初中物理苏科版（2024）九年级全册第十四章 欧姆定律3 欧姆定律精品一课一练

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一．探究电流与电压的关系（共12小题）
二．探究电流与电阻的关系（共12小题）
三．欧姆定律的概念（共4小题）
四．欧姆定律的简单计算（共6小题）
一．探究电流与电压的关系（共12小题）
1．如图是小明探究“电流一定时，电压与电阻关系”的实验电路图．已知电源电压U＝15V，滑动变阻器上标有“20Ω 3A”（实际最大阻值略小于20Ω），实验中所用的四个定值电阻分别为5Ω，10Ω，15Ω，20Ω．为了使这四个电阻都能为实验所用，电路中电流表选择的量程和应控制的电流最合理的是（ ）
A．0～0.6A 0.5AB．0～3 A 0.8A
C．0～3A 0.7AD．0～3A 0.75A
【答案】C
【解答】解：（1）定值电阻与变阻器串联，当定值电阻为5Ω，且滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，
根据欧姆定律可得，电路中的最大电流
Imax1＝＝＝3A，所以电流表的量程为0～3A；
（2）当定值电阻为20Ω时，电路中的最大电流：
Imax2＝＝＝0.75A，
滑动变阻器上标有“20Ω 3A”表示变阻器的最大电阻为20Ω，当定值电阻为5Ω时，由电阻的串联和欧姆定律，电路中的最小电流：
Imin1＝＝＝0.6A；
因滑动变阻器的实际最大阻值略小于20Ω，Imin1稍大于0.6A，且电流表的分度值为0.1A，
为了使这四个电阻都能为实验所用，电路中电流应控制在0.7A最合理．
故选：C．
2．达瓦同学探究了“电功率跟电流、电压的关系”实验。
（1）小灯泡电功率的大小可以通过 小灯泡的亮度 来判断。
（2）达瓦同学用干电池做电源，把L1“”和“”两只灯泡连成如图甲所示电路。
闭合开关进行实验，实验现象和实验数据见下表。
通过分析上述实验现象和实验数据，可以得出结论是 串联在电路中的两盏灯泡，两端的电压越大，电功率越大，灯泡越亮 ；
（3）达瓦同学按图乙所示电路继续实验，闭合开关S，看到小灯泡L1一闪即灭，经检查发现灯丝断了。请分析灯丝断了的原因是 电源电压是4.5V，而乙图中L1是并联在电源上的，因其额定电压（2.5V）低于电源电压 ，并提出改进方法： 在干路上串联一滑动变阻器（或降低电源电压） 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的，实际功率越大，灯泡越亮。所以实验中小灯泡电功率的大小可通过观察小灯泡的亮度来判断。
（2）由两个小灯泡的额定电压和额定电流可知，这两个小灯泡的电阻不同，通过R＝计算可得：L1的电阻比L2的电阻小。
当这两个灯泡串联时，通过它们的电流相同，根据U＝IR和P＝UI可知：L1电阻小，两端分得的电压小，消耗的实际功率小，灯泡发光暗；L2电阻大，两端分得的电压大，实际功率大，灯泡发光亮。
（3）由串联电路电压规律可知，这两个灯泡串联时电路两端的总电压是U＝1.8V+2.7V＝4.5V．现在将这两个灯泡并联接在这个电源上，根据并联电路电压规律可知，灯泡L1两端的电压等于4.5V．由于灯泡L1两端的实际电压比它的额定电压高得多，所以灯泡L1的灯丝会在一瞬间被烧断。
改进方法：在干路上串联一个电阻，该电阻能够分去一部分电压，从而减小灯泡两端的电压。
故答案为：（1）小灯泡的亮度；（2）串联在电路中的两盏灯泡，两端的电压越大，电功率越大，灯泡越亮；（3）电源电压是4.5V，而乙图中L1是并联在电源上的，因其额定电压（2.5V）低于电源电压；在干路上串联一滑动变阻器（或降低电源电压）。
3．某小组同学按图15（a）、（b）所示的电路图连接电路分别进行实验。在这两个电路中，电阻R1与R2为阻值不同的定值电阻。实验时，他们通过改变滑动变阻器R的滑片位置，得到的实验数据如表一、二所示。
①对上述电路和表格进行比较、分析，可得出表一中的实验数据是该小组同学根据图 b [选填“（a）”或“（b）”]所示的电路图进行实验测得的。
②分析 表二 （选填“表一”或“表二”）中电表 A1 与电表 V1 的示数关系（选填表中电表符号），可验证：当导体 R1 （选填“R1”、“R2”或“R”）电阻不变时，通过该导体的电流跟它两端的电压成正比。
③分析比较实验序号1与4中的电压表V1和电流表A1的示数及相关条件，可验证： 电压不变，导体中的电流与导体的电阻成反比 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：①由a图知，R1与R串联，当滑动变阻器的阻值减小时，电路中的电流变大，电阻R1两端的电压也变大，则V1的示数变大；
由b图知，电阻R2与滑动变阻器并联，两端的电压等于电源电压，滑动变阻器的电阻变小时，电压表的示数不变，通过R2的电流不变，则A1的示数不变；
表一中A1和V1的示数都不变，可知是根据图b所示的电路图进行实验测得的；
②要得电阻不变时，通过该导体的电流跟它两端的电压成正比，则需保持电阻不变，改变电阻两端的电压，所以应分析表二中的A1和V1的示数；
③验序号1与4中的电压表V1和电流表A1的示数，电阻两端的电压相等，R1的电阻大，所以通过的电流较小，可验证电压不变的情况下，电流与电阻成反比。
故答案为：①b；②表二；A1；V1；R1；③电压不变，导体中的电流与导体的电阻成反比。
4．图甲是探究电流一定时，电压与电阻关系的实验电路图。已知电源电压U＝15V，滑动变阻器上标有“20Ω 3A，”（实际最大阻值略小于20Ω），实验中所用的四个定值电阻分别为5Ω，10Ω，15Ω，20Ω。

（1）电流表的量程应选 0～3 A。
（2）ab间接入5Ω电阻时，调节滑动变阻器，使电路中的电流控制在图乙所示的数值。ab间换接10Ω电阻时，滑动变阻器的滑片应向 左 端移动，直到电流表的示数为 0.8 A。
（3）当ab间接 20 Ω电阻时，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，都不能得到实验所要求的数据。为了使这四个电阻都能为实验所用，电路中电流应控制在 0.7 A最合理。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）当定值电阻为5Ω，且滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，
根据欧姆定律可得，电路中的最大电流I＝＝＝3A，所以电流表的量程为0～3A；
（2）由图乙可知，电流表的分度值为0.1A，示数为0.8A；
当ab间换接10Ω电阻时，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，要使电路中的电流不变，滑片应向左移动减小接入电路中的电阻，直到电流表的示数为0.8A；
（3）电流表的示数为0.8A时，电路中的总电阻R＝＝＝18.75Ω＜20Ω，
所以，当ab间接20Ω电阻时，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，都不能得到实验所要求的数据；
当定值电阻为20Ω时，电路中的最大电流Imax＝＝＝0.75A，
当定值电阻为5Ω时，电路中的最小电流Imin＝＝＝0.6A，
因滑动变阻器的实际最大阻值略小于20Ω，且电流表的分度值为0.1A，
所以，为了使这四个电阻都能为实验所用，电路中电流应控制在0.7A最合理。
故答案为：
（1）0～3；
（2）左；0.80；
（3）20；0.70。
5．在探究“电阻上的电流跟两端电压关系”的实验过程中
（1）小刚同学做出了以下猜想：
A．电阻一定，电流跟电压成正比。
B．电阻一定，电流跟电压成反比。
C．电流跟电压无关。
你认为合理的猜想是 A （填序号），你的依据是 小灯泡与一节干电池连接，发光较暗，与两节相接时较亮 。
（2）为了检验猜想是否正确，小刚设计了如图所示的电路图，其中电源电压为3V，电阻R为20Ω，变阻器R'上标有“15Ω 1A”字样。
①请你帮他选量程：电压表应选 0～3 V，电流表应选 0～0.6 A。
②上表是小刚记录的数据，请你替小刚写出结论：电阻一定时， 通过导体的电流与其两端电压成正比 。
③小刚在实验中想把电压表的示数调到1V，但无论怎样调节都无法达到要求，其原因是 滑动变阻器最大阻值太小 。
（3）小刚还想用这个电路研究电流跟电阻的关系，并与上表中的第1次实验数据作比较，于是他把20Ω的电阻换成10Ω，闭合开关后，小刚的下一步操作是 调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2V ，记录数据；接着他再把10Ω电阻换成5Ω，重复上述操作。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）探究并联电路电压的特点时，发现小灯泡两端电压越高，小灯泡越亮。
（2）①因为电源电压为3V，所以电压表选择0～3V；当滑动变阻器滑片移到最左端时，电路中电阻最小，电流最大：I＝＝＝0.15A，所以电流表选择0～0.6A。
②由上表数据知，电阻一定，电压增大时，电流相应增大，并且增大的程度相同，所以电流与电压成正比。
③串联电路用电器两端电压与其阻值成正比，当滑动变阻器滑片移到最大阻值处时
＝＝＝．即R两端电压为U＝U总＝×3V＝1.7V＞1V。
（3）将定值电阻由20Ω换成10Ω，阻值减小，两端电压也相应减小；要保持两端电压不变，必须调节滑动变阻器，使其阻值减小，才能保持电压表示数不变。
故答案为：（1）A，小灯泡与一节干电池连接，发光较暗，与两节相接时较亮；
（2）①0～3 0～0.6；
②通过导体的电流与其两端电压成正比；
③滑动变阻器最大阻值太小；
（3）调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2V。
6．实验桌上有如下器材：满足实验要求的电源一个、电压表一个、开关一个、电阻箱（电路图符号）一个、各种阻值已知的定值电阻和导线若干。小敏想利用实验桌上的器材，设计一个实验证明：“当通过电阻的电流保持不变时，电阻两端的电压与该电阻的阻值成正比”。请你根据上述要求帮助小敏画出实验电路图，并写出实验步骤。
（1）实验电路图
（2）实验步骤
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）让这些不同的电阻串联，可以保证通过它们的电流是相同的；
答：实验电路图如图所示：
（2）可以用电压表分别测出每个电阻两端的电压，记录电压值和对应的电阻值，分析研究得出结论；
答：实验步骤如下：
①按电路图将六个阻值不同的电阻R1、R2、R3、R4、R5和R6和电压表接入电路中；
②闭合开关S，测量R1两端的电压，记录R1的阻值和电压表示数；
③断开开关S，把电压表连接在R2两端，闭合开关S，测量R2两端的电压，记录R2的阻值和电压表示数；
④依照步骤③，改变电压表连接在电路中的位置，分别测量电阻R3、R4、R5和R6两端的电压，记录R3、R4、R5和R6的阻值和相应的电压表示数。
7．如表是小华探究“电流与电压关系”时记录的几组实验数据：
（1）表中有一组数据是错的，你认为是第 4 次；
（2）排除错误数据后，可知实验所用的定值电阻阻值为 10 Ω；
（3）通过对表中数据的分析，可得到的初步结论是 导体的电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）由表中的数据可知，电阻的阻值不变时，通过电阻电流的变化倍数和其两端电压变化倍数相等，所以第4次的实验中电流值错误；
（2）由第1组数据知，电阻R＝＝＝10Ω；
（3）由表格中数据知，在导体的电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。
故答案为：（1）4；（2）10；（3）导体的电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。
8．某实验小组探究“通过导体的电流与电压的关系”时，设计了如图1所示的电路。电源电压不变，R1为定值电阻，电流表A选用0～0.6A量程，电压表V1选用为0～3V量程，电压表V2选用为0～15V量程，滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”的字样。
（1）根据图甲的电路图，将图乙的实物电路连接完整。
（2）闭合开关前滑动变阻器的滑片P应放在 B （选填“A”或“B”）端。
（3）闭合开关S，发现电流表A 与电压表V2的示数为零，电压表V1的示数不为零，则电路存在的故障是 电阻R1断路 。
（4）排除故障后，继续实验，记录电流表A 与电压表V1的示数，得到一组实验数据，如表所示。其中，第三次电流表的示数如图丙所示，请填入表格中。分析表中实验数据可得结论：当导体的阻值不变时，通过导体的电流与其两端电压成 正 比。
（5）实验中，记录电流表A 与电压表V2的示数，得到一组实验数据，根据实验数据作出I─U2图线，如图丁所示，则电源电压是 6 V．在保证实验器材安全的前提下，滑动变阻器接入电路的阻值不得小于 10 Ω。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）题目已明确了电流表、电压表的量程，只要将电阻、滑动变阻器、开关、电源串联，电压表V1与电阻并联、电压表V2与滑动变阻器并联即可，如下图。
（2）为保护电路，闭合开关前，滑片应位于最大阻值处，也就是位于B端。
（3）闭合开关，电流表A 与电压表V2的示数为零，说明与他们串联的电路是断路状态﹣﹣但不可能是滑动变阻器断路（如果滑动变阻器断路，电压表V2有示数）；电压表V1有示数，说明与V1串联的电路是通路，所以电路故障为电阻R1断路。
（4）据上图丙可知，此时电流表选择的是小量程，故其分度值是0.02A，故此时的示数是0.3A；如下表格：
由实验数据可以看出：电压成倍增大，电流也成倍增大，且两者增大的倍数相同。所以实验结论为：在电阻一定时，通过导体的电流与两端电压成正比。
（5）定值电阻的阻值为R1＝＝＝10Ω
由丁图知，滑动变阻器两端电压为5V时，滑动变阻器接入电路的电阻为R2＝＝＝50Ω
所以电源电压为U＝IR＝0.1A×（10Ω+50Ω）＝6V；
已知电源电压为6V，所以对电压表V2不会造成损害；已知电源电压和电阻R1的阻值，可得电路最大电流为0.6A，对电流表也不会造成损害；当电压表V1电压达到3V时，电路电流为I＝＝0.3A。
所以滑动变阻器接入电路电阻为R最小＝＝10Ω，即滑动变阻器接入电路电阻不能小于10Ω。
故答案为：（1）见上图；（2）B；（3）电阻R1断路；（4）见上表；正；（5）6；10。
9．某实验小组的同学在探究电流与电压的关系时，用到如下器材：电源1个，电流表、电压表各1只，定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω各1只），滑动变阻器1只，开关1个，导线若干。设计的电路如图所示。
（1）这个实验使用了控制变量的方法，其中被控制的变量是 电阻R1 ，滑动变阻器R2的作用是 改变电路中电流大小，从而改变电阻R1两端的电压，达到多次测量求平均值 。
（2）下面是他们获得的一组实验数据：
实验中他们选用的定值电阻阻值为 5 Ω。
（3）分析表中的数据或U﹣I关系图象，你能得出的探究结论： 在电阻一定时，电阻中的电流跟加在电阻两端电压成正比 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）探究电流与电压的关系时，被控制的变量是电阻R1，
滑动变阻器R2的作用是改变电路中电流大小，从而改变电阻R1两端的电压，达到多次测量求平均值。
（2）由表可知，当U＝2V时，I＝0.40A，
定值电阻的阻值R＝＝＝5Ω。
（3）由表格中数据可知：电压与电流的比值保持5Ω不变，
故可得结论：在电阻一定时，电阻中的电流跟加在电阻两端电压成正比。
故答案为：（1）电阻R1；改变电路中电流大小，从而改变电阻R1两端的电压，达到多次测量求平均值；
（2）5；（3）在电阻一定时，电阻中的电流跟加在电阻两端电压成正比。
10．如图为“欧姆定律”一节中的“研究电流和电阻关系”实验电路图。
（1）为了达到研究的目的，实验过程中必须保持 电阻两端电压 不变。
（2）当开关S闭合后，电压表的读数为2V，电流表的读数为0.4A．现将阻值为5Ω的电阻R换成阻值为10Ω的电阻接入电路来进行研究。则下一步进行的操作是 眼睛注意观察电压表示数，向左移动滑动变阻器滑片，直到电压表示数为2V为止 。
（3）连接好电路，闭合开关，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是 C
A．电流表坏了 B．滑动变阻器短路
C．电阻处接触不良 D．电阻短路
（4）在“研究电流跟电压的关系”实验中，被控制的物理量是 电阻 ，实验结论是 电阻一定时，电流跟电压成正比 。这两个实验所用的科学方法 控制变量法 ：
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）在研究“电流和电阻关系”实验过程中必须保持电阻两端电压不变。
（2）将阻值为5欧的电阻R换成阻值为10欧的电阻接入电路进行实验时，电阻两端电压变大，滑动变阻器两端电压变小，为使电阻两端电压不变，
由电路图可知，应向左移动滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值变大，
增大滑动变阻器的分压，使电阻两端电压减小，移动滑片时，注意观察电压表示数，直到电压表示数减小到2V为止。
（3）连接好电路，闭合开关，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压，造成这一现象的原因可能是电压表所测量的电阻断路，故选C；
（4）由课本实验知，在“研究电流跟电压的关系”实验中，被控制的物理量是电阻，实验结论是电阻一定时，电流跟电压成正比；
在“研究电流跟电阻的关系”实验中，被控制的物理量是电压，实验结论是电压一定时，电流跟电阻成反比。
故答案为：（1）电阻两端电压；
（2）眼睛注意观察电压表示数，向左移动滑动变阻器滑片，直到电压表示数为2V为止。
（3）C；
（4）电阻；电阻一定时，电流跟电压成正比；控制变量法。
11．小强在探究“电流与电压和电阻的关系”时，所用器材为电源、开关、三个阻值不同的电阻（5Ω、10Ω、20Ω），导线若干，电流表及电压表各一块，滑动变阻器。
（1）请画出电路图并按电路图将图中的元件连接起来。
（2）电路中滑动变阻器的作用是 保护电路，保持定值电阻两端的电压不变 ；
（3）小明将用10Ω电阻替换5Ω电阻接入电路后，接下来他应该进行的操作是 调节滑动变阻器的滑片；保持定值电阻两端电压不变 。
（4）小强记录的三组数据如表1、表2所示。
表1：电阻R1＝10Ω
表2：电压U＝2V
分析表1得出的结论是： 在电阻一定时，电流与电压成正比 ；分析表1得出的结论是： 电压一定时，电流与电阻成反比 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）探究“电流与电压和电阻的关系”的实验，电压表与电阻并联，电流表与电阻串联，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，再与开关和电源组成电路即可，电路图如下图所示：
电源电压电压为6V，所以电压表的量程为0～15V，电流表的量程为0～3A，且与电阻串联，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，如下图所示：
（2）滑动变阻器的作用是保护电路；探究通过导体的电流与导体电阻关系时，应保持定值电阻两端的电压不变，是通过滑动变阻器来实现的。
（3）小明将用10Ω电阻替换5Ω电阻接入电路后，电阻两端电压变大，但是在探究通过导体的电流与导体电阻的关系时，要保证电阻两端电压不变，因此需要调节滑动变阻器的滑片使滑动变阻器接入电路的阻值增大，需将滑片向左移动，保持定值电阻两端电压不变；
（4）在表一中：导体的电阻10Ω一定，导体两端的电压从1V到2V再到3V，相对应的，导体中的电流从0.1A到0.2A再到0.3A．电压增加几倍，电流也增加几倍，故得结论：在电阻一定时，电流与电压成正比。
在表二中：导体两端的电压2V一定，导体的电阻从5Ω到10Ω，再到20Ω，相对应的，导体中的电流从0.4A到0.2A再到0.1A，电阻增加几倍，电流变为原来的几分之一倍，故得结论：在电压一定时，电流与电阻成反比。
故答案为：（1）如上图；（2）保护电路；保持定值电阻两端的电压不变；（3）调节滑动变阻器的滑片；保持定值电阻两端电压不变；（4）电阻一定时，电流与电压成正比；电压一定时，电流与电阻成反比。
12．小王和小海在学习了串联电路知识后，进一步探究“导体中电流与电压的关系”，他们用A、B、C三个导体进行实验，实验中多次改变导体两端的电压大小，并将测得的数据记录在表一、表二、表三中。
表一 导体A
表二 导体B
表三 导体C
①分析比较实验序号 1、4、7或2、5、8或3、6、9 中的相关数据和实验现象，可得出的初步结论是：电压相同，通过不同导体的电流不同。分析数据还可以知道：三个导体中，导体 C 对电流的阻碍作用最大（选填“A”、“B”或“C”）。
②小王进一步分析了表格中的数据，得出同一导体，电流与电压的比值是一定值；不同导体，电流与电压的比值不同。小海在小王的基础上，将电流与电压的比值定义为一个新的物理量。分析表格中的数据可知，该物理量的数值越大，导体对电流的阻碍作用越 小 （选填“大”或“小”）．若将新物理量取名为“电导”，符号取为“G”，则电流与电压的关系式可以写作：I＝ GU 。（用“G”和“U”表示）
③如果将两个导体串联，它们的电导分别为G1和G2，等效替代它们的总电导为G，请推导总电导与两个串联导体电导的关系式。 因为串联，则U＝U1+U2，U＝ U1＝ U2＝
所以＝+；
又因为I＝I1+I2
所以＝+ （需要写出推导的过程）
【答案】见试题解答内容
【解答】解：①根据电压相同选出要比较的数据为1、4、7或2、5、8或3、6、9．分析数据得出结论是：当电压相同时，通过不同导体的电流不相同。分析数据还可以知道：三个导体中，导体C对电流的阻碍作用最大。
②若将电流与电压的比值定义为一个新的物理量。分析表格中的数据可知，该物理量的数值越大，导体对电流的阻碍作用越小；若将新物理量取名为“电导”，符号取为“G”，则电流与电压的关系式可以写作：I＝GU。
③如果将两个导体串联，它们的电导分别为G1和G2，等效替代它们的总电导为G；
因为串联，则U＝U1+U2，U＝ U1＝ U2＝
所以＝+；
又因为I＝I1+I2
所以＝+。
故答案为①1、4、7或2、5、8或3、6、9；C。
②小；GU。
③因为串联，则U＝U1+U2，U＝ U1＝ U2＝
所以＝+；
又因为I＝I1＝I2
所以＝+。
二．探究电流与电阻的关系（共12小题）
13．探究“电流与电阻的关系”时，我们一般需要先预设一个电压值，实验中保持电阻两端电压为预设值不变，现采用如图所示电路进行探究，器材：学生电源（6V）、滑动变阻器（20Ω，1A）、电流表、电压表、开关、三个定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω）及导线若干，以下说法错误的是（ ）
A．要获得3组实验数据，电压的预设值最小为3V
B．要获得3组实验数据，电压的预设值最大为6V
C．若实验电压的预设值为2V，要获得3组实验数据，要更换最大阻值为40Ω的滑动变阻器
D．若实验电压的预设值为2V，要获得3组实验数据，要将电源电压至少下调至4V
【答案】B
【解答】解：闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测定值电阻两端的电压，电流表测通过电路的电流，
串联电路总电压等于各部分电压之和，根据串联分压原理可得＝，
（1）定值电阻的最大阻值为20Ω，若此时滑动变阻器接入电路最大阻值20Ω，代入数据可得＝，解方程可得UV＝3V，
电源电压为6V，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，根据串联电路电流特点可知通过电路的最大电流为1A，
当R＝5Ω时，定值电阻两端的电压为UR＝1R＝1A×5Ω＝5V，所以电压的预设值的范围为3V～5V，故A正确，B错误；
（2）若实验电压的预设值为2V，定值电阻的最大阻值为20Ω，代入数据可得＝，解方程可得滑动变阻器接入电路的阻值RP＝40Ω，故C正确；
若实验电压的预设值为2V，定值电阻的最大阻值为20Ω，若此时滑动变阻器接入电路最大阻值20Ω，代入数据可得＝，解方程可得U＝4V，故D正确。
故选：B。
14．在探究“电流与电阻关系”的实验中，电路如图所示，电源电压保持3V不变，滑动变阻器的规格是“10Ω 1A”。先在A、B间接入10Ω的定值电阻R，移动滑片P，使电压表示数为2V．接下来他仅在A、B间更换不同的定值电阻，下列说法不正确的是（ ）
A．下一步操作也应该控制电阻两端电压为2V一定
B．用5Ω替换10Ω的电阻时，闭合开关，将滑片P在原位置向左滑，即可使电压表示数为2V
C．用15Ω替换10Ω的电阻时，滑片P仍在原位置，闭合开关，此时电流表示数为0.15A
D．用30Ω替换10Ω的电阻时，闭合开关，将滑片P在原位置向右滑，即可使电压表示数为2V
【答案】D
【解答】解：
A、在该实验中，必须保持定值电阻两端的电压不变，所以下一步操作也应该控制电阻两端电压为2V一定，故A正确；
B、当A、B两点间的电阻由10Ω更换为5Ω后，AB间的电阻变小，故其分担的电压变少，该实验要控制AB间的电压不变，所以下一步的操作是：向左滑动滑片，使滑动变阻器连入的电阻变小（分压变小），使AB间的电压增大，直到电压表的示数为2V为止，故B正确。
C、先在A、B间接入10Ω的定值电阻R，移动滑片P，使电压表示数为2V，此时滑动变阻器两端的电压为U'＝U﹣UR＝3V﹣2V＝1V；此时电路中的电流为：I＝＝＝0.2A；
则滑动变阻器接入电路的电阻为：R'＝＝＝5Ω；
当A、B两点间的电阻由15Ω更换为10Ω后，此时电阻的总电阻为：R''＝5Ω+15Ω＝20Ω，此时电路中的电流为I'＝＝＝0.15A，故C正确；
D、用30Ω替换10Ω的电阻时，应控制电压表示数为2V，则此时电路中的电流为：I''＝＝＝A；则滑动变阻器的阻值应为：R'＝＝＝15Ω，由于滑动变阻器的最大阻值为10Ω，故无法控制电压为2V，故D错误。
故选：D。
15．探究“电流与电阻的关系”时，我们一般需要先预设一个电压值，实验中保持电阻两端电压为预设值不变，现采用如图所示电路进行探究，器材：学生电源（6V）、滑动变阻器（20Ω，1A）、电流表、电压表、开关、三个定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω）及导线若干，以下说法正确的是（ ）
A．电压预设值越小，在获得3组实验数据过程中，滑动变阻器阻值调节范围越小
B．要获得3组实验数据，电压预设值范围可以为1V～4V
C．要获得3组实验数据，电压预设值范围可以为3V～5V
D．实验电压预设值为2V，要获得3组实验数据，要更换最大阻值为30Ω的滑动变阻器
【答案】C
【解答】解：A、电压预设值越大，电路中电流越大，电阻电阻两端电压越大，变阻器两端电压越小，由欧姆定律可知，变阻器连入阻值越小，滑动变阻器阻值调节范围越小。故A错误；
BC、由图知，R与变阻器串联，电压表测R两端电压，电流表测电路中电流，
当定值电阻最大R＝20Ω，当电压预设值最小为1V时，由欧姆定律，电路中电流最小：
I最小＝IR＝＝＝0.05A，
由串联电路特点和欧姆定律可得，此时变阻器接入电路中的电阻最大：
R滑最大＝＝＝＝100Ω＞20Ω，
所以此预设电压值不正确，即B错误；
设电压表示数为UV，根据串联电路电压的规律和分压原理有：＝，即﹣1＝﹣﹣﹣﹣①，
故当R取最大值时，滑动变阻器也接入最大阻值，此时通过电路的电流最小，即R＝20Ω，R滑＝20Ω，
所以有﹣1＝，
故电压表控制的最小电压为UV＝3V；
滑动变阻器（20Ω，1A）即电路中允许通过的最大电流为1A，此时电路中的电阻最小，故定值电阻接入电路的也为最小电阻，即R＝20Ω，由欧姆定律，电阻两端的最大电压为：
U＝IR小＝1A×5Ω＝5V，故要获得3 组实验数据，电压预设值范围为3﹣5V；故C正确；
D、实验电压预设值为2V时，当R＝20Ω时，变阻器需连入阻值最大，
由欧姆定律，此时电路中电流：
I＝＝＝0.1A，
由欧姆定律，此时变阻器连入电路的阻值：
R＝＝＝40Ω，故D错误。
故选：C。
16．张华同学用如图所示的电路研究“通过导体的电流与导体两端的电压、导体的电阻之间的关系”。若保持电源电压和电阻箱R1的阻值大小不变，移动滑片P，可测得不同的电流和电压值，如表1所示。然后，他又改变电阻箱R1的阻值大小，测得相应的电流值，如表2所示。
（1）分析表1中的数据可知： 导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 ；
表1电阻R＝5Ω
（2）分析表2中的数据可知：电流与电阻 不成 （成/不成）反比。张华觉得奇怪，自己得到的结论与别的小组得出的结论不一样呀！
表2
（3）他决定再次做实验，并请别的同学帮他找出实验中的问题。小丽同学发现当张华当把3Ω换成6Ω的电阻时没有调节滑动变阻器港滑片的位置就直接记录了电流表的示数据。
你认为当把3Ω换成6Ω的电阻时，应将图中所示滑片P向 右 （选填“左”或“右”）滑动。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）由表1数据可以看出，导体中的电流随电压的增大而增大，并且成倍数的增大，故得出的结论为：导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（2）研究电流与电阻的关系时，要保持电压不变；由表2数据知：电流I与电阻U不成反比，说明改变导体电阻时未控制导体两端电压一定；
（3）由电路图可知，将3Ω电阻更换为6Ω电阻进行实验时，使滑动变阻器两端电压变大，因此需将滑动变阻器滑片向右移动，保持电阻两端电压不变。
故答案为：（1）导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（2）不成；原因：改变导体电阻时未控制导体两端电压不变； （3）右。
17．小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω，滑动变阻器”50Ω 1A”。
（1）请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整（导线不允许交叉）。
（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现电流表的示数随滑片的移动而改变，电压表的始终保持为零，这种现象产生的原因是： 电压表断路或定值电阻短路 。
（3）实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2.5V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。
①由图象可以得出结论：电压一定时， 电流和电阻成反比 。
②上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，进行了如下操作，将5Ω换为10Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动向 左 滑片（填“左”或“右”），使电压表示数为 2.5 V，读出电流表的示数。
（4）实验中，若电源电压为6V，则滑动变阻器连入电路最大阻值为 35 Ω。
（5）实验完成后，老师叫小明利用图甲，并同时去掉电压表，来验证一下阻值为15Ω的电阻Rx其标示是否准确，于是他进行如下操作：
①把阻值为15Ω的电阻接入电路。
②调节滑动变阻器，使其连入的阻值为最大R0，并记下电流表的示数为I1。
③ 调节滑动变阻器，使其连入电阻为0 ，记下电流表的示数为I2．表达式：Rx＝ R0。 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）将电压表的负接线柱与定值电阻的右接线柱相连，将变阻器的上边的一个接线柱与定值电阻的右接线柱相连，如下图所示：
（2）电流表示数有变化，说明电路为通路，并且滑动变阻器接线柱正确；电压表无变化，说明电压表断路或被短路或电压表，即电压表断路或定值电阻短路；
（3）①由图象知，电压一定时，电流与电阻成反比；
②由图象知，当R＝5Ω时，电流表的示数为0.5A，所以电阻两端的电压U＝IR＝0.5A×5Ω＝2.5V，在整个过程中，R两端的电压保持2.5V不变；
小明用5Ω的电阻做完实验后，需断开开关，将5Ω的电阻换为10Ω的电阻，并向左移动滑动变阻器滑片的位置，使电压表的示数保持2.5V不变，读出电流表的示数；
（4）根据图象可知，电路中的最小电流为0.1A，此时滑动变阻器两端电压：U滑＝6V﹣2.5V＝3.5V；
由I＝可知，滑动变阻器接入电路的最大阻值：R最大＝＝＝35Ω；
所以实验中，滑动变阻器的最大阻值为35Ω；
（5）实验完成后，老师叫小明利用图甲，并同时去掉电压表，来验证一下阻值为15Ω的电阻Rx其标示是否准确，于是他进行如下操作：
①把阻值为15Ω的电阻Rx接入电路。
②调节滑动变阻器，使其连入的阻值为最大R0，并记下电流表的示数为I1。
则R0和Rx串联，根据欧姆定律可得：
U＝I1（R0+Rx）﹣﹣﹣﹣﹣①
③调节滑动变阻器，使其连入电阻为0，记下电流表的示数为I2。
根据欧姆定律可得：
U＝I2Rx﹣﹣﹣﹣②
因为电源电压不变，由①②得：
I2Rx＝I1（R0+Rx），
解得：
Rx＝R0。
故答案为：（1）如上图；（2）电压表断路或定值电阻短路；（3）电流与电阻成反比；左；2.5；（4）35；（5）调节滑动变阻器，使其连入电阻为0；R0。
18．小明同学在探究“电流与电阻的关系”实验中，他选择的器材有：电压恒为3V的电源，阻值为5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻各一只，“15Ω 1A”的滑动变阻器一只，学生用电流表、电压表各一只、开关和导线若干。他设想进行如下操作：实验过程中通过调节滑动变阻器来控制定值电阻两端的电压恒为1.5V。
A．先将5Ω的电阻接入电路中进行实验，读取与该电阻对应的电流值；
B．再用10Ω的电阻替换5Ω的电阻接入电路中进行实验，读取与该电阻对应的电流值；
C．最后他用20Ω的电阻替换10Ω的电阻接入电路中进行实验，读取与该电阻对应的电流值。
和小明同组的小红同学经过分析和估算发现，这是无法完成的实验设计，问：
（1）小明此设计的主要问题出在哪里？
问题是： 滑动变阻器阻值偏小，不能使20Ω电阻接入电路时电压保持1.5V 。
（2）小红提出：要改进小明的设计，只要更换掉一个不合适的器材就可以使上述问题得以解决，并指出所需器材是下列器材中的一个：①30Ω的定值电阻、②4.5V的电源、③“50Ω 1A”的滑动变阻器、④单刀双掷开关。
其他设计不变的情况下，小明需要更换的器材是： ③ 。（填序号）
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）串联电路电阻起分担电压的作用，相等的电阻分担的电压相等，电源的电压是3V，当阻值为5Ω、10Ω的定值电阻接入电路，通过移动滑动变阻器的滑片，都能和滑动变阻器分担一半的电压1.5V，当20Ω的定值电阻接入时，滑动变阻器的最大阻值的15Ω，20Ω的定值电阻两端的电压最小是20Ω×≈1.7V，不能达到1.5V，要保持1.5V，滑动变阻器的电阻至少是20Ω。
（2）如果定值电阻换成30Ω，定值电阻的电压更大，比1.7V还大，不能完成实验，不符合题意。
（3）电源电压换成4.5V时，20Ω的定值电阻两端的电压最小是20Ω×≈2.6V，不能达到1.5V．不符合题意。
（4）当20Ω的定值电阻接入时，要使定值电阻两端的电压达到1.5V，滑动变阻器的电阻至少是20Ω．电路中当定值电阻为5Ω，当滑动变阻器的阻值为0，最大电流是I＝＝0.6A．“50Ω lA”的滑动变阻器符合题意
故答案为：（1）滑动变阻器阻值偏小，不能使20Ω电阻接入电路时电压保持1.5V
（2）③
19．同学们“探究电流与电阻的关系”时，实验室提供的器材有：电压恒为6V的电源一个，定值电阻5个（阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω），规格为“40Ω 1A”的滑动变阻器一个，电流表（0～3A量程损坏，0～0.6A量程可用）、电压表、开关各一个，导线若干。
（1）同学们设计并连接了如图甲所示的实验电路，想用电压表的3V量程测量定值电阻R两端的电压，请你用笔画线代替导线，帮助他们把电压表正确连接在电路中（导线不能交叉）；
（2）他们先将R＝5Ω的电阻接在图甲中a、b间，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为U0；保持滑片不动，用10Ω的电阻替换a、b间的电阻后，需将滑动变阻器的滑片P向 右 （选填“左”或“右”）端移动，才能保持a、b间的电压U0不变；再依次更换a、b间电阻为15Ω、20Ω继续实验。他们根据测量数据作出了电流表示数I与a、b间电阻R阻值的关系图像，如图乙所示。由乙图可知：a、b间电压U0的值为 2 V；a、b间电压一定时，通过a、b间导体的电流与导体的电阻成 反 比；
（3）当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后，发现电压表示数始终不能调为U0，为得到5组数据，同学们一起设计了如下方案，不正确的有 ③④ 。
①将滑动变阻器更换为“50Ω 1A”的滑动变阻器，其余不变
②将电压为6V的电源更换为电压为5.2V的电源，其余不变
③只调节滑动变阻器，使U0为2.4V
④换用3Ω的定值电阻再测一组数据
⑤给变阻器再串联一个10Ω的电阻
【答案】（1）；（2）右；2；反；（3）③④。
【解答】解：（1）根据电压表的连接方式，电压表要并联到电路中，接线柱正进负出，由图乙可知，定值电阻两端控制不变的电压为2V，则电压表量程选用0～3V，如图所示：
，
（2）用10Ω的电阻替换5Ω后，根据串联分压的规律可知，定值电阻两端的电压变大，即电压表示数变大，要探究电流和电阻之间关系，必须保持定值电阻两端的电压不变，即与电阻并联的电压表示数不变，所以要增大变阻器两端的电压，故应调节滑片向右移动，增大滑动变阻器接入电路的电阻，使电压表的示数不变；
由图乙可知，当R＝5Ω时，电路中的电流I＝0.4A，根据欧姆定律可得，定值电阻两端的电压为：
U0＝IR＝0.4A×5Ω＝2V；
由图象可知，电流与电阻的乘积相等，则在电压一定时，通过导体的电流和导体的电阻成反比；
（3）①由图可知，电源电压为6V，定值电阻两端电压为2V，滑动变阻器两端电压为4V，根据串联分压规律得，滑动变阻器的阻值是定值电阻的2倍，解得R变＝50Ω，当用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后，如果只更换滑动变阻器，则更换的滑动变阻器最大阻值至少为50Ω，因此该方法可行，故①正确；
②只更换电源，将电压为6V的电源更换为电压为5.2V的电源，定值电阻两端电压保持2V不变，滑动变阻器两端电压为5.2V﹣2V＝3.2V，根据串联分压规律得，滑动变阻器的阻值是定值电阻的1.6倍，当用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后，解得R变＝40Ω，因此该方法可行，故②正确；
③只改变控制电压U0，使U0为2.4V，电源电压为6V，定值电阻两端电压为2.4V，滑动变阻器两端电压为6V﹣2.4V＝3.6V，根据串联分压原理得，滑动变阻器的阻值是定值电阻的倍，当用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后，解得：，小于滑动变阻器的最大电阻，若要使U0为2.4V，必须重新做前面的4次实验，若只调节滑动变阻器，使U0为2.4V，方案不可取，故③错误；
④换用3Ω的定值电阻，由串联分压的规律可知，滑动变阻器接入电路中的阻值为6Ω，电路中的电流为：，电路中电流超过电流表的量程，故④错误；
⑤给变阻器再串联一个10Ω的电阻，相当于将滑动变阻器的最大阻值增加到50Ω，由①分析可行，故⑤正确。
故选：③④。
故答案为：（1）；（2）右；2；反；（3）③④。
20．小兵用图1所示电路来探究“电压一定时，电流与电阻的关系”。
（1）连接电路完成后，闭合开关，发现电压表示数为0，电流表有示数，发生故障的可能是 电压表本身断路或电压表并联的R短路等 。
（2）排除故障后，将R调为5Ω，闭合开关，移动滑动变阻器滑片至适当位置，记录两电表示数。其中电压表的指针所指位置如图2所示，它的示数为 2 V；
（3）将R调为20Ω，小兵在记录数据前，他应先调节 滑动变阻器的滑片 ，使 电压表的示数仍为2V ；
（4）多次实验后，小兵得到电流和电阻R的倒数的关系图象如图3所示，由此他得到的实验结论是：当电压一定时，电流与电阻成 反比 （选填“正比”或“反比”）；
（5）小兵身旁有一只仅能看清“0.25A”字样的小灯泡。为了知道其额定功率，他根据图3得到0.25A对应的电阻值为8Ω，从而算出该小灯泡的额定功率P＝0.5W．小兵求小灯泡额定功率的方法是否正确： 不正确 （选填“正确”或“不正确”），你的理由是： 该图象是在U＝2V的情况下得到的，而当小灯泡两端的电压为2V时，通过小灯泡的电流不一定是0.25A 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）闭合开关，发现电压表示数为0，电流表有示数，原因可能是电压表本身断路或电压表并联的R短路等；
（2）由图2可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2V；
（3）将R调为20Ω，小兵在记录数据前，要保持电阻两端的电压不变，他应先调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数仍为2V；
（4）由图3可知，电流与成正比，则电流与电阻成反比，即当电压一定时，电流与电阻成反比；
（5）该图象是在U＝2V的情况下得到的，而当小灯泡两端的电压为2V时，通过小灯泡的电流不一定是0.25A，所以小兵求小灯泡额定功率的方法是不正确的。
故答案为：
（1）电压表本身断路或电压表并联的R短路等；
（2）2；
（3）滑动变阻器的滑片；电压表的示数仍为2V；
（4）反比；
（5）不正确；该图象是在U＝2V的情况下得到的，而当小灯泡两端的电压为2V时，通过小灯泡的电流不一定是0.25A。
21．某实验小组在“探究电流与电阻的关系”实验中，按如图甲所示的电路图正确连接电路，逐次将不同阻值的电阻R接在a、b间，每次闭合开关前，滑动变阻器的滑片均移到阻值最大端。
（1）当接入的电阻R为5Ω时，闭合开关，电流表无示数，电压表示数如图乙所示，移动滑片，两表指针保持不动。若电路中只有一处故障，则故障是 R断路 ；电源两端的电压为 6 V。
（2）排除故障后进行如下操作：①闭合开关，记录电流表示数；②移动滑片使电压表示数为U0时，记录电流表示数；③当接入的电阻R分别为10Ω、15Ω时，闭合开关，重复步骤②；④当接入的电阻R为Rx时，闭合开关，电压表示数大于U0，记录电流表示数：⑤利用测得的数据绘制出如图丙所示的图象。
（3）实验中，滑动变阻器消耗的最大功率为 1.8 W。
（4）仍使用原有器材，若使以上四个电阻都能为实验所用，应控制a、b之间的电压至少为 4.5 V。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）电路闭合开关，发现电流表无示数，电压表有较大示数，且导线及相关连接处均完好说明电压表并联的部分断路即定值电阻R断路；此时电压表与变阻器串联，电压表内阻非常大，根据串联电路的分压特点可知，此时电压表示数即为电源电压，由图乙可知，电压表示数即电源电压为6V；
（2）由图知，当电阻为5欧姆时，电流分别为0.3A和0.6A，刚闭合开关时，滑动变阻器的电阻最大，电流小
所以当刚闭合开关，滑片处于最大值时，电路中的电流：I＝0.3A，
可得变阻器的最大阻值：R滑＝＝＝15Ω；
当接入的电阻R为Rx时，闭合开关，此时滑动变阻器的阻值最大，电压表示数大于U0，由图知电流表示数为0.1A；
此时电路的总电阻为：R总＝＝＝60Ω；
Rx＝R总﹣R滑＝60Ω﹣15Ω＝45Ω；
（3）由图知，电阻两端的控制电压为：UR＝I1R1＝0.6A×5Ω＝3V，
根据串联电路电压的规律知U滑＝U﹣UR＝6V﹣3V＝3V，
由图知电路中的电流最大为0.6A，
所以滑动变阻器的最大功率为P滑＝U滑•I大＝3V×0.6A＝1.8W；
（4）由题意可知，定值电阻的阻值不同，但两端的电压相同，
当阻值为45Ω的定值电阻与整个滑动变阻器串联时，电路中的电流：
I＝＝＝0.1A，
定值电阻两端电压：
UR＝IR＝0.1A×45Ω＝4.5V，
所以为保证在滑动变阻器变阻范围内完成本实验，定值电阻两端电压不能低于4.5V。
故答案为：（1）R断路；6；（3）1.8；（4）4.5。
22．在探究“电流与电阻关系”的实验中提供实验器材如下：电源（提供的电压不变，为4.5V），电流表、电压表和开关各一个，四个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），两个滑动变阻器（规格分别为“20Ω，2A”、“50Ω，1A”），导线若干。
（a）实验时在m、n间先接入5Ω的电阻，闭合开关移动滑片P，是电压表的示数为1.5V，并记下相应电流值。然后只在m、n间换上10Ω的电阻并马上闭合开关，电压表的示数变为2.2V，此时滑片P应向 A （选填“A”或“B”）端移动。移动变阻器滑片的目的是： 让变阻器分担的电压变大，使得定值电阻两端的电压仍为1.5V不变 。
（b）用同一变阻器完成四个定值电阻的实验，应选择的滑动变阻器规格是 50Ω，1A 。
（c）在眼睛灯泡功率的时候，灯泡L1、L2规格相同，按图2所示电路图连接图3的电路，要求滑动变阻器接入电路中的电阻值最大；
（2）正确连接电路后，闭合开关，观察不到两灯发光，将一根导线接在L1两端时，观察到L2会发光，据此猜想有可能是两灯的实际电功率太小，也可能是L1断路。
扼要写出确定上述哪一个猜想正确的检测过程。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）（a）当mn两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后，AB间的电压将增大，该实验要控制AB间的电压不变，所以下一步的操作是：让滑动变阻器分担的电压变大，从而使得定值电阻的电压仍为1.5V不变，所以只需向左（A）滑动滑片，使滑动变阻器连入的电阻变大（分压变大），使mn间的电压减小，直到电压表的示数回到原来的示数为止。
（3）当20Ω的电阻接入mn间时，为使电压表的示数为1.5V，滑动变阻器接入电路中的阻值是40Ω；若选用规格为“20Ω，2A”滑动变阻器，无论怎样移动滑片P，电压表的示数始终无法达到1.5V；因此需要选择“50Ω 1A”的滑动变阻器。
（c）根据电流流向法，从正极出发依次串联开关、L2、L1以及滑动变阻器回到电源负极；如下图所示：
（2）将一根导线接在L1两端时，观察到L2会发光，说明L2是完好的，可用同样的方法，可通过将导线与L2并联，判断L1是否完好，若L1发光，则说明是因为电功率太小造成的，若L1不发光，说明L1断路；
故答案为：（1）（a）A；让变阻器分担的电压变大，使得定值电阻两端的电压仍为1.5V不变；（b）50Ω，1A；（c）见上图；（2）见上表。
23．小华利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”。已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻R的阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω，滑动变阻器的规格为“0﹣50Ω”。
（1）请根据图甲，用笔画线代替导线将图乙所示的实物电路连接完整；
（2）为完成整个实验，应利用滑动变阻器控制R两端的电压至少保持 2 V不变；
（3）连好电路后闭合开关，发现电流表和电压表在电路中位置颠倒，则闭合开关后，电流表 没有 示数，电压表 有 示数；（选填：“有”或“没有”）
（4）实验中将定值电阻R的阻值由25Ω依次更换为20Ω、15Ω、10Ω，使电压表的示数为3V不变，则每次闭合开关后都应该将滑动变阻器的滑片P依次移到适当位置。当定值电阻换为10Ω时，应向 左 （选填“左”或“右”）移动滑动变阻器滑片使接入的阻值为 10 Ω。
（5）小华又将乙图中的电阻R换成标有“2.5V”的小灯泡，图丙是使该灯泡正常发光时的电流表的示数，则该灯泡的额定功率为 0.5 W。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）电路中的最大电流I＝＝0.6A，所以电流表的量程为0～0.6A，且与电阻串联，如下图所示：
（2）滑动变阻器的最大阻值与R＝25Ω串联时，滑动变阻器分得的电压最小，
电路中的电流：
I＝＝＝0.08A，
电压表示数的最小值：
UR＝U﹣U滑＝6V﹣4V＝2V；
（3）当把电压表和电流表的位置给颠倒后，由于电压表串联在电路中，且电压表的阻值特别大，所以导致电路中的电流很小，所以电压表有示数，电流表没有示数；
（4）当定值电阻R的阻值由25Ω换成10Ω时，则电路中的总阻值变小，电流变大，根据欧姆定律可知变阻器两端的电压变大，为了是R两端的电压保持3V不变，则应减小变阻器连入电路的阻值，即滑片应向左端移动；
此时，电路中的电流：
I′＝＝＝0.3A，
滑动变阻器两端的电压为U′＝U﹣UR′＝6V﹣3V＝3V；
则根据欧姆定律得：
变阻器的阻值：
R滑′＝＝＝10Ω；
（5）电流表的量程为0～0.6A，灯泡的额定电流IL＝0.2A，
灯泡的额定功率PL＝ULIL＝2.5V×0.2A＝0.5W。
故答案为：
（1）如上图所示；
（2）2V；
（3）没有；有；
（4）左；10；
（5）0.5；
24．小裴同学用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电压、电阻的关系”，电源电压恒为3V，R1为变阻箱，R2为滑动变阻器。
（1）闭合开关后，电流表有示数，电压表示数接近电源电压，调节滑动变阻器，两表均无变化，原因可能是 滑动变阻器R2同时接上面两个接线柱 。
（2）探究电流与电压的关系时，应保持 R1 （选填“R1”或“R2”）不变。
（3）探究电流与电阻的关系时，多次测量后，作出的I﹣R1图象是图乙中的 D （填字母）。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）实验中电流表有示数、电压表示数接近电源电压，调节滑动变阻器的滑片，两表示数均无变化，故障原因是：滑动变阻器同时接上面两个接线柱。
（2）由控制变量法的要求可知，要想探究电流与电压的关系，应控制电阻不变，故应保持R1不变；
（3）在探究电流与电阻的关系时，应保持电压的值不变，在电压一定时，电流与电阻成反比，故多次测量后，作出的I﹣R1图线是图乙中的D。
故答案为：（1）滑动变阻器R2同时接上面两个接线柱；（2）R1；（3）D。
三．欧姆定律的概念（共4小题）
25．（多选）下列说法正确的是（ ）
A．从R＝可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比
B．从R＝可知，对于某一导体，通过的电流越大，则导体两端的电压越大
C．从I＝可知，导体中的电流跟两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比
D．从R＝可知，对于某一导体，所加电压跟通过导体的电流之比是个恒量
【答案】CD
【解答】解：
①电阻是本身的一种性质，电阻的大小跟它两端的电压和通过的电流大小无关，只跟它的材料、长度、横截面积和温度有关；
所以A、B说法错误，不符合题意。D说法正确，符合题意。
②电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
德国物理学家欧姆在19世纪初期做了大量实验，归纳得出了电流与电压、电阻之间的关系，即：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，这个结论叫欧姆定律，它的表达式为I＝．所以C说法正确，符合题意。
故选：CD。
26．小阳在探究“电路中一个可变电阻两端电压U与通过它的电流I的关系”时，得到如表所示的实验数据，请根据表中数据归纳出U与I的关系：U＝ （﹣20V/A）I+14V 。
【答案】（﹣20V/A）I+14V。
【解答】解：由表格数据可知，U与I成一次函数关系，可设为U＝kI+b，
把I＝0.1A，U＝12V和I＝0.2A，U＝10V代入可得：
12V＝k×0.1A+b，10V＝k×0.2A+b，
联立等式可得：k＝﹣20V/A，b＝14V，
则U＝（﹣20V/A）×I+14V。
故答案为：（﹣20V/A）I+14V。
27．一个小灯泡上标着“2.2V 0.25A”，物理小组连接了如图甲的实物电路。
（1）若要求实验中将滑片P左滑灯泡变亮，将导线Q端（用笔画线代表导线）与变阻器的某个接线柱连接起来
（2）将连接好的该实物电路的电路图画在虚线框（图乙）中；
（3）该小组在某次测量中电流表指针所指位置（局部放大）如图丙，则读数是： 0.230A（其它答案合理也可） ；
（4）该小组记录了许多组电压U、电流I对应数据，然后画出小灯泡灯丝的U﹣I曲线，图丁中符合实际的是 A 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）要求滑片P左滑灯泡变亮，电流变大，即电阻变小，故滑片以左电阻丝连入电路中，如下1左所示：
（2）根据实物图画出电路图，如上图1右所示；
（3）该小组在某次测量中电流表指针所指位置（局部放大）如图丙，图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，则读数是0.220A+0.010A＝0.230A（其它答案合理也可）；
（4）因灯的电阻随温度的升高而变大，不是一个定值，故电流与电压的变化关系不是一条直线，CD错误；因灯的电阻随温度的升高而变大，故灯泡的电压变大时（灯的实际功率变大，灯丝的温度升高，其电阻变大），电流要适当变小，如下图2所示：
故画出小灯泡灯丝的I﹣U曲线，图丁中符合实际的是A，
故答案为：（1）如图1左所示；（2）如图1右所示；（3）0.230A（其它答案合理也可）；（4）A。
28．小阳在探究“电路中一个可变电阻两端电压U与通过它的电流I的关系”时，得到如表所示的实验数据，请根据表中数据归纳出U与I的关系：U＝ ﹣20V/A×I+14V 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：由表格数据可知，I与U成一次函数关系，可设为U＝aI+b，
把I＝0.1A，U＝12V和I＝0.2A，U＝10V代入可得：
12V＝a×0.1A+b，10V＝a×0.2A+b，
联立等式可得：a＝﹣20V/A，b＝14V，
则U＝﹣20V/A×I+14V。
故答案为：﹣20V/A×I+14V。
四．欧姆定律的简单计算（共6小题）
29．如图甲所示，闭合开关后两只电压表V1和V2的指针偏转角度相同，位置如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．灯L2两端电压为2.4V
B．灯L1、L2电阻之比为1：5
C．若L1灯丝烧断，电压表V2示数变小
D．若灯L2发生短路，L1两端的电压等于12V
【答案】D
【解答】解：
AB、由电路图可知，开关闭合后，两灯串联，电压表V1测电源电压，V2测L1两端的电压，
由串联电路的电压特点可知，V1示数应大于V2的示数，而两电压表指针位置相同，所以V1使用0～15V的量程，分度值为0.5V，由图乙可知其示数为12V，即电源电压U＝12V；
V2使用0～3V的量程，分度值为0.1V，由图乙可知其示数为2.4V，即L1两端电压为U1＝2.4V，
则L2两端电压为：U2＝U﹣U1＝12V﹣2.4V＝9.6V，故A错误；
所以L1、L2电压之比为U1：U2＝2.4V：9.6V＝1：4，
串联电路中电流处处相等，即I1＝I2，
则根据欧姆定律可得，L1、L2的电阻之比为：＝＝＝，故B错误；
C、若L1灯丝烧断，电压表V2与灯L2串联后接在电源上，此时电压表V2测电源电压，则此时V2的示数为12V，所以电压表V2示数变大，故C错误；
D、若灯L2发生短路，电路为L1的简单电路，电源电压全部加在L1两端，则此时L1两端的电压等于12V，故D正确。
故选：D。
30．张力同学有一个电阻，当他在电阻的两端加上6V的电压时，他测出通过电阻的电流是0.3A，现在他将电压增加3V，下列说法中正确的是（ ）
A．通过电阻的电流是0.9 A
B．通过电阻的电流是0.45 A
C．导体的电阻是30Ω
D．导体的电阻是60Ω
【答案】B
【解答】解：由I＝可得，导体的电阻：
R＝＝＝20Ω，
由于电阻是导体本身的一种性质，与导体两端的电压和通过的电流无关，
所以，将电压增加3V，即实际电压为9V时，电阻的阻值仍为20Ω不变，故CD错误；
当实际电压为9V时，此时通过的电流：
I′＝＝＝0.45A，故A错误，B正确。
故选：B。
31．（多选）如图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图像，反映了电阻的特性。现将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中，只闭合S1时，电流表的示数为0.5A。电源两端电压保持不变，下列说法中正确的是（ ）
A．通过甲图图像可知，小灯泡电阻始终保持不变
B．通过甲图可知，R阻值为8Ω
C．只闭合S1时，小灯泡L两端的电压为4V
D．同时闭合S1、S2，电流表的示数为0.7A
【答案】CD
【解答】解：A、通过甲图图像可知，小灯泡的I﹣U图像是曲线，电流与电压不是成正比，故电阻是变化的，故A错误；
B、通过甲图可知，R阻值不变，R＝＝＝20Ω，故B错误。C、只闭合 S1时，电路为灯泡L的简单电路，电流表测量电路电流；
由图象可知，当IL＝0.5A时，UL＝4V，即电源电压为4V，故C正确；
D、同时闭合S1、S2时，灯泡L与R并联，电流表测干路电流；
因并联电路中各支路互不影响，因此通过灯泡的电流仍为0.5A，
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，UR＝UL＝U＝4V，
由甲图R的I﹣U图象和L的I﹣U图象可知，此时通过R的电流IR＝0.2A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以电流表的示数：I＝IL+IR＝0.5A+0.2A＝0.7A，故D正确。
故选：CD。
32．有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示。把它们串联在电路中，如图乙所示。闭合开关S，这时电流表的示数为0.2A，元件B的电阻为 12.5 Ω，电源电压为 4.5 V。若把它们并联接在电压为2.5V的电源上，电路的总电流为 0.45 A。
【答案】12.5；4.5；0.45
【解答】解：由电路图可知，电路元件A和B串联，电流表测电路中的电流，
因串联电路中各处的电流相等，
所以电流表的示数为0.2A时，通过两元件的电流：IA＝IB＝I＝0.2A，
由图象可知，A和B两端的电压分别为：UA＝2V，UB＝2.5V，
由欧姆定律可得，元件B的电阻：；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：U＝UA+UB＝2V+2.5V＝4.5V；
把它们并联接在电压为2.5V的电源上时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以两元件两端的电压：UA′＝UB′＝U′＝2.5V，
由图象可知，通过两元的电流分别为：
IA′＝0.25A，IB′＝0.2A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，干路电流：
I′＝IA′+IB′＝0.25A+0.2A＝0.45A。
故答案为：12.5；4.5；0.45。
33．如图所示，电源电压为3V且保持不变，当开关S闭合时，电压表的示数为2V，电流表的示数为0.2A，小灯泡L的电阻为 10 Ω，定值电阻R的电阻是 5 Ω。
【答案】10；5。
【解答】解：由图知，当开关S闭合时，灯L与R串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测通过电路的电流，
电压表的示数为2V，电流表的示数为0.2A，根据欧姆定律可得小灯泡L的电阻：RL＝＝＝10Ω；
串联电路总电压等于各部分电压之和，则电阻R两端的电压：UR＝U﹣UL＝3V﹣2V＝1V，
定值电阻R的电阻是：
R＝＝＝5Ω。
故答案为：10；5。
34．小明在乘飞机时了解到商务舱乘客的免费托运行李最多重300N，而经济舱的乘客最多允许携带免费托运行李要轻一些。如图所示是小明设计的模拟飞机行李超重的报警装置，杠杆OP始终处于水平位置，电源电压U恒为15V，R1是电阻箱，R2是力敏电阻，它的阻值随压力F变化的关系如表。当电压表的示数大于或等于3V时，电路外的检测装置会自动报警。
（1）当电阻箱R1的电阻调为6Ω，电压表的示数为2.4V时，通过R1的电流多大？
（2）当电阻箱R1的电阻调为20Ω，R2受到的压力为100N时，电压表的示数为多大？
（3）如图所示的杠杆上有两个行李托盘，O为支点，A、B是杠杆上的两个承重点，已知OA和OB的长度分别为0.9m和0.6m。小明闭合开关，把电阻箱R1的电阻调为6Ω，将300N重的模拟行李放在某一个托盘上时，检测装置恰好报警；当他将模拟经济舱乘客的行李放在另一个托盘上时，检测装置也恰好报警，则模拟经济舱乘客的行李重多少N？（杠杆、支架及托盘的重力均忽略不计）
（4）第（3）问中，若R2受更小的压力，电路外的检测装置就自动报警，则电阻箱R1的阻值应 调大 （选填“调大”或“调小”）。
【答案】（1）当电阻箱R1的电阻调为6Ω，电压表的示数为2.4V时，通过R1的电流0.4A；
（2）当电阻箱R1的电阻调为20Ω，R2受到的压力为100N时，电压表示数为6V；
（3）模拟经济舱乘客的行李重为200N；
（4）调大。
【解答】解：（1）由图可知，电阻箱R1和力敏电阻R2串联，电压表测量R1两端的电压，
由欧姆定律可知，当电阻箱R1的电阻调为6Ω，电压表的示数为2.4V时，通过R1的电流：；
（2）由表中数据可知，R2受到的压力为100N时，R2的电阻值为30Ω，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得此时电路电流：，
电压表的示数：U1′＝I2R1＝0.3A×20Ω＝6V；
（3）恰好报警时通过R1和R2的电流：，
串联电路总电压等于各部分电压之和，力敏电阻R2两端的电压：U2″＝U﹣U1″＝15V﹣3V＝12V，
所以此时力敏电阻R2的阻值：，
由杠杆平衡条件可知，FPLP＝G行L行，在FP和LP一定时，G行越大，L行就越小，
由示意图可知，A托盘离支点远，应为经济舱乘客的行李托盘，B托盘离支点近，为商务舱乘客的行李托盘，
由表中数据可知，报警时P点杠杆对R2的压力为150N，由力的相互作用可知，P点受到的支持力FP为150N，
当两次杠杆水平平衡时，FPLP＝GALA＝GBLB，代入数据得
150N×（0.9m+LAB）＝GA×0.9m……①
150N×（0.9m+LAB）＝300N×0.6m……②
由①②可知，模拟经济舱乘客的行李重力：GA＝200N；
（4）第（3）问中，若R2受更小的压力，R2的阻值更大，电路外的检测装置就自动报警，根据分析可知，此时可减小电路电流，而R1的电压不变，则要调大R1接入电路的阻值。
答：（1）当电阻箱R1的电阻调为6Ω，电压表的示数为2.4V时，通过R1的电流0.4A；
（2）当电阻箱R1的电阻调为20Ω，R2受到的压力为100N时，电压表示数为6V；
（3）模拟经济舱乘客的行李重为200N；
（4）调大。发光情况
电压U/V
L1
暗
1.8
L2
亮
2.7
表一
表二
实验
序号
A1表示数（安）
A2表示数（安）
V1表示数（伏）
V2表示数（伏）
实验
序号
A1表示数（安）
A2表示数（安）
V1表示数（伏）
V2表示数（伏）
1
0.1
0.2
2
2
4
0.2
0.2
2
6
2
0.1
0.3
2
2
5
0.3
0.3
3
6
3
0.1
0.5
2
2
6
0.4
0.4
4
6
实验次数
1
2
3
电压U/V
2
2.4
2.8
电流I/A
0.1
0.12
0.14
实验次数
1
2
3
4
5
电压/V
1.0
1.5
2.0
2.5
2.8
电流/A
0.10
0.15
0.20
0.20
0.28
序号
电压表V1的示数U1/V
电流表A的示数I/A
1
1.0
0.1
2
2.0
0.2
3
3.0

序号
电压表V1的示数U1/V
电流表A的示数I/A
1
1.0
0.1
2
2.0
0.2
3
3.0
0.3
电压U/V
2
4
6
8
10
电流I/A
0.40
0.80
1.20
1.60
2.00
电压U/V
1
2
3
电流I/A
0.1
0.2
0.3
电阻R/Ω
5
10
15
电流I/A
0.4
0.2
0.1
实验序号
电流（安）
电压（伏）
1
0.12
1.2
2
0.24
2.4
3
0.36
3.6
实验
序号
电流
（安）
电压
（伏）
4
0.08
1.2
5
0.16
2.4
6
0.24
3.6
实验
序号
电流
（安）
电压
（伏）
7
0.06
1.2
8
0.12
2.4
9
0.18
3.6
实验序号
U1/V
I/A
1
1
0.2
2
1.5
0.3
3
2
0.4
实验序号
R1/Ω
I/A
1
3
0.5
2
6
0.33
3
9
0.25
检测方法
观察到的现象
得出的结论
检测方法
观察到的现象
得出的结论
用一根导线接在 L2两端
L1亮
两灯的实际电功率太小
L1不亮
L1断路
I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
U/V
12
10
8
6
4
2
I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
U/V
12
10
8
6
4
2
压力F/N
50
100
150
200
250
300
阻值R2/Ω
50
30
24
20
17
16