符合题意；
D．当油量最小时，电阻丝接入电路最大，电流最小，但是电流表示数不为0，所以需要对电流表的示数最小位置进行标记为油量为0，故D正确，不符合题意。故选C。
12.（2020·四川南充）用如下图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”，电源电压恒为6V，定值电阻R备有(5Ω、10Ω、20Ω、40Ω)各一个。
(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到最___________(选填“左“或“右”)端；
(2)将5Ω的定值电阻接入电路闭合开关，移动滑片P发现电流表示数始终为零，电压表示数不为零，其原因可能是___________(填选项)；
A.定值电阻R短路
B.定值电阻R断路
C.滑动变阻器短路
(3)不改变滑动变阻器滑片的位置，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，闭合开关后，为保证电压表示数与更换前相同，滑片P应向___________(选填“左”或“右”)端滑动；
(4)实验中依次接入定值电阻，调节滑片使定值电阻两端电压相同，记下电流表读数，绘出电流I与电阻倒数变化的图像乙，由图乙可知：电压一定时电流与电阻成___________比；
(5)为完成整个实验，应该选择___________(填选项)种规格的滑动变阻器。
A.50Ω、1.0A
B.100Ω、1.2A
C.200Ω、0.6A
【答案】（1）左；（2）B；（3）左；（4）反；（5）B。
【解析】(1)由电路图知道，在连接电路时，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑至阻值最大处的左端。
(2)闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片P时，发现电流表示数始终为零，说明电路可能断路，而电压表有示数，说明与电压表并联部分断路，即此时电路可能的故障是定值电阻R断路。故选B。
(3)由串联分压原理知道，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；由于探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变，所以，此时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。
(4)由于电流I与电阻倒数变化的图像乙，说明电压一定时电流与电阻的倒数成正比，即说明导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(5)由图像知道，电阻两端的电压始终保持U=IR =2V，由串联电路电压的规律知道，变阻器分得的电压：U滑 =6V-2V=4V
即变阻器分得的电压为电压表示数的2倍，由分压原理知道，当接入40Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R滑 =2×40Ω=80Ω
故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少80Ω的滑动变阻器。故选B。
13．（2020·四川遂宁）小红与小刚实验小组在探究“电流与电阻的关系”实验时，选择的实验器材有：电源（电压恒定为3V）、电流表、电压表、开关、电阻箱、滑动变阻器（规格为“20Ω 2A”）和导线若干。
（1）图甲是他们设计的实验电路图，小刚根据电路图连接了如图乙的实验电路，小红检查时发现有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”，用笔划线代替导线正确连接（注意：导线不能交叉）。
（2）改正错误后，他们将滑动变阻器阻值调到最大，电阻箱阻值调到5Ω，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 （写出一条即可）。
（3）排除故障后进行实验，得到第一次实验数据如表接者他们将电阻箱阻值调到10Ω，闭合开关，调节滑片，直到电压表的示数为 V，此时电流表的示数如图丙所示，读数为——A。
电阻R/Ω
5
10
电流I/A
0.4
0.1
（4）第三次实验，电阻箱接入电阻如图丁所示，读数为 20 Ω。
（5）分析表中数据得出的结论是：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成 。
（6）为了验证以上规律的可靠性，可以测量更多组数据，但电阻箱接入电路的阻值不得超过 Ω。
【分析】（1）图中电阻箱被短路，应该将电阻箱串联在电路中，电压表并联在电路中；
（2）电流表无示数说明电路中有断路，电压表有示数说明电压表两端与电源两极相连；
（3）根据欧姆定律的变形公式U＝IR进行计算；根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数；
（4）电阻箱各旋钮示数与对应倍率的乘积之和是电阻箱的示数；
（5）分析表中数据得出电流与电阻的关系；
（6）当电路中的电流最大时，电阻箱接入电路的阻值最小；当电路中电流为电流表的分度值时，电阻箱接入电路的阻值最大。
【解答】解：（1）图中电阻箱被短路，应该将电阻箱串联在电路中，电压表并联在电路中，如下图所示：
（2）电流表无示数说明电路中有断路，电压表有示数说明电压表两端与电源两极相连；因此电路故障为电阻箱断路；
（3）由I＝可知，电阻箱两端电压：U＝IR＝0.4A×5Ω＝2V；
由图乙知电流表的量程为0﹣0.6A，分度值为0.02A，电流表的示数为0.2A；
（4）电阻箱的读数为0×1000+0×100+2×10+0×1＝20Ω；
（5）根据表中数据可知，当电阻变为原来的几倍时，电流变为原来的几分之一，因此当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关系；
（6）根据串联电路电压的规律知，滑动变阻器两端的电压为3V﹣2V＝1V，
所以电阻箱与滑动变阻器的电压之比为2V：1V＝2：1，
根据串联电路的分压作用，
所以可以得出：＝＝，
解得：R箱＝40Ω。
故答案为：（1）见上图；（2）电阻箱断路；（3）2；0.2；（4）20；（5）反比；（6）40。
【点评】本题应用了电路的连接、故障分析、以及欧姆定律的应用等知识点，涉及的内容较多，第（6）小题具有一定的难度。
14.（2020·新疆）在测量小灯泡的电阻实验中，有两个规格相同的小灯泡，将其中一个小灯泡接入测量电路，通过实验得到的实验数据如下列表格所示。将另一个小灯泡的玻璃罩敲碎，把保存完好的灯丝接入测量电路，并将灯丝浸没在常温纯净水中，通过实验得到灯丝的I-U图像如图所示：
U / V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
I / A
0.10
0.18
0.23
0.26
0.28
0.30
(1)请画出测量小灯泡的电阻的电路图；
(2)在测量灯丝的电阻时，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应调到阻值_________（填“最大”或“最小”）处；将灯丝浸没在常温纯净水中，且每次测量时，电表指针稳定后立即读数并断开开关，目的是为了控制灯丝的_________不变；
(3)小灯泡两端的电压为3V时的电阻是常温时小灯泡电阻的_______倍；某一手电筒的小灯泡与上述实验中的小灯泡相同，手电筒的开关闭合后小灯泡的电功率_______（填字母代号）。
A.一直增大 B.一直减小 C.先增大后不变 D.先减小后不变
【答案】（1）如图：(2)最大；（3）温度；（4）10；（5）C。
【解析】(1)采用伏安法测小灯泡电阻，滑动变阻器与待测灯泡串联在电路，电压表测量小灯泡两端电压，电路图如图所示：
。
(2)在测量灯丝的电阻时，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处，保障实验安全。
由于温度对灯丝电阻有较大影响，故每次测量时，电表指针稳定后立即读数并断开开关，目的是为了控制灯丝的温度不变。
(3)根据灯丝I-U图像可知，常温时小灯泡电阻为：
而由表中数据可知，小灯泡两端的电压为3V时的电阻是10W，故是常温时小灯泡电阻的10倍。
由图表可知，若某一手电筒的小灯泡与上述实验中的小灯泡相同，手电筒的开关闭合后小灯泡的电功率先增大，之后再保持不变。故选C。
15.（2020·重庆）图15甲是“探究电流与电压关系”的实验电路，三个小组的同学分别用5Ω,10Ω.15Ω的定值电阻进行探究。
（1)请用笔画线代替缺少的2根导线，将图15甲的电路连接完整(要求:导线不能交叉，滑片P向B端移移动时，电路中的电流变大)。
（2正确连接电路,闭合开关， 移动滑片P,发现电流表无示数，电压表有示数，可能的故障是定值电阻R (选填断路”或“短路");排除故障后，缓慢移动滑片P到某位置时，电压表的示数如图5乙所示，为 V。
(3)将不同小组的可数据汇总后，得到表1的数据，分析可得:在电阻定的情况下，通过导体的电流和导体体两端的电压成 比。
表1：实验数据
R1
5Ω
R2
10Ω
R3
15Ω
U/V
0.8
1.0
15
2.0
U/V
1.2
1.8
22
2.6
U/V
1.5
1.8
2.1
2.4
I/A
0.16
0.20
0.30
0.40
I/A
0.12
0.18
0.22
0.26
I/A
0.1
0.12
0.14
0.16
(4)在进步探究” 电流与电阻的关系”实验中:
①若保持定值电阻两端的电压为1.5V不变，在表1的数据中有 可用于分析。
②为得到更多的实验数据，老师给每个小组再次提供一个30Ω的定值电阻R0，某小组在实验中，无论怎样移动滑片P都不能将R0两端电压压调为1.5V.其原因是滑动变阻器的最大值太 (选填"“大“或“小 ） 该小组组所使用的滑动变阳器的规格可能是 (选填下列选项前的字母)。
A.10Ω 3A B.20Ω 2A C.50Ω 1A
【答案】（1）连接图中滑动变阻器B接线柱以及电阻左边接线柱（作图题，需要在图中连接）；（2）断路、1.8V；（3）正；（4）2、小、B。
【解析】（1）滑动变阻器P向B端移动，电流增大，说明电阻减小，故接滑动变阻器B接线柱以及电阻左边接线柱；
（2）电流表无示数，电路极有可能断路，如果是R发生断路，因为电压表内阻极大，则电压表有示数且示数接近于电源电压。故断路；接线柱接0—3V，故读数为1.8V；
（3）由表格可知：电阻相同时，电流与导体两端电压成正比；
（4）探究电流与电阻关系实验时，控制电压不变，现在需要控制在1.5V不变，由图可知，选取5Ω和15Ω时可行，故为2组；
由可知，增大R定，则需要增大R滑，现在无论如何都不能将定值电阻电压调节到1.5V，是因为滑动变阻器的最大阻值太小；
由图可知，实验选取的电源为2节干电池，故电源电压为3V，所以，实验中，选取15Ω的电阻是能达到1.5V电压的，故选择的滑动变阻器电阻大于或者等于15Ω，当选取30Ω的电阻时，说明C是可行的，A是不可能的，所以选B。
四、计算题
1.（2020·贵州黔东南）如图所示电源电压保持不变，R1=R2=R3=20Ω，当S1、S2都断开， 电流表示数是0.3A，求：
(1)电源电压；
(2)S1，S2都闭合时，电流表示数是多少？
【答案】(1) 12V；(2) 1.2A。
【解析】(1) S1、S2都断开时，电路为R1和R2的串联电路，电源电压为
(2) 当S1、S2都闭合时，电路电阻R2被短路，电路为R1、R3组成的并联电路，电流表示数是
答：(1)电源电压为12V；(2)S1，S2都闭合时，电流表示数是1.2A。
2.（2020·贵州黔西南）一根粗细均匀的镍铬合金丝，将其接入电压为6V的电源上，通过的电流为0.3A。求：
(1)这根镍铬合金丝的电阻；
(2)通电1min消耗的电能；
(3)若将这根镍铬合金丝对折后一起接入原电源上，电路中的总电流为多大?
【答案】(1)；(2)；(3)12A。
【解析】(1)由欧姆定律可知，这根镍铬合金丝的电阻为：
(2)通电1min消耗的电能为：
(3)将这根镍铬合金丝对折后，合金丝的横截面积变为原来的2倍，长度变为原来的一半，所以电阻变为原来的，此时电阻变为：
此时电路中的总电流为：
答：(1)这根镍铬合金丝的电阻为20Ω；(2)通电1min消耗的电能为108J；(3)将这根镍铬合金丝对折后一起接入原电源上，电路中的总电流为1.2A。
3.（2020·山东聊城）如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S1、S2，将滑动变阻器的滑片P移到a端时，灯泡正常发光，电压表V的示数为6V，电流表A2的示数为0.4A。只闭合开关S1。将滑动变阻器的滑片P移到b端时，电流表A1的示数为0.2A，灯泡的实际功率为0.4W（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。求：
(1)电阻R1的阻值；
(2)灯泡L的额定功率；
(3)滑动变阻器R2的最大阻值。
【答案】(1)15Ω；(2)3.6W；(3)20Ω。
【解析】(1)闭合开关S1、S2，滑动变阻器的滑片P移到a端时，电阻R1和灯泡L并联，电压表测电阻R1两端的电压，电流表A2测通过电阻R1的电流，所以电阻R1的阻值
(2)闭合开关S1、S2，滑动变阻器的滑片P移到a端时，电阻R1和灯泡L并联，灯泡正常发光，则灯泡的额定电压为6V，只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P移到b端时。滑动变阻器和灯泡串联，电流表A1测电路中的电流，则灯泡的灯丝电阻
灯泡L的额定功率：
(3)滑动变阻器的滑片P移到b端时阻值最大，只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P移到b端时，电路中的总电阻：
滑动变阻器R2的最大阻值：R2=R总-RL=30Ω- 10Ω=20Ω
答：(1)电阻R1的阻值是15Ω；(2)灯泡L的额定功率是3.6W；(3)滑动变阻器R2的最大阻值是20Ω。
4.（2020·山东泰安）小明观察到高速公路进出口处设有测量货车重力检测装置，他利用学过的物理知识设计了一套测量货车重力的模拟装置，其工作原理如图甲所示。OAB为水平杠杆，OB长1m，O为支点，OA∶AB=1∶4，平板上物体所受重力大小通过电流表读数显示。已知定值电阻R0的阻值为10Ω，压力传感器R固定放置，R的阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示。平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。
(1)当电池组电压U0＝12V，平板上物体所受重力分别是80N和100N时，闭合开关S，分别求出电流表的读数；
(2)电池组用久后电压变小为U1，这时平板上物体重100N时，电流表读数为0.3A，求U1的大小；
(3)在第(2)问情况中，电池组电压大小为U1，要求平板上重为100N的物体对应的电流表读数和电池组电压U0＝12V的情况下相同，小明采取了两种解决办法：
①其它条件不变，只更换电阻R0，试求出更换后的R0′的大小。
②其它条件不变，只水平调节杠杆上触点A的位置，试判断并计算触点A应向哪个方向移动？移动多少厘米？
【答案】(1)0.3A和0.4A；(2)9V；(3)①2.5Ω；②触点A应向左移动，移动3厘米。
【解析】(1)由杠杆平衡条件可知，当
FA1＝80N，FA2＝100N
时
FA1·OA＝FB1·OB
80N·OA＝FB1·OB
FA2·OA＝FB2·OB
100N·OA＝FB2·OB
由题意可知
OA∶AB=1∶4
OA∶OB=1∶5
解得
FB1＝16N，FB2＝20N
由R的阻值随所受压力F变化关系图象得
R1＝30Ω、R2＝20Ω
由欧姆定律得
I1==0.3A
I2==0.4A
(2)U1的大小
U1=IR总2=I0(R2＋R0)＝0.3A×(20Ω+10Ω)=9V
(3)①其它条件不变，只更换电阻R0为R0′，由题意得
U1=I2R总2′=I2(R2＋R0′)
9V=0.4A×(20Ω+R0′)
解得
R0′＝2.5Ω
②其它条件不变，只向左调节A触点Lcm，压力传感器阻值为R3
U1=I2R总3=I2(R3＋R0)
9V=0.4A×(R3＋10Ω)
解得
R3＝12.5Ω
从图象可知FB3＝23N，由杠杆平衡条件
FB3·OB＝FA2·(OA＋L)
23N×1m＝100N×(×1m＋L)
解得
L＝3cm
答：(1)平板上物体所受重力分别是80N和100N时，闭合开关S，电流表的示数分别为0.3A和0.4A；(2)U1的大小是9V；(3)①其它条件不变，只更换电阻R0，更换后的R0′的大小是2.5Ω；②其它条件不变，只水平调节杠杆上触点A的位置，触点A应向左移动，移动3厘米。
5.（2020·四川雅安）在图所示的电路中，电源电压为12V且不变，电阻R1的阻值为10Ω。
闭合开关S，求电流表的示数I。
(2)现有滑动变阻器R2，其规格为“20Ω，1.5A”、“50Ω， 1A"或“50Ω， 1.5A" 中的一个。将R1与R2分别以串联和并联的连接方式接入M、N接线柱，闭合开关S，移动滑动变阻器R2的滑片，观察不同连接方式中电流表的两次示数分别是2.5A和0.2A。
（a）请通过计算判断所用滑动变阻器R2的规格；
（b）在电路元件安全工作的条件下，判断：哪种连接方式中滑动变阻器的最大电功率较大，求出该最大电功率P。
【答案】(1)1.2A；(2)（a）50Ω，1.5A；（b）并联 ，18W。
【解析】(1)根据欧姆定律知，电流表的示数为：
(2)（a）当R1与R2串联时，I串=0.2A，则总电阻：
此时R2的电阻：
当R1与R2关联时，I并=2.5A，则有：
此时通过R2的电流：I2=I并-I=1.3A
由串联和并联时求出的R2和I2可知，所用R2的规格为“50Ω， 1.5A”。
（b）当R2与R1并联在电路中，且允许通过最大电流为1.5A时，R2的电功率最大，此时，P=UI=12V×1.5A=18W
答：(1)电流表的示数为1.2A；(2)（a）所用滑动变阻器R2的规格50Ω，1.5A；（b）并联时最大电功率18W。
6.（2020·新疆）如图所示的电路中，电源电压为6 V，闭合开关S后，通过电阻R1的电流为1 A，通过电阻R2的电流为2 A。求：
(1)通过电流表的电流；
(2)电路的总电阻；
(3)整个电路在10 s内产生的热量。
【答案】(1) 3 A；(2) 2 Ω；(3) 180 J。
【解析】(1)两个电阻并联，电流表测量是并联电路干路的电流，其大小为
(2)电路的总电阻为：
(3)整个电路在10s内产生的热量为：
答：(1)通过电流表的电流为3A；(2)电路的总电阻为2Ω；(3)整个电路在10 s内产生的热量为180J。
7．（2020·安徽）有一个量程为 0～1mA 的小量程电流表 G，内阻 Rg＝30Ω，选择一定值电阻 R0 与它并联起来，如图所示。将 A、B 两端接入电路（图中 I 表示电流表 G 与电阻 R0 并联后的总电流）。
（1）调节电路，使电流表的指针指在最大刻度处（即 1mA），这时电流 I 为 0.6A，求电阻 R0 的值（计算结果保留两位小数）；
（2）继续调节电路，使电流表的指针指在刻度盘中央 （即 0.5mA），此时电流 I 变为多少？
【解析】（1）小量程电流表满偏电压：Ug=IgRg=1.0×10－3A×30Ω=0.03V
小量程电流表 G 与 R0 并联：U0=Ug= U并=0.03V
I0=I－Ig=0.6A－0.001A=0.599A
电阻 R0 阻值：
（2）小量程电流表 G 与 R0 并联，
由已知得：Ig'=0.5mA，Ug'= IgRg=0.5×10－3A×30Ω=0.015V
此时总电流为：
8.（2020·四川甘孜州）如图所示电路中，电压恒定不变，灯泡L的规格为“9V 9W”（忽略温度对其电阻的影响），为定值电阻，滑动变阻器的规格为“3A 12Ω”。 当开关S、S1闭合，开关S2断开，将滑动变阻器的滑片P滑到a端时，电流表的示数为0.75A；将滑动变阻器的滑片P滑到ab中点时，电流表的示数为0.5A。求∶
(1)灯泡的电阻；
(2)电源电压和的阻值；
(3) 当开关S、S1、 S2闭合，将滑片P调到a端，电路的总功率。
【答案】(1)9Ω；(2)9V，12Ω；(3)15.75W。
【解析】(1)由可得，灯的电阻
(2)开关S、S1闭合，开关S2断开，将滑动变阻器的滑片P滑到a端时，滑动变动器被短路，电路中只有接入电路，则有： ①
开关S、S1闭合，开关S2断开，滑动变阻器的滑片P滑到ab中点时，与滑动变阻器串联，则有
②
联立①②解得
，
(3)当开关S、S1、S2闭合，将滑片P调到a端时，滑动变阻器被短路，与灯泡L并联，则并联后的总电阻为：
由可得，电路消耗的总功率：
答：(1)灯泡的电阻为9Ω；(2)电源电压为9V，的阻值为12Ω；(3) 当开关S、S1、S2闭合，将滑片P调到a端，电路的总功率为15.75W。
9.（2020·重庆B）如图所示，电源电压不变，定值电阻R1阻值为10Ω，定值电阻R2阻值为20Ω，当开关S闭合后，电流表为0.2A。求：
(1)R1两端的电压；
(2)在10s内，电流通过R2做的电功。
【答案】(1)2V；(2)8J。
【解析】(1)由图可知，两电阻串联，由欧姆定律可知，R1两端的电压
(2) R2两端的电压：
在10s内，电流通过R2做的电功：
答：(1) R1两端的电压是2V；(2)在10s内，电流通过R2做的电功是8J。
10．（2020•岳阳）某物理兴趣小组设计了一个拉力传感器，工作原理如图所示。其中M、N均为绝缘材料。
将N固定在地面上，P、Q间是可伸缩导线（电阻不计），弹簧上端M和滑动变阻器R2的滑片固定在一起，电源电压为12V，拉力F竖直向上。闭合开关S，当拉力为10N时，电流表示数为1A，电压表的示数为2V。
（1）拉力F为10N时，求R2接入电路的阻值大小；
（2）拉力F为10N时，求10s内R1产生的热量；
（3）已知拉力F的大小与滑动变阻器R2接入电路的阻值大小成正比例关系，即：F= kR2，求k得数值；拉动M，当电压表示数为8V时，求拉力F的大小。
【解析】（1）R2接入电路的电阻R2=U2I2=2V1A=2Ω。
（2）电阻R1的阻值，R1=U1I1=12V-2V1A=10Ω。
通电10s电阻R1产生的热量Q=I2R1t=(1A)2×10Ω×10 s=100J。
（3）由于F=kR2，所以 k=FR2=10N2Ω=5N/Ω
当电压表的示数为U2=8V时，U1=U-U2=12V—8V=4V，通过电路中的电流
I=U1R1=4V10Ω=0.4A，R2串入电路中的电阻，R2|=U2I=8V0.4A=20Ω。
拉力F的大小F=kR2=5N/Ω×20Ω=100N。
答：（1）R2接入电路的电阻为2Ω；（2）R1产生的热量为100J；（3）k=5N/Ω，F=100N。
一、选择题
1.（2020·四川甘孜州）小刚用图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”，在此实验过程中，当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后，为了探究上述问题，他应该采取的唯一操作是（ ）。
A. 保持变阻器滑片不动 B. 将变阻器滑片适当向左移动
C. 将变阻器滑片适当向右移动 D. 适当增加电池的节数
【答案】C。
【解析】当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后，根据串分压的知识可知，电压表的示数变大，此时应该增大滑动变阻器的阻值，将滑片适当向右端滑动，使电压表的示数与原来相同。
故选C。
2.（2020·贵州黔东南）如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压保持3V不变，闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，下列说法不正确的是 ( )。
A. 定值电阻 R1的阻值是5Ω；
B. 滑动变阻器的阻值范围是0~10Ω；
C. 当滑片P移到b端时，电路消耗的总功率为1.8W；
D. 若滑动变阻器R2出现接触不良时，电流表示数为0， 电压表示数为3V
【答案】C。
【解析】A．由图甲可知，两电阻串联，电压表测量R2两端的电压，电流表测量电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的阻值为0时，电路中电流最大，由图乙可知最大电流为0.6A，可得电源电压为：
因串联电阻中总电压等于各分电压之和，所以，电源电压为
因电源电压不变，所以，
所以可得：
故A正确，A不符合题意；
B．当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，由图乙可知，电流为0.2A，电压表示数为2V，滑动变阻器的最大阻值为：
所以，滑动变阻器的阻值范围是 0~10Ω，故B正确，B不符合题意；
C．当滑片P移到b端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大为10Ω，因为电阻R1的阻值为5Ω，所以此时电路中的总功率为
故C错误，C符合题意；
D．若滑动变阻器R2出现接触不良时，即R2断路时，电路是串联电路，整个电路断路，所以电流表示数为0，此时电压表测量的就是电路总电压，总电压由选项A分析可知
所以电压表的示数为3V，故D正确，D不符合题意。
故选C。
3.（2020·湖南常德）用电器R1和R2上都标有“6V”字样，它们的电流随电压变化关系如图所示。下列说法不正确的是（ ）。
A. R1和R2阻值不随温度的变化而变化；
B. R1:R2=2: 1；
C. R1和R2并联在4V电源上，通过电流I1:I2=2:1；
D. R1和R2并联在4V电源上，消耗总功率为1.2W
【答案】C。
【解析】A．由图像可知，两条线都是直线电压和电流的比值是一个定值，所以R1和R2的阻值不随温度的变化而变化，故A正确，A不符合题意；
B．由图像可知，两条直线都过坐标原点，符合正比例函数的关系，我们取电压都为2V时，流经R1的电流为0.05A，流经R2的电流为0.1A，根据欧姆定律变形式可知，R1: R2=2: 1，故B正确，B不符合题意；
C．由选项B可知R1: R2=2: 1，R1和R2并联，加在其两端的电压相等，根据公式可知，I1:I2=1:2，故C错误，C符合题意；
D．R1和R2并联，加在其两端的电压相等都是4V，根据公式，由图可知R1=40Ω，R2=20Ω，消耗的总功率为：；
故D正确，D不符合题意。故选C。
4.（2020·湖南常德）如图在探究“电流与电阻关系”时，电源电压恒为3V，实验准备了阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的电阻，当将10Ω的电阻接入R所在位置时，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2V，再分别用5Ω、20Ω的电阻替换10Ω的电阻进行实验，下列说法正确的是（ ）。
A. 用5Ω电阻替换，滑片P应向右端移动，电流表示数变大；
B. 用5Ω电阻替换，滑片P应向左端移动，电流表示数变小；
C. 用20Ω电阻替换，滑片P应向左端移动，电流表示数变大；
D. 用20Ω电阻替换，滑片P应向右端移动，电流表示数变小
【答案】D。
【解析】题目要探究的是：电流与电阻的关系，接入10Ω的电阻时，电压表的示数为2V，此时变阻器两端的电压为1V，即定值电阻与变阻器的电压之比为2:1，用5Ω或20Ω的电阻替换10Ω的电阻时，电压表的示数应保持不变，即定值电阻与变阻器的电压之比保持为2:1，若用5Ω的电阻替换，据串联电路的分压特点，则变阻器接入电路的阻值应变小，那么滑片P应向左移动，此时电路中的电流变大；若用20Ω的电阻替换，则变阻器接入电路的电阻应变大，那么滑片P应向右移动，此时电路中的电流变小，故ABC错误，D正确。
故选D。
5.（2020·江苏泰州）如图甲所示电路，电源电压恒为6V，滑动变阻器R的规格为“25Ω、1A”，电流表量程选择“0~0.6A”，电压表量程选择“0~3V”，小灯泡上标有“4.5V、0.3A”字样，其I-U图像如图乙所示，闭合开关S，为保证电路安全，在移动滑片P的过程中，下列选项正确的是（ ）。
A. 电路的最大功率是3.6W；
B. 小灯泡的最小功率是0.75W；
C. 电流表的最小示数是0.15A；
D. 电流表的最大示数是0.4A
【答案】B。
【解析】AD．由图可知，小灯泡与滑动变阻器串联，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；题意可知，为保证电路安全，电路中允许通过的最大电流是0.3A，即电流表的最大示数是0.3A，电路的最大功率是：
故AD错误；
BC．由串联电路的分压特点可知，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，滑动变阻器两端的电压最大时，灯泡两端的电压最小，而且此时流过小灯泡的电流也最小，即电流表的示数最小；即当电压表的示数为3V时，小灯泡的电功率最小，此时小灯泡两端的电压为
由图乙可知，此时流过小灯泡的最小电流是0.25A，小灯泡的最小功率是：
故B正确；C错误。故选B。
6.（2020·四川成都A）图是R1、R2两电阻的U-I图像。将R1、R2并联后接入电路，结合图中信息可知（ ）。
A. R1的阻值比R2的阻值小；B. 通过R1、R2的电流相等；
C. R1的电压比R2的电压小；D. R1的功率比R2的功率小
【答案】D。
【解析】A．图中R1的斜率更大，所以R1的阻值更大，故A错误；
B．两电阻并联，而两电阻阻值不同，所以通过R1、R2的电流不同，故B错误；
C．两电阻并联，所以两电阻两端电压相同，故C错误；
D．根据可得，R1的功率比R2的功率小，故D正确。
故选D。
7.（2020·四川成都A）如图所示电路，电源电压U恒定。当A、B间接入标有“3V、1.5W”字样的灯泡L(忽略灯丝电阻变化)，闭合S、S1、S2，断开S3，滑片P移到某一位置时电流表示数为I，再向上移动一段距离，R的阻值变化了5Ω，电流表示数变化了0.1A，L恰好正常发光；当A、B间换接为R3，闭合S、S3断开S1、S2，电压表示数为U2，R1的功率为P1，R2的功率为P2，P1≠P2，电路的总功率为5W。R1、R2、R3均为定值电阻，每个电阻的阻值只有2Ω、5Ω、7Ω、9Ω这四种可能。下列结论正确的是（ ）。
A. I=0.4A B. U=12V
C. U2可能是2.5V D. P1可能是2.25W
【答案】AD。
【解析】AB．当A、B间接入标有“3V、1.5W”字样的灯泡L(忽略灯丝电阻变化)，闭合S、S1、S2，断开S3，灯泡和变阻器串联，电压表测量变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流，灯泡的电阻；RL==6Ω
灯泡正常发光的电流：IL==0.5A
向上移动一段距离，变阻器连入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，由欧姆定律可知通过电路的电流变大，由题意可知
R′=R-5Ω①
IL-I=0.1A
0.5A-I=0.1A
I=0.4A
②
③
由①②③得到：R=19Ω，U=10V
故A正确，B错误；
CD．当A、B间换接为R3，闭合S、S3断开S1、S2，电阻R1、变阻器R2和电阻R3串联，电压表测量变阻器两端电压，电流表测量电路中的电流，电路的总功率为5W，电路中的电流：I总=
总电阻：R总==20Ω
R1的功率为P1，R2的功率为P2，P1≠P2，串联电路中各处的电流相等，由P=I2R可知R1和R2的阻值不相等，每个电阻的阻值只有2Ω、5Ω、7Ω、9Ω这四种可能，由串联电路电阻的规律可知要得到：R总=R1+R2+R3=20Ω
可知：
R1=2Ω或R1=9Ω
R2=9Ω或R2=2Ω
R3=9Ω
电压表示数为U2的示数
U2=I总R2=0.5A×9Ω=4.5V
或
U2=I总R2=0.5A×2Ω=1V
R1的功率为
P1=I总2R1=(0.5A)2×2Ω=0.5W
或
P1=I总2R1=(0.5A)2×9Ω=2.55W
故C错误，D正确。故选AD。
8.（2020·四川南充）如图甲所示滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电流表和电压表示数变化的规律如图乙所示。则以下说法正确的是（ ）。
A. R0的阻值为10Ω；
B. 滑动变阻器的最大阻值为60Ω；
C. 电源电压为8V；
D. 滑片在滑动的过程中，滑动变阻器的最大功率为0.9W
【答案】AD。
【解析】ABC．当滑片P在a端时，电路为R0的简单电路，电路中的电流最大，由图乙可知，电路中的最大电流I大=0.6A，则电源的电压：U=I大R0=0.6A×R0①
当滑片位于b端时，R0与R串联，电流表测电路中的电流，电压表测R两端的电压，此时电路中的电流最小，由图乙可知，电路中的电流：I小=0.1A，UR=5V
滑动变阻器的最大阻值：=50Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电源的电压
U=I小(R0+R)=0.1A×(R0+50Ω)②
由①②得到：0.6A×R0=0.1A×(R0+50Ω)，R0=10Ω
电源电压：U=I大R0=0.6A×10Ω=6V
D．滑动变阻器的功率：P=
当R=R0时，变阻器的功率最大，最大功率为：
P最大==0.9W
故D正确。故选AD。
9.（2020·四川雅安）在如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，滑动变阻器R2上标有“20Ω 0.5A"，当滑片P由c点移到a端的过程中，电压表示数U随滑动变阻器R2接入电路的阻值变化情况如图乙所示，R1的最小功率是0.4 W。在保证电路元件安全的条件下，下列说法正确的是（ ）。
A. 电源电压为5 V B. R1的阻值为20Ω
C. R2接入电路的最小阻值为2Ω D. R2的最小功率是0.8 W
【答案】C。
【解析】由图甲所示电路图可知，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测定值电阻R1两端电压；
A．由于R1是定值电阻，根据P=I2R可知，电路中电流最小时R1的功率最小，当电流最小时滑动变阻器连入电路的电阻最大，则由图乙知，滑动变阻器连入电路的电阻为20Ω，此时电压表的示数为2V，根据P=UI可得，此时电路的电流：
根据和串联电路的电压特点可得电源电压：
故A错误；
B．根据可得R1的阻值：，故B错误；
C．由于滑动变阻器R2上标有“20Ω0.5A”，则电路中的最大电流为0.5A，根据可得最小总电阻：
则此时滑动变阻器的最小阻值为：
故C正确；
D．由前面解答可知，电路中电流的取值范围为0.2A∼0.5A，滑动变阻器消耗的功率
所以当时，即I=0.3A时，R2的功率最大P最大=0.9W；根据前面推出的变阻器消耗功率与电流的二次函数表达式作出P−I图像，如图所示：
根据图像可知，当电流最大为0.5A时，滑动变阻器消耗的电功率最小，滑动变阻器消耗的最小电功率：
故D错误。故选C。
10．（2020·四川遂宁）如图甲是小明设计的自助探究实验电路，灯泡L在安全范围内的伏安特性曲线如图乙，电源电压恒为4.5V，滑动变阻器R的最大阻值20Ω，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～3V．下列是小明对此电路通过计算分析作出的几个判断，其中正确的是（ ）。
A．变阻器滑片右移时电流表示数变大，电压表示数变大，灯泡亮度变亮 ；
B．交阻器滑片右移时电流表示数变小，电压表示数变小，灯泡亮度变暗 ；
C．为保证电路各元件安全，滑动变阻器的阻值只能在5Ω～10Ω之间调节；
D．在安全调节过程中滑动变阻器消耗的最小电功率是0.9W
【答案】C。
【解析】AB、变阻器与灯串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路的电流，变阻器滑片右移时，变阻器连入电路的电阻变小，由电阻的串联规律，电路的电阻变小，由欧姆定律，电流表示数变大；
根据U＝IR，灯的电压变大，根据P＝UI，灯的功率变大，灯变亮；
由串联电路电压的规律，电压表示数变小，AB错误；
CD、R的最大阻值20Ω，电流表量程0～0.6A，根据图乙知，通过灯的最大电流为0.4A，故电路的最大电流为0.4A，此时灯的电压为2.5V，由串联电路的规律及欧姆定律，变阻器的最小电阻为：R1＝＝＝5Ω；
电压表量程为0～3V，变阻器的最大电压为3V，由分压原理，此时变阻器连入电路的电阻最大，根据串联电路电压的规律，这时灯的电压U2＝4.5V﹣3V＝1.5V，由图知，灯的电流为0.3A，由欧姆定律，变阻器连入电路的最大电阻：R2＝＝＝10Ω；
为保证电路各元件安全，滑动变阻器的阻值只能在5Ω～10Ω之间调节，C正确；
D、电路的最大电流为0.4A，变阻器的最小电阻为5Ω，滑动变阻器消耗的功率为：
P变＝I12×R1＝（0.4A）2×5Ω＝0.8W，故D错误。
故选：C。
11.（2020·新疆）如图所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器R1、R2的滑片可移动的最大距离相等。开始时，R1、R2的滑片均位于变阻器的正中间，开关闭合后，电路的总功率为0.4 W。若将R1的滑片向左移动3 cm，R2的滑片向右移动3 cm，电路的总功率变为0.3 W；若将R1、R2的滑片从正中间均向右移动3 cm，电路的总功率变为0.5 W。已知滑动变阻器电阻丝的阻值与其长度成正比，则滑动变阻器R1的最大阻值与R2的最大阻值之比为（ ）。
A. 3∶1 B. 4∶1 C. 5∶1 D. 6∶1
【答案】B。
【解析】设R1、R2的最大阻值分别为R1、R2，设两个变阻器滑片可移动的距离为acm，则滑片移动3cm时，其连入电路电阻的变化量为最大阻值的倍。
由公式可得R1、R2的滑片均位于变阻器的正中间时
……①
将R1的滑片由中间向左移动3 cm，R2的滑片由中间向右移动3 cm时
……②
将R1、R2的滑片从正中间均向右移动3 cm时
……③
①:②可得
a=18cm
将a=18cm分别代入②与③中，将两式相除，整理得
R1:R2=4:1
选项A、C、D错误，不符合题意；选项B正确，符合题意
故选B。
12.（2020·江苏连云港）如图甲所示电路中，R为定值电阻，R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图像。下列说法正确的是（ ）。
A. 电源电压为3V B. 电压表的最大示数为2V
C. 整个电路功率变化了0.1W D. 电流表的示数变化了0.4A
【答案】D。
【解析】ABD．由图可知，当P在最左端时，R1全部接入电路并与R串联，电压表测R1两端的电压，由图乙可知，变阻器的最大阻值是20Ω，其对应的功率是0.8W，由串联分压可知变阻器两端的电压最大，电压表的最大示数
U最大=
最小电流：I最小==0.2A
当变阻器接入电路的电阻为R时，其消耗的电功率最大
P=I2R=
当R=R1=10Ω
时，其电功率最大，由图可知变阻器的最大功率0.9W，通过电路的电流
I==0.3A
电源电压：U=I(R+R1)=0.3A×(10Ω+10Ω)=6V
当变阻器的滑片滑动到阻值最小处，只有R接入电路，电路中最大电流
I最大==0.6A
电流表的示数变化了：ΔI=I最大-I最小=0.6A-0.2A=0.4A
故AB错误，D正确；
C．整个电路功率的变化量：ΔP=UΔI=6V×0.4A=2.4W
故C错误故选D。
13.（2020·重庆B）如图甲所示的电路，电源电压不变，L是标有“4Ｖ”字样的灯泡，定值电阻为60Ω，两个电流表的量程均为0-0.6A，电压表的量程为0-15V，图乙是小灯泡L的电流随其电压变化的图像。当S闭合，S1、S2断开，将滑片P移到变阻器R的中点时，小灯泡Ｌ恰好正常发光，电压表示数为5V。下列说法正确的是（ ）。
A. 电源电压为5V；
B. 变阻器R的最大阻值为10Ω；
C. 移动滑片P当灯泡L的功率为1W时，变阻器R接入的阻值为6.25Ω；
D. 当S、S1、S2都闭合，为保证电路安全，变阻器R消耗的最大功率为4.05W
【答案】D。
【解析】A．当S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，将滑片P移到变阻器R的中点时，小灯泡L恰好正常发光，此时灯泡两端的电压为4V，电压表示数为5V（即变阻器的电压为5V），由串联电路的电压规律可得，电源电压为：；故A错误；
B．当S闭合，S1、S2断开，滑片P移到变阻器R的中点时，灯泡正常发光，根据图乙可知，此时通过灯泡的电流为0.5A，因串联电路中各处的电流相等，则由欧姆定律可知，产生滑动变阻器接入电路的电阻为：
则滑动变阻器的最大阻值为：，故B错误；
C．移动滑片P，当灯泡L的功率为1W时，根据乙图可知，此时灯泡两端的电压为2.5V，电路中的电流为0.4A，根据串联电路的电压规律可知，此时滑动变阻器两端的电压为
由欧姆定律可得，此时滑动变阻器接入电路电阻为：
故C错误；
D．当S、S1、S2都闭合，滑动变阻器和定值电阻并联，电流表A测干路中的电流，电流表A1测通过定值电阻的电流；两个电流表的量程均为0～0.6A，所以干路中的最大电流为；通过定值电阻的电流为：
根据并联电路电流特点可知，通过滑动变阻器的最大电流为：
则滑动变阻器R消耗的最大功率为：
故D正确。故选D。
14.（2020•岳阳）如图所示，电源电压不变，a、b、c为电流表或电压表。只闭合S1时，a表无示数，b表有示数，c表有示数且示数随滑片P的移动发生变化。则：
A．a表是电压表；
B．先闭合S1、S2，再闭合S3，a表示数无变化；
C．S1、S2 、S3都闭合，移动滑片P, a、 b两表示数无变化；
D．S1、S2、S3都闭合，b表示数除以a表示数等于电阻R1的阻值
【答案】C。
【解析】只闭合S1时，a表无示数，b表有示数，c表有示数且示数随滑片P的移动发生变化。分析得出， c表、a表可能是电流表，b表是电压表；先闭合S1、S2，只有R3接入电路，a表（电流表无示数），再闭合S3，电阻R1、R2、R3并联连接，a表测量电阻R1、R2的电流，所以a表（电流表）示数增大；开关S1、S2 、S3都闭合，电阻R1、R2、R3并联连接，移动滑片P,电压表b、 电流表a两表示数无变化，a表测量电阻R1、R2的电流，电压表b除以电流表a的示数等于电阻R1、R2并联的等效电阻。
综上所述，故选C。
二、填空题
1.（2020·四川甘孜州）如图所示，电源电压是3V且保持不变，S闭合后电压表示数为1V，则灯L2两端的电压为__________V； 若断开开关，电压表示数将__________（选填 “变大”“变小”或“不变”）。
【答案】（1）1；（2）变大。
【解析】由电路图知，当S闭合后，两灯串联，电压表测的是灯两端的电压，故灯两端的电压为1V。
断开开关后，电压表测电源电压，此时示数为3V，故电压表示数将变大。
2.（2020·四川甘孜州）如图是电阻A和B的I—U图像。若把二者并联后接入电路中，当通过电阻B的电流是0.2A时，通过电阻A的电流是_______A，若把二者串联后接入某电路，当通过电阻A的电流为0.3A，电阻B两端的电压是______V.
【答案】（1）0.4；（2）3。
【解析】由图可知，二者并联后接入电路中，当通过电阻B的电流是0.2A时，B两端的电压是2.0V，并联电路各支路两端电压相等，所以A两端的电压也是2.0V，由图可知，此时通过电阻A的电流是0.4A；
由图可知，二者串联后接入电路中，当通过电阻A的电流是0.3A时，串联电路电流处处相等，所以通过B的电流也是0.3A，由图可知，此时电阻B两端的电压是3.0V；
3.（2020·山东济宁）如图所示的电路中，L1、L2为两个阻值恒定的灯泡，甲、乙是连接实验室常用电流表或电压表的位置。在甲、乙位置分别接入量程不同的某种电表，只闭合开关S1，两灯均发光，两电表指针偏转角度相同。断开开关S1，在甲、乙位置分别接另一种电表，闭合开关S1和S2，两灯均发光，则此时两电表示数之比为______，灯泡L1与L2的电功率之比为______。
【答案】（1）；（2）.
【解析】从图中可以看到，只闭合开关S1，假设甲是电压表，那么两灯都不会亮，假设乙是电压表，即使有电流流过甲，灯L1也不会亮，综上所述，甲乙都是电流表，甲测的是干路电流，乙测的是支路电流，甲的电流大于乙的电流，由于两电表指针偏转角度相同，而量程不同，可得到关系式：
根据欧姆定律的变换式可得到：；
由上面三式可解得：
断开开关S1，在甲、乙位置分别接另一种电表，即甲乙都是电压表，闭合开关S1和S2，两灯泡串联，甲电压表测的是灯L1的电压，乙电压表测的是电源电压，甲电压表大小是
则此时两电表示数之比为：
灯泡L1与L2的电功率之比：
4.（2020·贵州黔东南）有一种亮度可以调节的小台灯,其电路如图甲,电源电压为24 V,灯泡L的额定电压为24 V,通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙,当灯泡正常发光时,灯丝的电阻为____ Ω。调节滑动变阻器R,使灯泡的实际功率为1.2 W时,滑动变阻器R连入电路的阻值是____ Ω。观察图象发现灯泡L的电阻是在增大的,这是因为__________________。
【答案】（1）60；（2）90；（3）灯丝电阻随温度的升高而增大。
【解析】灯泡两端的电压为24V时,灯泡正常发光,由图乙可以知道此时通过灯泡的电流IL=0.4A,
根据欧姆定律可得,此时灯丝的电阻: ;
(2)由图乙可以知道,当灯泡两端的电压为6V,通过的电流为0.2A时,灯泡的实际功率为1.2W,
因串联电路中总电压等于各分电压之和, 所以,灯泡的实际功率为1.2W时,滑动变阻器两端的电压, 串联电路中各处的电流相等,由欧姆定律可得,滑动变阻器R连入电路的阻值:
(3)在材料、长度和横截面积一定时,灯丝电阻还与温度有关,并且灯丝电阻随温度的升高而增大。
因此，本题正确答案是:60;90;灯丝电阻随温度的升高而增大。
5.（2020·山东聊城）小明用如图所示的电路“探究电流与电压的关系”，所用电源电压为4.5V，闭合开关S时，发现电压表无示数，但电流表有示数，电路故障可能是电阻R1______（选填“断路”或“短接”）。排除故障后，他移动滑动变阻器的滑片，发现当电压表示数是1.2V时，电流表示数是0.30A；继续移动滑片，使电压表示数从1.2V增加到2.4V，那么该过程中滑动变阻器R2连入电路的阻值减小了______Ω。
【答案】（1）短接；（2）7.5。
【解析】如图所示电路串联，电压表测定值电阻R1两端电压，电流表测电路电流，闭合开关S时，发现电流表有示数，说明电路中有电流通过，故障不可能为断路；电压表无示数，说明电压表测量部分短路，即电阻R1被短接。
当电压表示数是1.2V时，电流表示数是0.30A时，由可得定值电阻R1阻值
根据串联分压可得此时滑动变阻器R2两端电压：
则由可得此时滑动变阻器接入阻值：
继续移动滑片，使电压表示数从1.2V增加到2.4V，则定值电阻R1两端电压为2.4V，此时电路电流为：
根据串联分压可得此时滑动变阻器R2两端电压：
则由可得此时滑动变阻器接入阻值：
则该过程中滑动变阻器R2连入电路的阻值减小了：
。
6.（2020·四川成都A）图甲所示电路，闭合开关S，滑片P从a向b移动的过程中，小灯泡的亮度_________；当P移动到b端时，电压表的指针位置如图乙所示，则此时灯泡两端的电压为_____________V。
【答案】（1）变暗；（2）1.7。
【解析】此电路为串联电路，滑动变阻器滑片P从a向b移动的过程中，阻值变大，电流变小，所以灯泡变暗。
电压表连接0~3V量程，分度值为0.1V，电压表读数为1.7V。
7.（2020·河南）在图 4 所示的电路中，电阳 R 为 60Ω,电源电压不变。把"6V 3W"的小灯泡接在 AB 间,CD 间接电流表,闭合开关 S,小灯泡正常发光，则电源电压为 V,电流表的示数为 A。如果把这个小灯泡接在CD 间，AB 间接电压表，闭合开关 S，若灯丝电阻与正常发光时相同，则电压表的示数为 V
【答案】6V、1.5A、2V。
【解析】（1）灯泡接在 AB 之间，电路为并联电路，此时小灯泡正常发光，所以电压为额定电压 6V。
（2）电流表接在 CD 之间，测量干路电流，其中 R 的电流 I1=U/R=6V/6Ω=1A，小灯泡的电流为
I2=P/U=3W/6V=0.5A, 所以干路电流 I=1A+0.5A=1.5A
（3）改换电路后小灯泡和电阻 R 串联，电压表测量 R 两端的电压
小灯泡的电阻 RL=U2/P=12Ω，串联分压可得：UR：UL=R：RL，且 UR+UL=6V,由此可得 UR=2V。
8.（2020·四川成都A）实验小组利用图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。实验过程中，电阻箱阻值由50调为90，电压表示数会_________，要继续探究，应该将滑片P向______移。
【答案】（1）变大；（2）右。
【解析】从图中可以看到，这是一个串联电路，电阻箱阻值由50调为90，电阻值在变大，根据串联电路的分压原理可知，电阻箱两端的电压在变大，即电压表示数会变大。
探究“电流与电阻的关系”需要保持电阻两端的电压不变，要继续探究，那么滑动变阻器接入电路的电阻应该变大，从图中可看到，应该将滑片P向右移动。
三、实验探究题
1．（2020·安徽）一小灯泡额定电压为 2.5V，图 a 是测量其电阻的实验电路图。
（1）请按照图 a，将图 b 中的实物电路连接完整；
（2）闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表示数为 2.50V 时，小灯泡正常发光，电流表示数如图 c 所示，则此时通过小灯泡的电流为__________A；
（3）调节滑动变阻器，让小灯泡两端的电压逐渐减小，会发现灯泡变暗直至完全不发光。可以猜想此过程中灯丝的温度________（选填“升高”、“不变”或“降低”）；
（4）测量数据如下表所示。
分析表中数据，可以发现小灯泡两端的电压越低，其灯丝的电阻越__________。
【答案】（1）如图； （2）0.28；（3）降低；（4）小。
【解析】（1）由图 a 可知，滑片向左移动时滑动变阻器的阻值变大，所以滑动变阻器的下接线柱接 B；电流表的量程选择 0－0.6A（参考图 c）；
（2）电流表的分度值是 0.02A，故电流表的示数是 0.28A； （3）灯泡变暗说明灯泡的实际功率变小，即灯丝的发热功率变小，单位时间内产生的热量变少，灯丝的温度降低；
（4）根据表格中的数据可以算出，随着小灯泡两端电压的降低，灯丝的电阻变小；故小灯泡两端的电压越低，其灯丝的电阻越小。
2.（2020·河南）某实验小组探究电流与电压和电阻的关系。实验中电源电压恒为 3V，滑动变阻器最大阻值为 20Ω。
（1）他们先用 5Ω 的定值电阻探究电流与电压的关系，实验电路图如图 13 所示。
①请根据图 13 的电路图把图 14 的实物电路连接完整。
②连接完毕后,小丽建议要对电路进行检查后再闭合开关，请你提出其中一项需要检查的内容: 。
③检查完毕后，闭合开关，调节滑动变阻器，记录了 5 组数据。测第 6 组数据时，电压表的示数为 2.6 V,
电流表的示数如图 15 所示。请在图 16 的坐标系中描绘出第 6 组数据对应的点,并根据描出的 6 个数据点画出定值电阻的I-U 图像。
④分析断出的 I-U 图像可得出结论：在电阻一定时， 。
⑤为了使结论具有普遍性，还应进行的操作是： 。
（2）接着他们在原有 5 Ω 定值电阻的基础上，又准备了阻值为 10Ω、15Ω、20Ω 的三个定值电阻，以探究电压一定时电流与电阻的关系。为了控制电压不变，每次更换定值电阻后需要调节滑动变阻器，使定值电阻两端的电压达到相同的值。这个电压控制在多少合适呢?实验小组的同学分别提出了 0.5V、1V 和 2V 三个电压值，为使实验顺利进行，大家进行了分析与讨论，你认为应选这三个电压值中的 V。
【答案】（1）①如图；②滑动变阻器是否在最大阻值处；③如图；④电流与电压成正比。⑤更换阻值不同的定值电阻进行多次实验；（2）2V。
【解析】（1）
①滑动变阻器遵循“一上一下”链接原则，并且根据电路图，滑片向左移动，滑变电阻变小，滑变右上已经连接，所以应该连接左下接线柱，导线另一端可以连接到定值电阻右侧，或者电压表 3V 接线柱上。
②电路闭合前要检查滑动变阻器是否在最大阻值处，防止电路中电流过大损坏电路元件。
③根据读数，电流为 0.52A，图像如上图。
④根据图像可知，当电阻一定是，通过导体的电流与导体两端电压成正比。
⑤为了具有普遍性，我们应该更换阻值不同的定值电阻，多次实验
（2）根据串联分压原则，滑动变阻器最大阻值为 20Ω，定值电阻最大阻值为 20Ω，电源电压为 3V，所以，当定值为 20Ω 时，最小电压为 1.5V，故定值电阻只能选择 2V 的电压保持不变。
3.（2020·贵州黔东南）某学习小组在“探究通电导体中的电流与电阻的关系”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)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整；（要求：滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中电流变大；导线不得交叉）（ ）
(2)连接好电路，闭合开关，发现电压表示数等于电源电压，电流表有示数，移动滑片，电表示数不变，则故障为滑动变阻_________；
(3)探究通电导体中的电流与电阻的关系实验要在电压一定时进行，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________V；当R的电阻由5Ω更换为10Ω时，闭合开关后，为使R两端的电压________ （选填“改变”或“不变”），滑动变阻器的滑片应向____（选填“左”或“右”）端滑动；若实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω，为了保证完成实验，则滑动变阻器的阻值至少是________Ω。
【答案】（1）如图；（2）被短路；（3）3；（4）不变；（5）右；（6）12.5。
【解析】(1)滑动变阻器的滑片P向左移动，电路中电流变大，即电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联，如下所示
(2)连接好电路，闭合开关，电流表有示数，即电路中有电流通过，则故障类型为短路，电压表示数等于电源电压，只能是滑动变阻被短路。
(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变化的图象，由图象可知R两端的电压为：U=IR=0.6A×5Ω=3V
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即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，所以滑片应右端移动，使电压表的示数仍为3V。
电压表控制的电压为3V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压
U滑=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为12.5Ω的滑动变阻器。
4.（2020·贵州黔西南）小明用如下图所示的实验电路探究“电流与电阻的关系”。
(1)在方框内画出此实验电路图。________
(2)连接电路时，开关应处于_______状态，连接好电路后，闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于_______端。
(3)闭合开关，移动滑动变阳器的滑片P发现：电压表始终无示数，电流表有示数。其原因可能是_______（填序号）．
A．滑动变阻器断路 B．电阻R短路 C．电阻R断路
(4)排除故障后，用5Ω的电阻替换R接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数为1.5V时，电流表指针位置如图乙所示，将电流表示数填入下表中。________
(5)将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P到合适位置时，记录电流数据。此操作中调节滑动变阻器的目的是_________________。
(6)再将电阻换成15Ω，重复上述操作
(7)进行多次实验，其目的是为了得到_________________。
(8)分析表格中的数据可得出结论：_________一定时，_____________。
【答案】（1）如图；（2）断开；（3）右；（4）B；（5） 0.3；（6）使电阻R两端的电压保持不变；（7）普遍规律；（8）电压；（9）通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【解析】(1)按照实物图，先将开关，电流表、滑动变阻器，电阻串联接入电路，再将电压表并联接入电路，作电路图如图所示：
(2)接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器移到阻值最大处，即置于右端，以保护电路。
(3)闭合开关，移动滑动变阳器的滑片P，电流表有示数，说明不可能是电路断路，电压表始终无示数，说明与电压表并联的电路短路，即电阻R短路。
故选B。
(4)由图乙可知，电流表此时的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，此时电流的示数为0.3A。
(5)探究电流与电阻关系实验中，要控制电压不变，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，滑动变阻器两端的电压会变大，要节滑动变阻器的滑片P到合适位置，控制电阻R两端的电压保持不变。
(7)进行多次实验，其目的是为了得到普遍规律。
(8)分析表格中的数据，电流与电阻的乘积是定值，可得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
5.（2020·江苏泰州）在“探究电流与电压关系”实验中，小明所用电路如图所示。
(1)请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。要求：开关闭合前无需移动滑片________；
(2)闭合开关，电流表有示数，电压表无示数，小明检查发现仅导线有故障，则故障为________；
A．导线④断路
B．导线③断路
C．导线②断路
D．导线①断路
(3)排除故障后，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为1V时，读出电流表示数并记录在上表中；继续移动滑片，分别读出电阻两端电压为2V和3V时电流表的示数，并依次记录在表格中。
实验序号
U/V
I/A
①
1.0
020
②
2.0
0.40
③
3.0
0.58
(4)分析表中数据，可得出的结论是：________；
(5)实验结束，小明整理器材时发现定值电阻很热，他联想到：处理数据时，第三组数据之间的关系与前两组数据之间的关系存在差异，他和同组小华就此展开讨论，认为数据差异可能是由于________造成的。由此反思实验过程：实验时每次读取数据后要________（写具体操作），再记录数据，减小此因素对测量结果的影响。
【答案】(1)如图；(2) B；（3）见详解；（4）温度变化导致R变大；（5）断开开关。
【解析】(1)由题意可知，开关闭合前无需移动滑片，即闭合开关前，滑动变阻器需要移动到阻值最大处，如图
(2) A．若导线④断路，则电流表没有示数，故A不符合题意；
B．若导线③断路则，则电流表有示数，电压表无示数，故B符合题意；
CD．若导线①②断路，则电流表没有示数，故CD不符合题意。故选B。
(4)分析表中数据可知，当电阻的阻值一定时，电流随着电压的增大而增大，即电流与电压成正比。
(5)由欧姆定律可知，第三组数据测量出电阻的阻值是：
第二组数据测量出电阻的阻值是：
由于电阻受温度的影响，所以数据差异可能是由于温度变化导致R变大造成的。
每次读取数据后要及时断开开关，避免长时间通电导致电阻温度过高，从而对实验结果造成影响。
6.（2020·江苏泰州）本题有两小题。
(1)如图甲是小红测量小灯泡额定功率的电路图，灯泡额定电压U额=3.8V；
①闭合开关，移动滑动变阻器滑片至图甲所示位置，电压表示数为2V，为测量灯泡的额定功率，应将滑动变阻器滑片向________端（选填“A”或“B”）移动；
②当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则灯泡的额定电流I额=________A，额定功率P额=________W；
(2)小明想利用小红的实验器材测量一未知电阻Rx的阻值，发现电流表已经损坏。聪明的小明利用小红实验中小灯泡的额定电压和测得的额定电流，设计了如图丙所示的电路，测出了电阻Rx的阻值。请你帮助小明补全实验步骤：
①闭合开关S，将单刀双掷开关S1拨向触点________，移动滑动变阻器滑片，________；
②开关S仍闭合，再将单刀双掷开关S1拨向另一触点，应________（填滑动变阻器滑片位置的变化情况），读出电压表示数为U；
③写出Rx的表达式：Rx=________（用所测物理量和已知量的符号表示）。
【答案】（1） A；（2）0.3；（3）1.14；（4）2；（5）使电压表示数为；（6）保持滑片P的位置不动；（7）。
【解析】(1)①当电压表示数为3.8V时，灯泡才正常发光，由题目可知此时电压表示数为2V，所以滑动变阻器的阻值要变小，即向A端移动，使电压表示数为额定电压值3.8V。
②[根据电流表指针位置和所接量程可知，则额定功率
(2)闭合开关S，将S1拨到触点2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3.8V，此时小灯泡正常发光，电路中的电流是②再将开关S1拨到另一触点1，保持滑动变阻器的滑片P位置不动，读出电压表的示数为U；③在②中，电压表测灯与未知电阻的总电压，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，此时未知电阻Rx的电压为：
此时流过未知电阻Rx的电流为，Rx的表达式：。
7.（2020·山东聊城）小明做“测量小灯泡的电阻”实验时，使用的小灯泡额定电压为2.5V，电源电压为3V。小明现已连接了部分电路，如图甲所示。
(1)在已连接的电路中，有一不当之处是______；
(2)请用笔画线代答导线。将图甲中的电路连接完整；______
(3)当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流大小为______A。小灯泡正常发光时的电阻为______Ω（电阻的计算结果保留一位小数）；
(4)小明的实验记录和有关计算如下表所示。从表格设计看，小明计划把四次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值。他认为这样可以减小误差。你认为小明的做法是______（选填“正确”或“错误”）的。从表中数据看，不同电压下小灯泡的电阻值不同，这是灯丝电阻______影响导致的。
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值R/Ω
1
2.5
2
2.1
0.26
8.1
3
1.7
0.24
7.1
4
1.3
0.21
6.2
【答案】（1）开关闭合；（2）如图：(3) 0.28；（4）8.9；（5）错误；（6）温度。
【解析】(1)连接电路时，为了保护电路，开关要断开，图甲中开关是闭合的，是错误的。
(2)电压表和灯泡并联，如图所示：
(3)电流表的示数如图乙所示，选择小量程，分度值是0.02A，电流大小为0.28A。
灯泡正常发光时的电阻为：R=≈8.9Ω
(4)由表中数据可知，不同电压下小灯泡的电阻值不同，由于灯丝的电阻与温度有关，所以不能将四次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值，小明的做法是错误的。
8.（2020·重庆B）小倩同学在探究“电流与电压关系”的实验中，选用器材有：学生电源(电压恒为4.5V)电流表、电压表、定值电阻R，导线若干和标有“50Ω、0.5A”字样滑动变阻器。
(1)用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整_________；(要求：滑片P向D端移动时，电路中的电流变大，且导线不能交叉。)
(2)连接电路时，开关必须_________(选填“断开”或“闭合”)。在电路连接完整后，闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P移到________(选填“A”或“B”)端；
(3)闭合开关S后，移动滑片P时发现电压表无示数，电流表有示数且不断变化，则电路故障可能是定值电阻R发生了_________(选填“断路”或“短路”)；
(4)排除故障后闭合开关S，移动滑片P，当电流表的示数为0.28A时，电压表指针位置如图乙所示，则定值电阻R的阻值为_________Ω。多次改变滑动变阻器滑片P的位置，记录的实验数据如下：
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1.0
1.4
2.0
2.4
电流I/A
0.10
0.14
0.20
0.24
根据实验数据分析，可初步得出结论：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与这段导体的两端的电压成_________比；
(5)在实验过程中，滑动变阻器R接入电路的阻值不得小于_________Ω。
【答案】（1）如图；(2)断开；（2）A；（3）短路；（4）10；（5）正；（6）5。
【解析】(1)由题意可知，实验中最大的电流不超过0.3A，所以电流表选择0-0.6A的量程，而且要求滑片P向D端移动时，电路中的电流变大，即滑片P向D端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，实物图连接如图
(2)连接电路时，为了保证电路的安全，开关必须断开。
闭合开关应该将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处，即滑片P移到A端。
(3)如果定值电阻R发生短路，电路是通路，电流表有示数，电压表指针不偏转，故发生这种故障原因可能是定值电阻R处发生短路。
(4)由图乙可知，电压表的量程是0-3V，分度值是0.1V，故此时电压表的示数是2.8V；由欧姆定律得，定值电阻R的阻值为：
由表格中的数据可知，在电阻的阻值不变的情况下，通过导体的电流随着导体两端电压的增大而增大，即通过导体的电流与这段导体的两端的电压成正比。
(5)由表格中的数据可知，定值电阻R的阻值为：
当定值电阻两端电压为3V时，电路中的电流最大，为：
当电路中的电流最大时，滑动变阻器接入电路的电阻最小，为：
即滑动变阻器接入电路的阻值不得小于。
9.（2020·四川甘孜州）在“用电流表和电压表测电阻”的实验中，电路如图甲所示。
(1)开关闭合前，滑动变阻器的滑片P要移动到________ （选填“a”或“b”） 端；
(2)闭合开关，发现电流表示数为零，但电压表指针发生明显偏转，则电路发生的故障可能是以下四种中的_________
A. 处断路 B.滑动变阻器处断路 C. 处短路
(3)排除故障后，闭合开关，调整滑片P到某一位置后，若两表的示数分别如图乙、丙所示，其中电流表的示数为________ A， 此次测得电阻的结果为_______Ω。
【答案】（1）b ；（2）A；（3）0.4；（5）5。
【解析】(1)由电路图知，为保护电路，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应位于最大值端，即滑片应移动到b端。
(2)电流表示数为零，说明电路形成了断路，电压表指针发生明显偏转，说明电压表串联接入了电路，故故障可能是处断路 。故选A。
(3)由乙图知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2V；由丙图知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.4A。由欧姆定律知的阻值为
10.（2020·山东泰安）现有如下实验器材：待测电源（电压大约在16V～18V之间）、一个实验室用的量程为0～15V的电压表、一个开关、三个定值电阻（分别为R1=1kΩ、R2=10Ω、R3=20Ω）、导线若干。
请你利用实验器材，并从三个电阻中选择两个电阻，设计实验测量出电源电压值，根据要求完成下列问题。
(1)选择的两个电阻是______和______；
(2)在虚线框中画出实验电路图（实验测量过程中不拆接电路）。______
(3)测量步骤及所需测量的物理量（用字母表示）______；
(4)电源电压值的表达式（用已知物理量字母和测量物理量字母表示）U0=______。
【答案】（1）R2 ；（2）R3 ；（3）如图；（4）见解析；（5）或U1＋。
【解析】(1)由于R1=1kΩ，阻值较大，分得的电压较大，所以选择电阻R2和R3。
(2)将R2和R3串联，电压表测量R2两端的电压，如图所示：
(3)闭合开关S，读出电压表的示数U1。
(4)由串联电路电流的规律和欧姆定律可知通过电路的电流：I=I2=
电源电压：U=I(R2+R3) =(R2+R3)= U1＋。
11.（2020·四川成都A）小华找到了一张测定汽车油箱内油量的装置图，如图所示，他与同组同学对相关问题进行了探究。
(1)把油量信息转化为电信息，有利于信息的传递。装置中，信息转化的关键环节为：油量变化→杠杆绕O点转动→电路的______变化→电流变化；
(2)若圆弧形电阻丝最大阻值为100Ω，其他可供选择的器材有：恒压电源E1(电压3V)和E2(电压18V)；电流表A1(量程0~0.6A)和A2(量程0~0.1A)；定值电阻R1=5Ω、R2=30Ω和R3=100Ω。为了节约能源，并且实现油量最大时，电流表示数最大，器材选择的最佳组合为______；
A.E2、A2、R3
B.E1、A2、R2
C.E1、A2、R1
D.E2、A1、R3
(3)合理选择器材后，他们通过测量，得到了下表所示的结果(其中V是油箱的容积，Ig是电流表的最大示数)：
液体体积
V
0
电流表示数
Ig
依据测量结果，可以将电流表的刻度改为油量体积。分析数据可知，当液体体积为时，电流表示数______(选填“大于”、“等于”或“小于)；
(4)关于探究过程的反思，下列说法中不正确的是____。
A.调整圆弧形电阻丝的位置，要让圆心在O点
B.为保证安全和方便，测量时用水来灌装油箱
C.为节约空间，应该使电路元件尽量靠近油箱
D.该装置还存在一些缺陷，应继续探究并改进
【答案】（1）总电阻；（2）B；（3）小于；（4）C。
【解析】(1)杠杆绕O点转动，电阻值接入电路的阻值变化，电路总电阻变化，电流变化。
(2)为了节约能源，需要电压较小的，电流较小，则选择电源E1和电流表A2，当油量最大时，电流表示数最大，圆弧形电阻丝接入电路阻值为0，则需要定值电阻为
综上，故选B。
(3)如果液体体积和电流表示数成正比，则当液体体积为时，电流表示数等于，分析电流表的示数可知，电流减小的变化量越来越小，所以当液体体积为时，电流表示数小于。
(4) A．让圆心在O点,则两边力臂大小相同，变化量相同，故A正确，不符合题意；
B．水不可燃，容易获取，测量时用水来灌装油箱，故B正确，不符合题意；
C．电路元件会由于电流热效应，温度较高，油是可燃物，电路元件尽量靠近油箱容易燃烧，故C错误，不符合题意；
D．当油量最小时，电阻丝接入电路最大，电流最小，但是电流表示数不为0，所以需要对电流表的示数最小位置进行标记为油量为0，故D正确，不符合题意。故选C。
12.（2020·四川南充）用如下图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”，电源电压恒为6V，定值电阻R备有(5Ω、10Ω、20Ω、40Ω)各一个。
(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到最___________(选填“左“或“右”)端；
(2)将5Ω的定值电阻接入电路闭合开关，移动滑片P发现电流表示数始终为零，电压表示数不为零，其原因可能是___________(填选项)；
A.定值电阻R短路
B.定值电阻R断路
C.滑动变阻器短路
(3)不改变滑动变阻器滑片的位置，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，闭合开关后，为保证电压表示数与更换前相同，滑片P应向___________(选填“左”或“右”)端滑动；
(4)实验中依次接入定值电阻，调节滑片使定值电阻两端电压相同，记下电流表读数，绘出电流I与电阻倒数变化的图像乙，由图乙可知：电压一定时电流与电阻成___________比；
(5)为完成整个实验，应该选择___________(填选项)种规格的滑动变阻器。
A.50Ω、1.0A
B.100Ω、1.2A
C.200Ω、0.6A
【答案】（1）左；（2）B；（3）左；（4）反；（5）B。
【解析】(1)由电路图知道，在连接电路时，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑至阻值最大处的左端。
(2)闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片P时，发现电流表示数始终为零，说明电路可能断路，而电压表有示数，说明与电压表并联部分断路，即此时电路可能的故障是定值电阻R断路。故选B。
(3)由串联分压原理知道，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；由于探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变，所以，此时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。
(4)由于电流I与电阻倒数变化的图像乙，说明电压一定时电流与电阻的倒数成正比，即说明导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(5)由图像知道，电阻两端的电压始终保持U=IR =2V，由串联电路电压的规律知道，变阻器分得的电压：U滑 =6V-2V=4V
即变阻器分得的电压为电压表示数的2倍，由分压原理知道，当接入40Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R滑 =2×40Ω=80Ω
故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少80Ω的滑动变阻器。故选B。
13．（2020·四川遂宁）小红与小刚实验小组在探究“电流与电阻的关系”实验时，选择的实验器材有：电源（电压恒定为3V）、电流表、电压表、开关、电阻箱、滑动变阻器（规格为“20Ω 2A”）和导线若干。
（1）图甲是他们设计的实验电路图，小刚根据电路图连接了如图乙的实验电路，小红检查时发现有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”，用笔划线代替导线正确连接（注意：导线不能交叉）。
（2）改正错误后，他们将滑动变阻器阻值调到最大，电阻箱阻值调到5Ω，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 （写出一条即可）。
（3）排除故障后进行实验，得到第一次实验数据如表接者他们将电阻箱阻值调到10Ω，闭合开关，调节滑片，直到电压表的示数为 V，此时电流表的示数如图丙所示，读数为——A。
电阻R/Ω
5
10
电流I/A
0.4
0.1
（4）第三次实验，电阻箱接入电阻如图丁所示，读数为 20 Ω。
（5）分析表中数据得出的结论是：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成 。
（6）为了验证以上规律的可靠性，可以测量更多组数据，但电阻箱接入电路的阻值不得超过 Ω。
【分析】（1）图中电阻箱被短路，应该将电阻箱串联在电路中，电压表并联在电路中；
（2）电流表无示数说明电路中有断路，电压表有示数说明电压表两端与电源两极相连；
（3）根据欧姆定律的变形公式U＝IR进行计算；根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数；
（4）电阻箱各旋钮示数与对应倍率的乘积之和是电阻箱的示数；
（5）分析表中数据得出电流与电阻的关系；
（6）当电路中的电流最大时，电阻箱接入电路的阻值最小；当电路中电流为电流表的分度值时，电阻箱接入电路的阻值最大。
【解答】解：（1）图中电阻箱被短路，应该将电阻箱串联在电路中，电压表并联在电路中，如下图所示：
（2）电流表无示数说明电路中有断路，电压表有示数说明电压表两端与电源两极相连；因此电路故障为电阻箱断路；
（3）由I＝可知，电阻箱两端电压：U＝IR＝0.4A×5Ω＝2V；
由图乙知电流表的量程为0﹣0.6A，分度值为0.02A，电流表的示数为0.2A；
（4）电阻箱的读数为0×1000+0×100+2×10+0×1＝20Ω；
（5）根据表中数据可知，当电阻变为原来的几倍时，电流变为原来的几分之一，因此当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关系；
（6）根据串联电路电压的规律知，滑动变阻器两端的电压为3V﹣2V＝1V，
所以电阻箱与滑动变阻器的电压之比为2V：1V＝2：1，
根据串联电路的分压作用，
所以可以得出：＝＝，
解得：R箱＝40Ω。
故答案为：（1）见上图；（2）电阻箱断路；（3）2；0.2；（4）20；（5）反比；（6）40。
【点评】本题应用了电路的连接、故障分析、以及欧姆定律的应用等知识点，涉及的内容较多，第（6）小题具有一定的难度。
14.（2020·新疆）在测量小灯泡的电阻实验中，有两个规格相同的小灯泡，将其中一个小灯泡接入测量电路，通过实验得到的实验数据如下列表格所示。将另一个小灯泡的玻璃罩敲碎，把保存完好的灯丝接入测量电路，并将灯丝浸没在常温纯净水中，通过实验得到灯丝的I-U图像如图所示：
U / V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
I / A
0.10
0.18
0.23
0.26
0.28
0.30
(1)请画出测量小灯泡的电阻的电路图；
(2)在测量灯丝的电阻时，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应调到阻值_________（填“最大”或“最小”）处；将灯丝浸没在常温纯净水中，且每次测量时，电表指针稳定后立即读数并断开开关，目的是为了控制灯丝的_________不变；
(3)小灯泡两端的电压为3V时的电阻是常温时小灯泡电阻的_______倍；某一手电筒的小灯泡与上述实验中的小灯泡相同，手电筒的开关闭合后小灯泡的电功率_______（填字母代号）。
A.一直增大 B.一直减小 C.先增大后不变 D.先减小后不变
【答案】（1）如图：(2)最大；（3）温度；（4）10；（5）C。
【解析】(1)采用伏安法测小灯泡电阻，滑动变阻器与待测灯泡串联在电路，电压表测量小灯泡两端电压，电路图如图所示：
。
(2)在测量灯丝的电阻时，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处，保障实验安全。
由于温度对灯丝电阻有较大影响，故每次测量时，电表指针稳定后立即读数并断开开关，目的是为了控制灯丝的温度不变。
(3)根据灯丝I-U图像可知，常温时小灯泡电阻为：
而由表中数据可知，小灯泡两端的电压为3V时的电阻是10W，故是常温时小灯泡电阻的10倍。
由图表可知，若某一手电筒的小灯泡与上述实验中的小灯泡相同，手电筒的开关闭合后小灯泡的电功率先增大，之后再保持不变。故选C。
15.（2020·重庆）图15甲是“探究电流与电压关系”的实验电路，三个小组的同学分别用5Ω,10Ω.15Ω的定值电阻进行探究。
（1)请用笔画线代替缺少的2根导线，将图15甲的电路连接完整(要求:导线不能交叉，滑片P向B端移移动时，电路中的电流变大)。
（2正确连接电路,闭合开关， 移动滑片P,发现电流表无示数，电压表有示数，可能的故障是定值电阻R (选填断路”或“短路");排除故障后，缓慢移动滑片P到某位置时，电压表的示数如图5乙所示，为 V。
(3)将不同小组的可数据汇总后，得到表1的数据，分析可得:在电阻定的情况下，通过导体的电流和导体体两端的电压成 比。
表1：实验数据
R1
5Ω
R2
10Ω
R3
15Ω
U/V
0.8
1.0
15
2.0
U/V
1.2
1.8
22
2.6
U/V
1.5
1.8
2.1
2.4
I/A
0.16
0.20
0.30
0.40
I/A
0.12
0.18
0.22
0.26
I/A
0.1
0.12
0.14
0.16
(4)在进步探究” 电流与电阻的关系”实验中:
①若保持定值电阻两端的电压为1.5V不变，在表1的数据中有 可用于分析。
②为得到更多的实验数据，老师给每个小组再次提供一个30Ω的定值电阻R0，某小组在实验中，无论怎样移动滑片P都不能将R0两端电压压调为1.5V.其原因是滑动变阻器的最大值太 (选填"“大“或“小 ） 该小组组所使用的滑动变阳器的规格可能是 (选填下列选项前的字母)。
A.10Ω 3A B.20Ω 2A C.50Ω 1A
【答案】（1）连接图中滑动变阻器B接线柱以及电阻左边接线柱（作图题，需要在图中连接）；（2）断路、1.8V；（3）正；（4）2、小、B。
【解析】（1）滑动变阻器P向B端移动，电流增大，说明电阻减小，故接滑动变阻器B接线柱以及电阻左边接线柱；
（2）电流表无示数，电路极有可能断路，如果是R发生断路，因为电压表内阻极大，则电压表有示数且示数接近于电源电压。故断路；接线柱接0—3V，故读数为1.8V；
（3）由表格可知：电阻相同时，电流与导体两端电压成正比；
（4）探究电流与电阻关系实验时，控制电压不变，现在需要控制在1.5V不变，由图可知，选取5Ω和15Ω时可行，故为2组；
由可知，增大R定，则需要增大R滑，现在无论如何都不能将定值电阻电压调节到1.5V，是因为滑动变阻器的最大阻值太小；
由图可知，实验选取的电源为2节干电池，故电源电压为3V，所以，实验中，选取15Ω的电阻是能达到1.5V电压的，故选择的滑动变阻器电阻大于或者等于15Ω，当选取30Ω的电阻时，说明C是可行的，A是不可能的，所以选B。
四、计算题
1.（2020·贵州黔东南）如图所示电源电压保持不变，R1=R2=R3=20Ω，当S1、S2都断开， 电流表示数是0.3A，求：
(1)电源电压；
(2)S1，S2都闭合时，电流表示数是多少？
【答案】(1) 12V；(2) 1.2A。
【解析】(1) S1、S2都断开时，电路为R1和R2的串联电路，电源电压为
(2) 当S1、S2都闭合时，电路电阻R2被短路，电路为R1、R3组成的并联电路，电流表示数是
答：(1)电源电压为12V；(2)S1，S2都闭合时，电流表示数是1.2A。
2.（2020·贵州黔西南）一根粗细均匀的镍铬合金丝，将其接入电压为6V的电源上，通过的电流为0.3A。求：
(1)这根镍铬合金丝的电阻；
(2)通电1min消耗的电能；
(3)若将这根镍铬合金丝对折后一起接入原电源上，电路中的总电流为多大?
【答案】(1)；(2)；(3)12A。
【解析】(1)由欧姆定律可知，这根镍铬合金丝的电阻为：
(2)通电1min消耗的电能为：
(3)将这根镍铬合金丝对折后，合金丝的横截面积变为原来的2倍，长度变为原来的一半，所以电阻变为原来的，此时电阻变为：
此时电路中的总电流为：
答：(1)这根镍铬合金丝的电阻为20Ω；(2)通电1min消耗的电能为108J；(3)将这根镍铬合金丝对折后一起接入原电源上，电路中的总电流为1.2A。
3.（2020·山东聊城）如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S1、S2，将滑动变阻器的滑片P移到a端时，灯泡正常发光，电压表V的示数为6V，电流表A2的示数为0.4A。只闭合开关S1。将滑动变阻器的滑片P移到b端时，电流表A1的示数为0.2A，灯泡的实际功率为0.4W（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。求：
(1)电阻R1的阻值；
(2)灯泡L的额定功率；
(3)滑动变阻器R2的最大阻值。
【答案】(1)15Ω；(2)3.6W；(3)20Ω。
【解析】(1)闭合开关S1、S2，滑动变阻器的滑片P移到a端时，电阻R1和灯泡L并联，电压表测电阻R1两端的电压，电流表A2测通过电阻R1的电流，所以电阻R1的阻值
(2)闭合开关S1、S2，滑动变阻器的滑片P移到a端时，电阻R1和灯泡L并联，灯泡正常发光，则灯泡的额定电压为6V，只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P移到b端时。滑动变阻器和灯泡串联，电流表A1测电路中的电流，则灯泡的灯丝电阻
灯泡L的额定功率：
(3)滑动变阻器的滑片P移到b端时阻值最大，只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P移到b端时，电路中的总电阻：
滑动变阻器R2的最大阻值：R2=R总-RL=30Ω- 10Ω=20Ω
答：(1)电阻R1的阻值是15Ω；(2)灯泡L的额定功率是3.6W；(3)滑动变阻器R2的最大阻值是20Ω。
4.（2020·山东泰安）小明观察到高速公路进出口处设有测量货车重力检测装置，他利用学过的物理知识设计了一套测量货车重力的模拟装置，其工作原理如图甲所示。OAB为水平杠杆，OB长1m，O为支点，OA∶AB=1∶4，平板上物体所受重力大小通过电流表读数显示。已知定值电阻R0的阻值为10Ω，压力传感器R固定放置，R的阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示。平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。
(1)当电池组电压U0＝12V，平板上物体所受重力分别是80N和100N时，闭合开关S，分别求出电流表的读数；
(2)电池组用久后电压变小为U1，这时平板上物体重100N时，电流表读数为0.3A，求U1的大小；
(3)在第(2)问情况中，电池组电压大小为U1，要求平板上重为100N的物体对应的电流表读数和电池组电压U0＝12V的情况下相同，小明采取了两种解决办法：
①其它条件不变，只更换电阻R0，试求出更换后的R0′的大小。
②其它条件不变，只水平调节杠杆上触点A的位置，试判断并计算触点A应向哪个方向移动？移动多少厘米？
【答案】(1)0.3A和0.4A；(2)9V；(3)①2.5Ω；②触点A应向左移动，移动3厘米。
【解析】(1)由杠杆平衡条件可知，当
FA1＝80N，FA2＝100N
时
FA1·OA＝FB1·OB
80N·OA＝FB1·OB
FA2·OA＝FB2·OB
100N·OA＝FB2·OB
由题意可知
OA∶AB=1∶4
OA∶OB=1∶5
解得
FB1＝16N，FB2＝20N
由R的阻值随所受压力F变化关系图象得
R1＝30Ω、R2＝20Ω
由欧姆定律得
I1==0.3A
I2==0.4A
(2)U1的大小
U1=IR总2=I0(R2＋R0)＝0.3A×(20Ω+10Ω)=9V
(3)①其它条件不变，只更换电阻R0为R0′，由题意得
U1=I2R总2′=I2(R2＋R0′)
9V=0.4A×(20Ω+R0′)
解得
R0′＝2.5Ω
②其它条件不变，只向左调节A触点Lcm，压力传感器阻值为R3
U1=I2R总3=I2(R3＋R0)
9V=0.4A×(R3＋10Ω)
解得
R3＝12.5Ω
从图象可知FB3＝23N，由杠杆平衡条件
FB3·OB＝FA2·(OA＋L)
23N×1m＝100N×(×1m＋L)
解得
L＝3cm
答：(1)平板上物体所受重力分别是80N和100N时，闭合开关S，电流表的示数分别为0.3A和0.4A；(2)U1的大小是9V；(3)①其它条件不变，只更换电阻R0，更换后的R0′的大小是2.5Ω；②其它条件不变，只水平调节杠杆上触点A的位置，触点A应向左移动，移动3厘米。
5.（2020·四川雅安）在图所示的电路中，电源电压为12V且不变，电阻R1的阻值为10Ω。
闭合开关S，求电流表的示数I。
(2)现有滑动变阻器R2，其规格为“20Ω，1.5A”、“50Ω， 1A"或“50Ω， 1.5A" 中的一个。将R1与R2分别以串联和并联的连接方式接入M、N接线柱，闭合开关S，移动滑动变阻器R2的滑片，观察不同连接方式中电流表的两次示数分别是2.5A和0.2A。
（a）请通过计算判断所用滑动变阻器R2的规格；
（b）在电路元件安全工作的条件下，判断：哪种连接方式中滑动变阻器的最大电功率较大，求出该最大电功率P。
【答案】(1)1.2A；(2)（a）50Ω，1.5A；（b）并联 ，18W。
【解析】(1)根据欧姆定律知，电流表的示数为：
(2)（a）当R1与R2串联时，I串=0.2A，则总电阻：
此时R2的电阻：
当R1与R2关联时，I并=2.5A，则有：
此时通过R2的电流：I2=I并-I=1.3A
由串联和并联时求出的R2和I2可知，所用R2的规格为“50Ω， 1.5A”。
（b）当R2与R1并联在电路中，且允许通过最大电流为1.5A时，R2的电功率最大，此时，P=UI=12V×1.5A=18W
答：(1)电流表的示数为1.2A；(2)（a）所用滑动变阻器R2的规格50Ω，1.5A；（b）并联时最大电功率18W。
6.（2020·新疆）如图所示的电路中，电源电压为6 V，闭合开关S后，通过电阻R1的电流为1 A，通过电阻R2的电流为2 A。求：
(1)通过电流表的电流；
(2)电路的总电阻；
(3)整个电路在10 s内产生的热量。
【答案】(1) 3 A；(2) 2 Ω；(3) 180 J。
【解析】(1)两个电阻并联，电流表测量是并联电路干路的电流，其大小为
(2)电路的总电阻为：
(3)整个电路在10s内产生的热量为：
答：(1)通过电流表的电流为3A；(2)电路的总电阻为2Ω；(3)整个电路在10 s内产生的热量为180J。
7．（2020·安徽）有一个量程为 0～1mA 的小量程电流表 G，内阻 Rg＝30Ω，选择一定值电阻 R0 与它并联起来，如图所示。将 A、B 两端接入电路（图中 I 表示电流表 G 与电阻 R0 并联后的总电流）。
（1）调节电路，使电流表的指针指在最大刻度处（即 1mA），这时电流 I 为 0.6A，求电阻 R0 的值（计算结果保留两位小数）；
（2）继续调节电路，使电流表的指针指在刻度盘中央 （即 0.5mA），此时电流 I 变为多少？
【解析】（1）小量程电流表满偏电压：Ug=IgRg=1.0×10－3A×30Ω=0.03V
小量程电流表 G 与 R0 并联：U0=Ug= U并=0.03V
I0=I－Ig=0.6A－0.001A=0.599A
电阻 R0 阻值：
（2）小量程电流表 G 与 R0 并联，
由已知得：Ig'=0.5mA，Ug'= IgRg=0.5×10－3A×30Ω=0.015V
此时总电流为：
8.（2020·四川甘孜州）如图所示电路中，电压恒定不变，灯泡L的规格为“9V 9W”（忽略温度对其电阻的影响），为定值电阻，滑动变阻器的规格为“3A 12Ω”。 当开关S、S1闭合，开关S2断开，将滑动变阻器的滑片P滑到a端时，电流表的示数为0.75A；将滑动变阻器的滑片P滑到ab中点时，电流表的示数为0.5A。求∶
(1)灯泡的电阻；
(2)电源电压和的阻值；
(3) 当开关S、S1、 S2闭合，将滑片P调到a端，电路的总功率。
【答案】(1)9Ω；(2)9V，12Ω；(3)15.75W。
【解析】(1)由可得，灯的电阻
(2)开关S、S1闭合，开关S2断开，将滑动变阻器的滑片P滑到a端时，滑动变动器被短路，电路中只有接入电路，则有： ①
开关S、S1闭合，开关S2断开，滑动变阻器的滑片P滑到ab中点时，与滑动变阻器串联，则有
②
联立①②解得
，
(3)当开关S、S1、S2闭合，将滑片P调到a端时，滑动变阻器被短路，与灯泡L并联，则并联后的总电阻为：
由可得，电路消耗的总功率：
答：(1)灯泡的电阻为9Ω；(2)电源电压为9V，的阻值为12Ω；(3) 当开关S、S1、S2闭合，将滑片P调到a端，电路的总功率为15.75W。
9.（2020·重庆B）如图所示，电源电压不变，定值电阻R1阻值为10Ω，定值电阻R2阻值为20Ω，当开关S闭合后，电流表为0.2A。求：
(1)R1两端的电压；
(2)在10s内，电流通过R2做的电功。
【答案】(1)2V；(2)8J。
【解析】(1)由图可知，两电阻串联，由欧姆定律可知，R1两端的电压
(2) R2两端的电压：
在10s内，电流通过R2做的电功：
答：(1) R1两端的电压是2V；(2)在10s内，电流通过R2做的电功是8J。
10．（2020•岳阳）某物理兴趣小组设计了一个拉力传感器，工作原理如图所示。其中M、N均为绝缘材料。
将N固定在地面上，P、Q间是可伸缩导线（电阻不计），弹簧上端M和滑动变阻器R2的滑片固定在一起，电源电压为12V，拉力F竖直向上。闭合开关S，当拉力为10N时，电流表示数为1A，电压表的示数为2V。
（1）拉力F为10N时，求R2接入电路的阻值大小；
（2）拉力F为10N时，求10s内R1产生的热量；
（3）已知拉力F的大小与滑动变阻器R2接入电路的阻值大小成正比例关系，即：F= kR2，求k得数值；拉动M，当电压表示数为8V时，求拉力F的大小。
【解析】（1）R2接入电路的电阻R2=U2I2=2V1A=2Ω。
（2）电阻R1的阻值，R1=U1I1=12V-2V1A=10Ω。
通电10s电阻R1产生的热量Q=I2R1t=(1A)2×10Ω×10 s=100J。
（3）由于F=kR2，所以 k=FR2=10N2Ω=5N/Ω
当电压表的示数为U2=8V时，U1=U-U2=12V—8V=4V，通过电路中的电流
I=U1R1=4V10Ω=0.4A，R2串入电路中的电阻，R2|=U2I=8V0.4A=20Ω。
拉力F的大小F=kR2=5N/Ω×20Ω=100N。
答：（1）R2接入电路的电阻为2Ω；（2）R1产生的热量为100J；（3）k=5N/Ω，F=100N。
