中考物理二轮复习电学压轴必刷专题06欧姆定律与电功率相结合的电学综合实验问题（教师版）

这是一份中考物理二轮复习电学压轴必刷专题06欧姆定律与电功率相结合的电学综合实验问题（教师版），共22页。试卷主要包含了小明同学利用“伏安法”进行实验等内容，欢迎下载使用。
专题06 欧姆定律与电功率相结合的电学综合实验模型

1．在“测量小灯泡额定功率”实验中，小灯泡的额定电压U额＝2.5V。
(1）图甲是小红测量小灯泡额定功率的实物电路图，图中有一根线连接错误，请在这根线上打“×”，并在图中改正。

(2）闭合开关前，滑片P应位于　B　(选填“A”或“B”）端。
(3）闭合开关，移动滑片P滑到电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　0.65　W。
(4）小红设计了如图丙所示的电路也完成了该实验，请完成下列填空(电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大电阻为R0）。
①只闭合开关　S、S1　，调节R2，使电压表的示数为2.5V：
②只闭合开关　S、S2　，调节　R1的滑片　，使电压表的示数仍为2.5V。
③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2．则小灯泡额定功率的表达式P额＝　　(用U额、R0、Ul、U2表示）。
【答案】(1）如上图；(2）B；(3）0.65；(4）①S、S1；②S、S2；R1的滑片； ③。
【解答】解：
(1）分析实物图可知，此时变阻器与电流表串联后与灯并联，电压表串联在电路中，是错误的，
电流表应与灯串联，变阻器与灯串联，电压表与灯并联，将小灯泡左侧连线改接到电压表左侧，如下图所示：

(2）为了保护电路，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应为于阻值最大处，即B端；
(3）图乙中，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.26A，
则灯泡的额定功率：
P＝UI＝2.5V×0.26A＝0.65W；
(4）①只闭合小灯泡所在支路，即闭合S、S1，通过调节滑动变阻器R2使灯泡两端电压为额定电压，即2.5V；
②利用等效替代的方法，只闭合R1所在支路，即闭合S、S2，通过调节滑动变阻器R1使R1两端电压为小灯泡的额定电压，即2.5V，此时R1＝RL；
③将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2，
在③中，将R2的滑片P调至最左端，R2连入电路中的电阻为0，电压表的示数为U1即为电源电压；再将R2的滑片P调至最右端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U2，即为R1的电压，
根据串联电路电压的规律和欧姆定律有：＝，解得，R1＝﹣﹣﹣﹣﹣①；
小灯泡额定功率的表达式：
P额＝＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
由①②得：
P额＝。
2．某实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验，待测小灯泡标有“2.5V”字样，电源电压为6V，图甲为他们连接的部分电路。
(1）请你用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整；
(2）本实验的实验原理是 　P＝UI　(写出公式）；
(3）实验室提供有“50Ω 2A”的滑动变阻器A和“10Ω 1A”的滑动变阻器B各一个，他们选用的是 　A　(选填“A”或“B”）；
(4）当闭合开关时，发现电流表指针偏转情况如图乙所示，造成这种现象的原因是 　电流表正负接线柱接反了　。

(5）当电压表的示数如图丙所示时，电路中的电流为0.3A，此时小灯泡的实际功率为 　0.72　W；
(6）为测量小灯泡的额定功率，接下来的操作应该是调节滑动变阻器，　使电压表示数为2.5V　，读出并记录电流表的示数。
(7）根据测出的数据，作出了小灯泡的电流I与电压U的关系图像如图丁所示，分析图像可知，当小灯泡两端电压增大时，小灯泡的实际功率 　增大　，小灯泡的电阻 　增大　(两空均选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】(1）如上图所示；(2）P＝UI；(3）A；(4）电流表正负接线柱接反了；(5）0.72；(6）使电压表示数为2.5V；(7）增大；增大。
【解答】解：(1）由图丁可知，实验中电流最大电流为0.3A，故电流表应选小量程与电源串联；变阻器应上下各选一个接线柱与灯泡串联接入电路中，如下图所示：
；
(2）在测量小灯泡的电功率实验中，用电压表测灯泡两端的电压，用电流表测通过灯泡的电流，故测量小灯泡的电功率实验原理是P＝UI；
(3）由图丁可知，当小灯泡电压为2.5V时，其电流为0.3A；由串联电路的规律及欧姆定律，灯正常发光时变阻器连入的电阻：
R滑＝＝≈11.7Ω＞10Ω，故选滑动变阻器是A；
(4）当闭合开关时，由图乙可知，电流表指针向左偏转，说明电流表正负接线柱接反了；
(5）当电压表的示数如图丙所示时，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为2.4V，电路中的电流为0.3A，灯泡的实际功率为：
P＝UI＝2.4V×0.3A＝0.72W；
(6）灯在额定电压下的功率为额定功率，要测量小灯泡的额定功率，接下来的操作应该是调节滑动变阻器，使电压表示数为2.5V，读出并记录电流表的示数；
(7）由小灯泡的电流I与电压U的关系图像如图丁可知，当小灯泡两端电压增大时，通过灯泡的电流也增大，由P＝UI可知，小灯泡的实际功率增大；
由小灯泡的电流I与电压U的关系图像如图丁可知，小灯泡两端电压增大的快而通过灯泡的电流增大的慢，由R＝可知，小灯泡的电阻增大。
3．小明同学利用“伏安法”进行实验。小灯泡额定电压为3.8V，电源电压保持9V不变，滑动变阻器规格为“40Ω1A”。
(1）如图甲是某同学连接的实物电路图。请只改动一条导线使电路连接正确，在错误处画“×”并用笔画线代替导线将电路连接正确(注意不能与其它导线交叉）；

(2）改正错误后，调节滑动变阻器滑片，并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图像如图乙所示，则灯泡正常发光时的电阻为 　12.7Ω　(保留一位小数），小灯泡的额定功率为 　1.14　W。
(3）小明又找来R1＝10Ω、R2＝20Ω、R3＝30Ω定值电阻想要继续探究“电流与电阻的关系”，只将10Ω的定值电阻代替小灯泡连入电路，调节滑动变阻器使定值电阻两端电压为U0＝4V，接下来断开开关，取下10Ω的定值电阻，换成20Ω的定值电阻，则闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片向 　A　(选填“A”或“B”）移动。
(4）实验结束后，小明还想知道所用的滑动变阻器的最大值与铭牌标注是否一致，但是发现电源意外损坏了，于是他找来另一个未知电压的电源(电压恒定不变），并设计了如图丙所示的电路，请你将他的实验步骤补充完整(已知定值电阻的阻值为R0）。
①将滑动变阻器滑片P移到最右端，闭合开关，记录此时电流表示数为I1；
②再将滑动变阻器滑片P移到 　最左端　，记录此时电流表示数为I2；
③滑动变阻器的最大阻值R滑动＝　•R0　(用测出的物理量和已知量的字母表示）。
【答案】(1）如上图；(2）12.7；1.14；(3）A；(4）最左端；•R0。
【解答】解：
(1）由图甲可知，灯泡和滑动变阻器并联，电压表串联在电路测电源电压是错误的，正确的是灯与变阻器串联，电流表与灯串联，电压表与灯并联，如图所示：
；
(2）小灯泡额定电压为3.8V，从图乙可知小灯泡正常发光时的电流I额＝0.3A，由欧姆定律可知，灯泡正常发光时的电阻为RL＝＝≈12.7Ω，小灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝3.8V×0.3A＝1.14W；
(3）探究“电流与电阻的关系”，应保持定值电阻两端的电压不变，取下10Ω的定值电阻，换成20Ω的定值电阻，由串联分压规律可知，定值电阻分压变大，要保持定值电阻两端电压不变，由电路图知，应向A端移动滑动变阻器滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值变大，滑动变阻器分压变大，从而使定值电阻分压减小，达到保持定值电阻两端电压不变的目的；
(4）①将滑动变阻器滑片P移到最右端，记录此时电流表示数为I1；
②将滑片P移动到最左端，记录此时电流表的示数为I2；
③在①中，R0短路，电路为变阻器最大电阻的简单电路，由欧姆定律，电源电压：
U＝I1R滑动﹣﹣﹣﹣①，
在②中，滑动变阻器的最大阻值与R0并联，电流表测并联电路的总电流；
因变阻器的电压始终等于电源电压，由欧姆定律，通过变阻器的电流大小不变，根据并联电路电流的规律可知，此时通过R0的电流为：I0＝I2﹣I1，由欧姆定律，R0的电压即电源电压：
U＝(I2﹣I1）R0﹣﹣﹣﹣﹣②，
由①②得：
R滑动＝•R0。
4．小明设计如图甲所示的电路图，用来测定额定电压为“2.5V”小灯泡的电功率。各元件都完好，电源电压保持不变。

(1）请用笔画线代替导线，完成如图甲实物电路的连接。(要求：连线不要交叉）
(2）电路调整正确后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当观察到 　电压表示数为2.5V　时，表明小灯泡正常发光，并记录电流表的示数。
(3）小张设计了如图乙所示的电路也完成了“测量小灯泡额定功率”的实验(电源电压不变，R阻值已知，小灯泡的额定电压为U额）。
①闭合开关S和S1，断开S2，并调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为 　U额　。
②闭合开关S和S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片P不动，读出此时电压表示数为U，小灯泡额定功率的表达式P额＝　U额×　。(用U额、R、U表示）


【答案】(1）如上图所示；(2）电压表示数为2.5V；(3）①U额；②U额×。
【解答】解：(1）变阻器应上下各选一个接线柱与开关串联接入电路中，如下图所示：
或；
(2）电路调整正确后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当观察到电压表示数为2.5V时，表明小灯泡正常发光，并记录电流表的示数；
(3）实验步骤：
①闭合开关S和S1，断开S2，并调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为U额；
②闭合开关S和S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片P不动，读出此时电压表示数为U；
在①中，电压表测灯两端的电压，灯正常发光；
在②中，电压表测灯与R两端的电压，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，此时定值电阻的电压：UR＝U﹣U额，由欧姆定律通过定值电阻的电流即灯的额定电流：IL＝＝，
小灯泡的额定功率表达式：
P额＝U额IL＝U额×。
5．电炉丝正常工作时，导线和电炉丝通过的电流相同，但电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热。为探究其原因，小乐设计了如图所示的实验电路，其中R1＞R2。
(1）用笔画线替代导线将实物电路连接完整，要求向左移动滑片时电流表示数变大。
(2）实验中用到的煤油是 　绝缘体　(填“导体”或“绝缘体”），通过观察 　温度计示数的变化　(选填“加热时间”或“温度计示数的变化”）来反映电阻丝产生热量的多少。
(3）由实验可知，电炉丝热得发红而导线却几乎不热的原因在于：电炉丝和导线 　串　联，电流和通电时间相同，电炉丝的 　电阻大　，电流产生的热量越多。

【答案】(1）如图；(2）绝缘体；温度计示数变化；(3）串；电阻大。
【解答】解：(1）滑动变阻器选择一上一下两个接线柱接入电路，要求向左移动滑片时电流表示数变大，滑动变阻器选择左下接线柱接入电路；由题意可知，需控制通过两电阻丝的电流相同，所以两电阻需串联接入电路，如图：；
(2）实验中用到的煤油是绝缘体，电流通过导体产生的热量无法直接观察，通过观察温度计示数的变化来反映电阻丝产生热量的多少，这是转换法；
(3）电炉丝正常工作时，导线和电炉丝通过的电流相同，所以电炉丝和导线串联，电流和通电时间相同，根据焦耳定律可知电炉丝的电阻大，电流产生的热量越多。
6．某学习小组在老师的指导下，探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关。他们用的实验器材如图所示，两个透明容器中密封着等量空气，U形管中液面最初相平，两个密闭容器中都有一段电阻丝。

(1）实验中通过观察U形管中液面 　高度差的变化　，可以比较电流通过导体产生热量的多少。
(2）图甲中将两段阻值不同的电阻丝串联连接，这是为了控制通电时间和 　电流　相等，探究的是电流产生的热量与 　电阻　大小关系。
(3）将图甲中开关闭合，通电一段时间后，　右　(选填“左”或“右”）侧U形管中液面高度变化大。
(4）让两个密闭容器中电阻丝的电阻一样大，在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻丝和这个容器内的电阻丝并联(如图乙所示），此时通过两容器中电阻丝的电流 　不相等　(选填“相等”或“不相等”），在通电时间相同的情况下，　左　(选填“左”或“右”）侧U形管中液面高度变化大，由此得到的结论是 　在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流通过导体产生的热量越多　。
【答案】(1）高度差的变化；(2）电流；电阻；(3）右；(4）不相等；左；在电阻和通电时间相同的情况下，电流越大，电流通过导体产生的热量越多。
【解答】解：(1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但容器中气体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；
(2）由甲图可知，两段阻值不同的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流相同、通电时间相同，由焦耳定律可知，该实验研究的是：当通过的电流和通电时间相同时，电流产生的热量与导体电阻大小的关系；
(3）因串联电路中各处的电流相等，所以，两电阻丝串联时通过它们的电流相等；由Q＝I2Rt可知，在电路和通电时间相同时，右侧电阻较大，产生的热量较多，密闭空气吸收热量后，体积膨胀，右侧气体膨胀更大所以右侧中的液面高度变化大；
(4）在乙装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右＝I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右＝I1+I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1＝I2，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，即右侧盒外并联5Ω电阻作用是改变通过密闭盒内电阻的电流，此时通过两容器中电阻丝的电流不相等；根据U形管液面的高度的变化可知，电流越大，产生的热量越多；故结论为：在电阻和时间相同的情况下，电流越大，电流通过导体产生的热量越多。
7．小红和小明利用“10Ω 1A”的滑动变阻器、新干电池(若干）和其它常用器材，分别测量规格为3.8V和2.5V小灯泡的额定功率。

(1）小红连接的实验电路如图甲所示，若灯泡的规格为3.8V，请用笔画线代替导线，帮她将电路连接完整(变阻器接入电路阻值最大）。
(2）电路连接完毕，闭合开关并移动滑片，小红发现小灯泡始终不发光。她猜想可能是：A.小灯泡的灯丝断了：B.小灯泡短路；C.滑动变阻器断路。她进一步观察发现电流表示数一直为零，由此可判断猜想 　B　是错误的，又观察发现电压表一直有示数，最终她确定猜想 　A　是正确的(均选填“A”“B”或“C”）。
(3）排除故障后，小红移动滑片，使电压表的示数达到小灯泡的额定电压，此时电流表的指针如图乙所示为 　0.3　A，则小灯泡的额定功率为 　1.14　W。
(4）为了省事，小明只把图甲所示电路中的灯泡更换为规格为“2.5V”的小灯泡，准备测量其额定功率。他闭合开关发现灯泡会发光，但无论如何移动滑片，电压表的示数始终高于2.5V，他接下来的具体操作是 　取下两干电池　(不添加其它器材），才能让实验进行下去。
(5）小红和小明讨论后认为，该电路不能完成的实验是 　C　(填字母序号）。
A.探究串联电路中的电流规律
B.探究串联电路中的电压规律
C.探究电流与电压的关系
【答案】(1）如图所示；(2）B；A；(3）0.3；1.14；(4）取下两节干电池；(5）C。
【解答】解：(1）连接电路图，使闭合开关时滑动变阻器连入电路的阻值最大，滑动变阻器采用一上一下的连接方式，故选择右下接线柱；因小灯泡的额定电压为3.8V，选择电压表的量程为0～15V，与小灯泡并联连接，连接电路如图所示：
；
(2）连接好电路之后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不发光，电流表示数为零，可以判断电路是断路，由此可判断猜想小灯泡短路是错误的；又进一步观察到电压表有示数，说明电压表与电源之间的电路连接是通路，最终确定猜想小灯泡的灯丝断了是正确的；
(3）如图乙所示，电流表选用的是小量程，分度值为0.02A，电流表的示数为0.3A，此时小灯泡的电压为额定电压3.8V，根据功率公式计算可得小灯泡的额定功率为：P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W；
(4）闭合开关，保证小灯泡发光的情况下，无论如何移动滑片，电压表示数始终高于2.5V，说明小灯泡两端的电压较大，应采取措施减小灯泡两端的电压，根据串联电路中电流和电压规律可知，可以通过增加电路中总电阻的方法，降低电路中的电流，使灯泡两端的电压减小，可换最大阻值较大的滑动变阻器和串联定值电阻的方法，当题目条件要求不添加其它器材，故该方案不符合题意；可以从电源电压考虑，减小电源电压，即减少电池个数，来减小灯泡两端的电压，由于灯泡的额定电压为2.5V，两节新干电池的电压为2×1.5V＝3V，因此可以取下两节干电池；
(5）A、将电流表分别串联在电路中的不同位置，可以测出不同位置的电流，故可探究串联电路中的电流规律；
B、用电压表分别测量灯与变阻器的电压以及电路两端的总电压，故可探究串联电路中的电压规律；
C、探究电流与电压的关系，要控制电阻大小不变，而灯的电阻随温度的变化而变化，故不能探究电流与电压的关系；
故选：C；
8．小红利用如图甲测量“小灯泡正常发光时的电阻”，选用的电源电压为3.0V，小灯泡的额定电压为2.5V。
(1）请用笔画线代替导线在图甲电路中把未完成的电路连接完整。
(2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，出现这一故障的原因可能是小灯泡 　断路　。
(3）排除故障后，缓慢移动滑动变阻器的滑片P，当电压表的示数如图乙所示时，其读数为 　1.8　V；若要测得小灯泡正常发光时的电阻，滑片P应向 　A　(选填“A”或“B”）端移动。通过移动滑动变阻器，多次测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，画出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图象，如图丙所示，由此可知，小灯泡正常发光时的电阻为 　12.5　Ω。
(4）观察图丙，在该图象中发现电流与电压不成正比，这是因为 　灯泡的电阻随温度的升高而增大　。
(5）完成实验后，小红想测量另一个小灯泡的额定功率，重新设计了电路(如图丁），这个小灯泡正常工作的电流为I额，请完成实验步骤(已知电源电压为U、R2的最大阻值为R2）；
①闭合开关S1，S2接1，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数为I额；
②闭合开关S1，S2接2，保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，调另一个滑动变阻器R1的滑片，使电流表示数为 　I额　；再将滑动变阻器R2的滑片调到最右端，读出电流表的示数为Ⅰ；
③小灯泡的额定功率表达式为P额＝　I额2×(﹣R2）　(用U、R2、I额、I表示）。
【答案】(1）如图；(2）断路；(3）1.8；A；12.5；(4）灯的电阻随温度的变化而变化；(5）②I额；I额2(﹣R2）。
【解答】解：(1）电压表选择0～3V的量程与灯泡并联接入电路，如图：
；
(2）灯泡不亮，电流表指针几乎不动，说明电路中发生了断路，电压表有示数且接近电源电压，说明与电压表并联的灯泡断路；
(3）为了测量小灯泡的电阻，但是要避免其两端电压高于额定电压电压太多而烧坏小灯泡，所以缓慢移动滑动变阻器滑片P，同时眼睛应观察电压表的示数变化。
由图乙可知，电压表选择的量程是0～3V，分度值是0.1V，所以电压表示数为1.8V；
要使灯泡两端电压由1.8V增大到2.5V，根据串联电路分压原理可知需使滑动变阻器连入电路的电阻减小，所以滑片P应向A端移动。
由图象可知，当小灯泡L正常发光时的电压U＝2.5V，由图象可知对应的电流I＝0.2A；
由欧姆定律得，小灯泡正常发光时的电阻：R＝＝＝12.5Ω；
(4）由图5可知，电压和电流的比值是变化的即灯泡的电阻是变化的，原因是小灯泡的电阻随温度的升高而增大，所以通过小灯泡的电流不与其两端的电压成正比；
(5）①闭合开关S1，S2接1，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数为I额；
②闭合开关S1，S2接2，保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，调另一个滑动变阻器R1的滑片，使电流表示数为I额；
再将滑动变阻器R2的滑片调到最右端，读出电流表的示数为I；
③在①中，变阻器R1短路，灯与变阻器R2串联，灯正常发光，
在②中灯短路，两变阻器串联，因R2的滑片位置不变，根据等效替代法，变阻器R1连入电路中的电阻等于灯正常发光时的电阻大小；
根据最后一步操作，由欧姆定律和电阻的串联，变阻器R1连入电路中的电阻：R1滑＝﹣R2，即灯正常发光的电阻为﹣R2，
小灯泡的额定功率表达式为P额＝U额I额＝I额2×(﹣R2）。
9．(一）某同学探究“电流与电压”的关系，他用了3个干电池，一个定值电阻、一个滑动变阻器(20Ω，1A），一个电压表，一个电流表，导线若干。

(1）请补充实物图；
(2）若电压表无示数，电流表有示数，此时原因可能是 　R短路　(选填“R断路”或“R短路”）；
(3）他用此电路做了若干组实验，以下第 　①　组实验数据有误；

①
②
③
④
I
0.1
0.2
0.3
0.4
U
1
2
3
4
(4）根据此表格可知：电阻一定时，电流与电压成 　正比　(选填“正比”或“反比”）。
(二）某同学探究“电流与电阻”的关系，他有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻，一个电压表，一个电流表和导线若干，多次实验后得到电流与电阻的关系如图所示。

(1）电阻两端的电压为 　2.5　V；
(2）滑动变阻器的最大功率为 　1　W。

【答案】(1）如上图所示；(2）R短路；(3）①；(4）正比；(二）(1）2.5；(2）1。
【解答】解：(1）探究“电流与电压”的关系时，控制定值电阻不变，电压表并联在定值电阻两端，电路如下图所示：
；
(2）电流表有示数，说明不是断路，电压表无示数，说明与电压表并联的电阻短路，即R短路；
(3）3个干电池，电源电压约为4.5V，在第①次实验中，定值电阻两端电压为1V，电路中的电流为0.1A，由串联电路分压规律可知：
滑动变阻器两端的电压约为：U滑＝U﹣U定＝4.5V﹣1V＝3.5V，
根据欧姆定律得滑动变阻器接入电路的阻值为：R滑＝＝＝35Ω，大于滑动变阻器的最大阻值20Ω，故第①组实验数据有误；
(4）由表中数据，电压与电流之比为10Ω，为一定值，可以得出结论：电阻一定时，电流与电压成正比；
(二）(1）电流与电压、电阻有关，探究“电流与电阻”的关系时，要控制电阻两端的电压不变，
由公式I＝可得电阻两端的电压为：U'＝I'R'＝0.5A×5Ω＝2.5V；
(2）五次实验中，电源电压不变，电阻两端电压不变，滑动变阻器两端电压不变，根据串联分压原理，滑动变阻器两端电压为U'滑＝U﹣U定＝4.5V﹣2.5V＝2V，
由电流与电阻的关系图像可知，选用5Ω电阻实验时，电路中的电流最大，I大＝0.5A，
故滑动变阻器最大功率为：
P滑＝U'滑I大＝2V×0.5A＝1W。
10．某班同学利用图甲所示的电路用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值，阻值大约为5Ω。电源为两节新干电池，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。

(1）请你根据电路图用笔画线代替导线，将图乙的实物电路连接完整。
(2）电路中滑动变阻器除对电路有保护作用外，另一个作用是 　调节电阻两端的电压　。
(3）完成电路连接后，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，该故障为 　滑动变阻器断路　。
(4）实验过程中老师提醒同学们尽量缩短通电时间，并且电流不宜过大，这样做的理由是 　电阻的阻值受温度影响　。
(5）小光和小彤分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象，在处理实验数据时，分别画出了U﹣I的图像，如图丙、丁所示。对于图像的分析，以下说法错误的是 　C　。
A.由图丙可知，定值电阻的阻值为1Ω
B.由图丙可知，电阻不随其两端的电压和导体中的电流而改变
C.为了减小误差，应该用多次测量的方法，计算小灯泡的电阻
D.由图丁及实验现象可知：小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大
(6）实验中小华不用电流表，而是挑选标有“R01A”字样的滑动变阻器进行实验，小华设计了如图戊所示的电路。接下来小华的实验操作是：
①闭合开关S，调节滑片至最左端时，读出电压表的示数为U1；
②闭合开关S，　调节滑片至最右端时　，读出电压表的示数为U2；
③未知电阻Rx＝　　(用题目给出的R0、U1、U2表示）。
【答案】(1）如图；(2）调节电阻两端的电压；(3）滑动变阻器断路；(4）电阻的阻值受温度影响；(5）C；(6）②调节滑片至最右端时；③。
【解答】(1）电流表应串联接入电路，电源为2节干电池，未知电阻Rx的阻值大约为5Ω，由欧姆定律可得通过电路的最大电流：I＝＝＝0.6A，所以电流表选择0～0.6A的量程，如图：
；
(2）伏安法测电阻的实验需通过改变滑动变阻器接入电路的阻值改变电阻两端的电压，多测几组数据计算平均值，减小误差，所以电路中滑动变阻器除对电路有保护作用外，另一个作用是调节电阻两端的电压；
(3）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a、电源、b之间是通路，a、电流表、待测电阻、c也是通路；根据接在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；
(4）实验过程中老师提醒同学们尽量缩短通电时间，并且电流不宜过大，由焦耳定律可得时间越长，电流越大，产生的热量越多，电阻的温度越高，这样做的理由是电阻的阻值受温度影响；
(5）由图丙可知，通过电阻的电流为3A时，电阻两端的电压为3V，由欧姆定律可得：Rx＝＝＝1Ω，U﹣I图象是一条过原点的直线，也就是说电流与电压成正比，所以该电阻为定值电阻，故AB正确，
由图丁可知，U﹣I图象是一条曲线，也就是说电流与电压不成正比，所以灯泡的电阻随温度的改变而改变，小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大，不可计算平均值，故C错误，D正确；
(6）①闭合开关S，调节滑片至最左端时，读出电压表的示数为U1；
此时滑动变阻器接入电路的电阻为0，电路为定值电阻的简单电路，电压表示数即电源电压，
②闭合开关S，调节滑片至最右端时，读出电压表的示数为U2；
此时定值电阻和滑动变阻器的最大阻值串联接入电路，电压表测定值电阻两端的电压，串联电路总电压等于各部分电压之和，
所以滑动变阻器两端的电压：U0＝U1﹣U2，
由欧姆定律可得通过电路的电流：I＝＝，
③由欧姆定律可得未知电阻：Rx＝＝＝。

11．小明用图甲所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”，电源电压15V保持不变，滑动变阻器的规格是“50Ω，2A”，阻值为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的定值电阻各1个，电流表量程0～0.6A、0～3A，电压表量程0～3V、0～15V。
实验次序
R/Ω
I/A
1
10
0.59
2
20
0.30
3
30
0.20
4
40
0.15
(1）根据图甲，将图乙所示的实物图连接完整。
(2）小明将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片，记录对应的几组电表示数，此过程小明探究的问题是 　在电阻不变时，通过导体的电流与电压的关系　；
(3）为了探究电流与电阻的关系，同学们继续实验，上表为某同学提交的实验数据。
①该同学用10Ω的电阻换成20Ω的电阻时，应该将滑动变阻器的滑片向 　b　端移动(选填“a”或“b”）。
②老师指出有一组数据不符合实际，不符合实际的实验次序是 　4　，理由是 　电路最小电流为0.17A　。

【答案】(1）如上图所示；(2）在电阻不变时，通过导体的电流与电压的关系；(3）①b；②4；电路最小电流为0.17A。
【解答】解：(1）探究“电流与电阻的关系“的实验中，电压表测定值电阻两端电压，与定值电阻并联；电流表测通过定值电阻的电流，与定值电阻串联；由于电源电压较大，电压表选用大量程，由实验数据可知，电流表选用小量程，如下图所示：
；
(2）小明将10Ω的电阻接入电路(控制电阻的大小不变）闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片，记录对应的几组电表示数，此过程小明实际探究的问题是在电阻不变时，通过导体的电流与电压的关系；
(3）①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b端移动；
②变阻器的最大电阻为50Ω，由表中最后一组数据实验电阻的大小，由欧姆定律，电路的最小电流为：
I＝＝≈0.17A＞0.15A，故不符合实际的实验次序是4，理由是电路最小电流为0.17A。
12．在探究“通过导体的电流与电阻的关系”的实验中。
(1）小明连接的部分实验电路如图﹣1所示，请用笔画线代替导线将图﹣1中的实验电路连接完整，要求滑片向左移动时电流表示数增大。

(2）连接电路过程中，开关必须 　断开　。
(3）检查电路并将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处，闭合开关，发现电流表无示数，电压表有示数，则电路故障可能是定值电阻 　断路　(选填“短路”或“断路”）。
(4）排除故障后闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为1.5V，此时电流表示数如图﹣2所示，则此时电路中的电流为 　0.3　A，接着小明将原电路中的定值电阻换成阻值为15Ω的定值电阻，闭合开关后发现电压表示数如图﹣3所示，接下来他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 　1.5　V时，再次记录电流表示数，此时电流表示数为0.1A。
(5）小明分析两次实验得到的数据，得出初步结论：在其他条件一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 　反比　。
【答案】(1）如上图所示；(2）断开；(3）断路；(4）0.3；右；1.5；(5）反比。

【解答】解：(1）电压表应并联在电阻和电流表两端；滑片向左移动时电流表示数增大，说明变阻器接入电路的阻值变小，故变阻器应选左下接线柱与电流表串联接入电路中，如下图所示：
；
(2）为了保护电路，连接电路过程中，开关必须断开；
(3）检查电路并将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处，闭合开关，发现电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，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，即电路故障可能是定值电阻断路；
(4）排除故障后闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为1.5V，此时电流表示数如图﹣2所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，接着小明将原电路中的定值电阻换成阻值为15Ω的定值电阻，闭合开关后发现电压表示数如图﹣3所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为1.8V；在探究导体的电流与电阻关系的实验中，应控制电压不变，需要减小电阻两端的电压，根据串联电路电压规律，应增大变阻器两端电压，根据分压原理，应增大变阻器接入电路的阻值，故接下来他应将滑动变阻器的滑片向右移动，当观察到电压表示数为1.5V时，再次记录电流表示数，此时电流表示数为0.1A；，
(5）当电压表的示数为1.5V，电路中的电流为0.3A，此时接入电路电阻阻值为R1＝＝＝5Ω，小明将原电路中的定值电阻换成阻值为15Ω的定值电阻，此时电流表示数为0.1A，定值电阻两端电压仍为U2＝I2R2＝0.1A×15Ω＝1.5V，故由实验得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。