实验16 用电流表和电压表测量电阻--最新中考物理二轮题型专项复习讲练（全国通用）

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实验16 用电流表和电压表测量电阻
知识点一、伏安法测电阻
1.伏安法测电阻
（1）实验目的：用电流表和电压表测未知电阻的阻值
（2）实验原理：。对于一个未知电阻，用电压表测其两端电压U，用电流表测出通过未知电阻的电流I，应用欧姆定律，就可以求出其电阻值。这种测量方法称为“伏安法”。
（3）实验器材：电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、待测电阻和导线。
（4）设计实验：实验电路图和实物图如图甲、乙所示，其中滑动变阻器用来改变待测电阻两端电压和通过待测电阻的电流，多次测量电压和电流，求出每次的电阻值，最后求平均值。

甲 乙
（5）实验步骤：
①按图甲所示电路图连接图乙中的实物电路；
②检查所连接的电路，确定无误后，将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，以保护电路；
③利用试触法电流表和电压表的量程；
④闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，改变待测电阻两端的电压，并记下相应的电流值和电压值，填入实验表格中；
⑤断开开关，整理器材。
（6）实验数据处理：将每次测量的数据代入公式，分别求出每次的电阻值，最后计算其平均值。如下表所示：
2.实验注意事项
（1）在连接电路的过程中，接线应有序进行，按照电路图从电源正极出发，把干路上的各元件串联起来，然后把电压表并联在待测电阻的两端；
（2）连接实物图时，要将开关断开；
（3）实验前，要将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，以保证电路安全，防止开关突然闭合时，产生瞬间电流过大而损坏电源或电表；
（4）可采用试触法确定电表的路程；
（5）电表的正、负接线柱不能接反；
（6）滑动变阻器应采用“一上一下”的连接方式；
（7）进行多次测量并计算电阻的平均值，可以减小误差。
3.器材选择原则
（1）滑动变阻器：所选滑动变阻器的最大阻值应接近待测电阻的阻值；
（2）电流表、电压表量程：在不超过量程的前提下，选用小量程测得的值要比选用大量程测得值准确，这是因为小量程的分度值小，准确的高。因此测量时，能用小量程就不要大量程。
4.滑动变阻器在实验中的作用
（1）保护电路；
（2）改变待测电阻两端电压，实现多次测量。
5.常见故障分析
在实验中出现故障后要先断开开关，再分析查找故障原因，常见的故障及其现象如下表所示：
1．（2023•河南）在“测量小灯泡的电阻”实验中，选用的器材有：两节新干电池，额定电压为2.5V的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和若干导线。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
（2）正确连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 （选填“A”或“B”）端。
（3）闭合开关，发现小灯泡不发光，电压表无示数，电流表有示数，造成这一现象的原因可能是 （选填字母代号）。
A.电流表短路
B.小灯泡短路
C.滑动变阻器断路
（4）排除故障后，移动滑片P，某次实验时，电压表的示数为2.5V，电流表的示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流为 A，小灯泡正常发光时的电阻约为 Ω（结果保留一位小数）。
（5）经过多次实验，测出并记录多组电压和电流的值，得到小灯泡的I﹣U图象如图丙所示；通过分析图象，写出一条你发现的结论： 。
【解答】解：（1）电流表与灯泡串联，电压表与灯泡并联，如图所示：
；
（2）为了保护电路，闭合开关实验前，应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，由图知，滑片右侧电阻丝接入电路，所以滑片应移到阻值最大的A端；
（3）电流表有示数，说明电路不是断路，电压表无示数，可能是与电压表并联的电路短路，因此故障可能是与电压表并联的灯泡短路了，故选B；
（4）此时灯泡两端的电压等于灯泡的额定电压，灯泡正常发光，图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.28A，此时灯泡的电阻：R=ULIL=≈8.9Ω；
（5）由图丙可知，灯泡两端的电压增大，通过灯泡的电流也增大，但灯泡两端的电压增加比通过灯泡的电流增加的更快，由欧姆定律可知，小灯泡的电阻随电压增大而增大，由P＝UI可知，电压和电流都增大时，电功率增大，温度升高，因此可得结论：小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
故答案为：（1）见解答图；（2）A；（3）B；（4）0.28；8.9；（5）小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
2．（2023•宜宾）为测量某待测电阻Rx的阻值，实验探究小组设计了如图甲所示的电路图，并进行了实验。
（1）在连接如图乙的电路时，开关S应处于 状态，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于 （选填“A”或“B”）端；
（2）在如图乙所示的电路中，闭合开关，移动滑片，发现电压表示数为零，电流表有示数，经分析电路连接不完整，具体原因是 ，请在图乙中用笔画线代替导线将电路连接完整；
（3）正确连接电路后，某次测量时，电压表的示数为1.5V，电流表的示数为0.3A，则待测电阻Rx的阻值为 Ω；实验时应多测几组数据，求电阻的平均值，目的是 ；
（4）某实验小组实验时发现电压表已损坏，为测量Rx的阻值，他们经过讨论设计了如图丙的电路图。已知电源电压不变，定值电阻的阻值为R，闭合开关S1、断开S2时电流表读数为I1；同时闭合开关S1和S2时电流表读数为I2，则Rx＝ （用R、I1、I2表示）；
（5）实验小组完成实验后，他们经过讨论，认为用图甲的电路图还可以完成 实验。（至少填写一个实验名称）
【解答】解：（1）为了保护电路，在连接如图乙的电路时，开关S应处于断开状态，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处，即B端；
（2）原电路图中，电压表没有接入电路，故闭合开关，移动滑片，电压表示数为零，电流表有示数；在测电阻的阻值实验中，电压表应并联在电阻两端，如下图所示：
；
（3）正确连接电路后，某次测量时，电压表的示数为1.5V，电流表的示数为0.3A，则待测电阻Rx的阻值为：
Rx=UxIx=Ω；
为了减小误差，应多次测量取平均值；
（4）闭合开关S1、断开S2时，两电阻串联，电流表读数为I1，则电源电压为U＝I1（Rx+R）；
同时闭合开关S1和S2时，电路为只有Rx的简单电路，电流表读数为I2，则电源电压为U＝I2Rx；
因电源电压不变，即I1（Rx+R）＝I2Rx，
解得：Rx=I1RI2−I1；
（5）由图甲可知，用电压表测定值电阻两端电压，用电流表测通过定值电阻的电流，用滑动变阻器可以调节定值电阻两端电压，故用图甲的电路图还可以完成探究电流与电压的关系实验。
故答案为：（1）断开；B；（2）电压表没有接入电路；见解答图；（3）5；减小误差；（4）I1RI2−I1；（5）探究电流与电压的关系。
3．（2023•盐城）小红用如图所示的电路测量小灯泡正常发光时的电阻。所选器材有：干电池两节、电流表、电压表、额定电压为2.5V的小灯泡、开关、“50Ω，1.5A”的滑动变阻器各一只、导线若干。
（1）用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整。
（2）连接好电路，将滑动变阻器的滑片移至最 端。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，直至电压表的示数是 V时，读出电流表的示数如图乙所示，为 A，小灯泡正常发光时的电阻约为 Ω（保留一位小数）。
（3）小红想测量小灯泡灯丝在常温时的电阻大小，于是设计方案：移动滑动变阻器的滑片，直至灯丝不发光，读出电流表和电压表的示数，计算出电阻的大小，你认为小红的方案是否正确？ 。判断的依据是： 。
【解答】解：（1）本实验中，电压表应与灯泡并联，小灯泡额定电压为2.5V，则电压表选择0～3V的量程，故连接如图所示（答案不唯一）：
（2）为了保护电路，应将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处，所以把滑片移至最左端；为了测量小灯泡正常发光时的电阻，所以应移动滑片，直至电压表示数达到小灯泡的额定电压2.5V，读出此时电流表的示数0.28A，则小灯泡正常发光的电阻：R=UI=Ω；
（3）实验过程中，由于电流的热效应，灯丝的温度会升高，测出的不是常温下灯丝的电阻，所以小红的方案不正确。
故答案为：（1）如图所示；（2）左，2.5，0.28，8.9；（3）不正确，实验过程中，由于电流的热效应，灯丝的温度会升高，测出的不是常温下灯丝的电阻。
4．（2023•德州）某同学在做“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验时，设计了如图甲所示的实验电路，已知标有“3.8V”字样的小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω，电源电压为6V，可供选用的滑动变阻器有R1（20Ω，1A）和R2（50Ω，0.2A）。
（1）为了能完成实验，应该选用的滑动变阻器是 （选填“R1”或“R2”）。
（2）将滑动变阻器调至阻值最大处，闭合开关，发现 （选填“电压表”或“电流表”）无示数。通过分析发现图甲中有一根导线连接错误，请在错误连线上画“×”并在图中画出那一根正确的连线。
（3）电路改正后，某次测量时电压表的示数为2.6V，为使小灯泡正常发光，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“A”或“B”）端滑动。小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
（4）该同学又取来R＝10Ω的定值电阻，设计了如图丙所示的电路图，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为 A时，小灯泡正常发光。此时电路的总功率为 W。
【解答】解：（1）标有“3.8V”字样的小灯泡，即灯的额定电压为3.8V，电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为：
I=ULR=3.8V10Ω=0.38A，根据串联电路电压的规律及欧姆定律，灯正常发光时变阻器连入电路的电阻：
R滑=U−ULI=6V−≈5.8Ω，故选用“20Ω 1A”的R1；
（2）将滑动变阻器调至阻值最大处，闭合开关，电压表串联在电路中，连接错误，电路断路，电压表的示数接近电源电压，电流表无示数；电路图改正如下：
（3）实验过程中，某次测量时电压表的示数为2.6V小于灯泡的额定电压3.8V，应增大灯泡的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向B移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压3.8V；
（3）小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.4A，由欧姆定律可得，小灯泡正常发光时的电阻为：
R'=UI'=Ω；
（4）如图丙所示的电路图，闭合开关，小灯泡正常发光时，I＝0.38A，
根据并联电路电流特点，I总＝I+I'＝0.38A+0.4A＝0.78A，此时电路的总功率为：P＝UI总＝6V×0.78A＝4.68W。
故答案为：（1）R1；（2）电流表；见解答；（3）B；9.5；（4）0.38；4.68。
5．（2023•呼和浩特）小含同学在“伏安法测电阻”的实验中，器材如下：待测电阻Rx，阻值已知的定值电阻R0，电流表、电压表各一只，开关、导线若干，电源一个（电压恒定，大小未知）。
（1）该实验的实验原理是 UI （选填“I=UR”或“R=UI”或“U＝IR”）；
（2）如果实验中只有一只电压表或只有一只电流表，其他器材不变，则下列四种电路设计，能测出Rx的是 。
【解答】解：（1）在“伏安法测电阻”的实验中，用电压表测电阻两端的电压，用电流表测通过电阻的电流，根据R=UI求出电阻的阻值，故该实验的实验原理是R=UI；
（2）A、两电阻串联，电压表测R0两端的电压，因无法得到Rx两端的电压和通过的电流，故A错误；
B、在没有电流表的情况下，可通过开关的转换使电压表分别测出Rx两端的电压和电源电压，根据串联电路分压原理求出待测电阻，故B正确；
C、两电阻并联，电流表测通过R0的电流，根据欧姆定律可以求出R0两端的电压，利用并联电路电压特点可以得出Rx两端的电压，但因无法得到通过Rx的电流，因此不能求出待测电阻的阻值，故C错误；
D、两电阻并联，通过开关的转换使电流表分别测出通过Rx的电流和干路电流，根据并联电路电压特点和电流规律得出Rx两端的电压，利用欧姆定律求出待测电阻，故D正确；
故选：BD。
故答案为：（1）R=UI；（2）BD。
6．（2023•霍邱县二模）如图所示，甲、乙分别是两同学用伏安法测量电阻R时所设计的电路。则（ ）
A．甲图设计更加简洁、合理
B．乙图设计较复杂、不合理
C．甲、乙两图设计均合理
D．乙图滑动变阻器起着保护电路和改变电流、电压的作用
【解答】解：图甲直接利用电压表测量电阻两端的电压，电流表测量通过电阻的电流，由欧姆定律可以求出电阻值；
图乙与图甲比较可知：图乙的电路中串联一个滑动变阻器，滑动变阻器既可以保护电路，也可以改变电阻两端的电压，进行多次测量求平均值，减小误差；
所以，图乙设计更合理，滑动变阻器起着保护电路和改变电流、电压的作用。
故选：D。
7．（2023•吉安县校级二模）某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5V小灯泡发光时的电阻，下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到A端
B．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了
C．实验过程中多次测量是为了多次测量求平均值减小误差
D．测正常发光时的电阻时，需移动滑片使电压表为2.5V，再读出电流表的示数
【解答】解：A、为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到阻值最大处，即B端，故A错误；
B、闭合开关后，小灯泡不发光的原因有很多，如小灯泡短路、灯座接触不良、小灯泡实际功率太小等，即不一定是小灯泡灯丝断了，故B错误；
C、实验过程中多次测量是为了探究灯泡的亮度与灯泡电阻的关系，故C错误；
D、当灯泡两端电压为额定电压时，灯泡正常发光，因此要测小灯泡正常发光时的电阻，需移动滑片使电压表为2.5V，再读出电流表的示数，故D正确。
故选：D。
8．（2023•莱西市一模）如图所示电路，电源两端电压为U＝4.5V且保持不变，电阻R1＝10Ω，滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”的字样，电流表的量程为0～0.6A，两个电压表的量程均为0～3V，在保证电路安全的条件下，下列说法中正确的是（ ）
A．电流表A的示数范围为0.15～0.3A
B．电压表V2示数范围为0～3V
C．电压表V1示数范围为0～3V
D．滑动变阻器R2的阻值取值范围为0～20Ω
【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当电压表V1的示数U1max＝3V时，电路中的电流最大，变阻器接入电路中的电阻最小，
则Imax=U1maxR1=3V10Ω=0.3A＜0.6A，
因串联电路中各处的电流相等，没有超过电流表的量程，所以，电路中的最大电流Imax＝0.3A；
根据串联电路中总电压等于各分电压之和可知：
R2两端的最小电压U2min＝U﹣U1max＝4.5V﹣3V＝1.5V，
变阻器接入电路中的最小阻值：
R2min=U2minImax=Ω；
（2）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，
即Imin=UR1+R2=4.5V10Ω+20Ω=0.15A，
此时电压表V2的示数：
U2＝IR2＝0.15A×20Ω＝3V，不超过电压表所选量程；
所以，电流表A的示数范围为0.15A～0.3A，故A正确；
此时，电阻R1两端的最小电压：
U1min＝U﹣U2＝4.5V﹣3V＝1.5V，
所以，电压表V2示数范围为1.5V～3V，故B错误；
电压表V1示数范围为1.5V～3V，故C错误；
滑动变阻器R2的阻值取值范围为5Ω～20Ω，故D错误。
故选：A。
9．（2023•青山区校级模拟）如图是测量小灯泡（U额＝2.5V） 电阻的电路，如表是实验记录的有关数据。电源电压恒为4V，有三个滑动变阻器：R1“20Ω 1A”、R2“40Ω 0.5A”、R3“50Ω 0.2A”。下列说法正确的是（ ）
A．滑片P向左滑动时电灯变亮
B．实验中，滑动变阻器除了保护电路外，还控制灯泡电压不变
C．灯泡的灯丝电阻随电压的减小而增大
D．为了完成这5次实验，只能选取的滑动变阻器是R2
【解答】解：A、滑片P向左滑动时远离下接线柱，电阻变大，根据I=UR知，电压不变，电流变小，根据P＝UI知灯泡的电功率减小，电灯变暗，故A错误；
B、闭合开关前，滑动变阻器的滑片处于最大阻值处，电路电阻最大，电流最小，对电路起保护作用；
移动滑动变阻器的滑片，改变灯泡的电压和电流，计算灯泡电阻，完成多次实验，以便寻找灯泡电阻与温度的关系，故B错误；
C、由表中数据知：第一次的电阻为：R1=U1I1=Ω，第二次的电阻为R2=U2I2=≈9.1Ω；第三次的电阻为R3=U3I3=≈7.9Ω，可见电压越大，电流越大，灯泡的功率越大，温度越高，电阻越大，即灯泡的灯丝电阻随温度的降低而减小，电阻与电压没有关系，故C错误；
D、当灯泡两端的电压最小UL＝0.5V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
滑动变阻器两端的电压U滑＝U﹣UL＝4V﹣0.5V＝3.5V，
串联电路中各处的电流相等，所以滑动变阻器接入电路中的电阻R滑=U滑I=Ω，故滑动变阻器的最大阻值不小于35Ω。
由于R3“50Ω 0.2A”允许通过的电流太小，故选用R2．故D正确。
故选：D。
10．（2023•蜀山区校级模拟）在“伏安法”测电阻的实验中，下列相关操作或方法正确的是（ ）
A．为了使定值电阻阻值测得更准确些，在可能的情况下，加在电阻两端的电压要尽量大一些
B．在无法估计被测电压、电流的大小时，可用试触法选取合适的量程
C．将滑动变阻器连入电路时，滑片应放到使电路中电流最大的位置
D．在用伏安法测小灯泡灯丝的电阻时，为了减小误差，取不同状态下测得的电阻平均值作为小灯泡灯丝电阻的阻值
【解答】解：A、电阻两端的电压加大，电路的电流也变大，但电阻不变，故A错误；
B、为了保护电表安全，在无法估计被测电压、电流的大小时，可用试触法选取合适的量程，故B正确；
C、为了保护电路，将变阻器连入电路时，滑片应放到使电路中电流最小的位置，即阻值最大位置，故C错误；
D、灯丝的电阻随温度的变化而变化，在不同电压下，灯丝的电阻不同；取不同状态下测得的电阻平均值作为小灯泡灯丝电阻的阻值没有意义，故D错误。
故选：B。
11．（2023•宁江区校级模拟）在“伏安法”测电阻的实验中小明设计了如图甲所示的电路，电源电压为4.5V。
（1）闭合开关前，要将滑动变阻器的滑片放于 （选填“a”或“b”）端。
（2）某次测量时电压表的示数如图乙所示，此时电流表的示数为0.2A，则待测电阻Rx＝ Ω。
（3）小明做完以上实验后，又利用如图丙所示电路图测量另一未知电阻Rx的阻值（R是已知阻值的定值电阻）。
①只闭合开关S1，电流表的示数为I1；
②同时闭合开关S1、S2电流表的示数为I2；
③未知电阻Rx的表达式为：Rx＝ 。
【解答】解：（1）闭合开关前，要将滑动变阻器的滑片放于最大阻值处，即b端；
（2）闭合开关，移动滑片P到某一点时，电流表示数为0.2A，电压表示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.8V，
由欧姆定律可得电阻值为：R=UI=Ω；
（3）①当只闭合S1时，电流表的示数为I1，此时两电阻串联，电流表测量电路中的电流，电源电压为：U＝I1（R+Rx），
②当闭合S1、S2时，电流表的示数为I2，此电路为Rx的简单电路，电流表测量电路中的电流，电源电压为：U＝I2Rx，
根据电源电压不变知：I1（R+Rx）＝I2Rx，
未知电阻Rx的表达式为：Rx=I1RI2−I1。
故答案为：（1）b；（2）9；（3）I1RI2−I1。
12．（2023•凤庆县模拟）小明同学想测量当小灯泡两端电压为2.5V时的电阻，实物电路如图甲所示，电源电压恒为4.5V。
（1）测量小灯泡电阻的原理是 UI （用公式表示）。
（2）请在图甲中将电路补充完整，要求导线不能交叉。
（3）开关闭合前滑动变阻器的滑片P应置于 （选填“A”或“B”）端。
（4）实验中某时刻电压表示数为2.2V，为了完成实验，应将滑动变阻器的滑片P向 端移动，同时眼睛观察 。
（5）同组的小丽还想测量当小灯泡两端电压为3.8V时的电阻，但发现电压表0～15V量程损坏，在不改变原有器材的情况下，请写出你的做法： 。
（6）小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流，并根据所测得的数据绘制了小灯泡的电流与电压的关系图像，如图乙所示。在这个图像中，横轴应该表示的是 （选填“电压”或“电流”）；根据图像反映的信息，在不增加任何器材的情况下，仅利用本实验的器材 （选填“能”或“不能”）探究电流与电压的关系。
【解答】解：（1）用“伏安法”测小灯泡的电阻实验中，用电压表测灯泡两端的电压，用电流表测通过灯泡的电流，根据R=UI求出灯泡的电阻，故测量小灯泡电阻的原理是R=UI；
（2）测量小灯泡的功率的实验中，变阻器、灯泡、电流表应串联，电压表与灯泡并联测其两端电压，变阻器一上一下接入电路；小灯泡的额定电压是2.5V，所以电压表应使用0﹣3V量程，如下图：
（3）为了保护电路，开关闭合前滑动变阻器滑片应置于阻值最大处，即A端；
（4）实验中，看到电压表示数为2.2V，小于灯的额定电压2.5V，应减小滑动变阻器两端的电压，使灯泡两端的电压为额定电压2.5V，故应该向右调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V；
（5）电源电压为4.5V，由串联电路电压的规律，当滑动变阻器两端的电压为：4.5V﹣3.8V＝0.7V时，灯正常发光，若电压表的大量程“0～15V”量程已经损坏，在不改变原有器材的情况下还想完成实验，可将电压表0～3V量程并联在滑动变阻器的两端；
（6）根据图象可知电流与电压并不成正比，原因是灯丝的电阻随温度升高而增大，不是一个定值；灯丝的电阻随温度升高而增大，故电压增大量大于电流的增大量，如上右所示，故在这个图象中，横轴应该表示的是电流；探究电流与电压关系，应控制电阻不变，灯丝的电阻随温度升高而增大，不是一个定值，因此，仅利用本实验的器材不能探究电流与电压关系。
故答案为：（1）R=UI；（2）见解析；（3）A；（4）右；电压表，使其示数增大到2.5V；（5）将电压表0～3V量程并联在滑动变阻器的两端；（6）电流；不能。
13．（2023•长春模拟）物理学习小组的同学在进行“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中，选用电压恒为6V的电源、小灯泡（额定电压为2.5V）、电流表、电压表、开关、滑动变阻器各一个，导线若干。
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处于 （选填“A”或“B”）端。
（2）实验时，移动滑动变阻器的滑片，得到小灯泡的U﹣I图象如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω，为了完成本实验，滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
（3）小年认为不可以利用上述器材和电路来探究“电流与电压成正比”的实验，理由是 。
（4）实验后小华发现滑动变阻器的最大阻值模糊不清，但电压表已损坏，小华找了一个阻值已知的定值电阻R0代替灯泡，用电流表和定值电阻R0测出了滑动变阻器的最大阻值Rx，设计电路如图丙所示，实验步骤如下：
①滑片处于最左端时，读出此时电流表的示数为I1
②滑片处于最右端时，读出此时电流表的示数为I2
则滑动变阻器的最大阻值Rx＝ （用I1、I2和R0表示）。
【解答】解：（1）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处于阻值最大处，即B端；
（2）由图乙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.25A，则小灯泡正常发光时的电阻为：
RL=ULIL=Ω；
根据串联电路电压的规律可知，滑动变阻器两端电压为U滑＝U﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V，则滑动变阻器的最大阻值至少为：
R滑=U滑IL=Ω；
（3）在探究“电流与电压成正比”的实验中，应控制电阻阻值不变，而灯丝电阻随温度的升高而增大，故不可以利用上述器材和电路来探究“电流与电压成正比”的实验；
（4）由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器Rx串联，电流表测电路中的电流，
①闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，当滑片位于最左端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，此时电流表示数为I1，
则电源的电压：U＝I1R0……Ⅰ；
②再将滑片移到最右端端时，滑动变阻器接入电路中的电阻值最大，此时电流表示数为I2，
则电源的电压：U＝I2R总＝I2（R0+Rx）……Ⅱ，
③由Ⅰ、Ⅱ可得：Rx=(I1−I2)R0I2。
故答案为：（1）B；（2）10；14；（3）灯丝电阻随温度的升高而增大；（4）(I1−I2)R0I2。
14．（2023•开福区模拟）小雪利用图甲所示电路测量未知电阻Rx的阻值，电源电压3V恒定不变，滑动变阻器铭牌标有“20Ω 1A”字样。
（1）为保证电路的安全，闭合开关前她应将滑动变阻器的滑片滑至最 端。
（2）连接完电路后，闭合开关S，无论怎样移动滑片，电流表、电压表均无示数，仔细检查后发现是电流表损坏，她灵机一动，断开开关，取下电流表，重新连接图乙所示的电路，闭合开关，电压表指针如图丙所示，原因可能是 。
（3）排除故障后，她再次检查电路，确认无误后闭合开关，此时电压表的示数为1V，则待测电阻Rx的阻值为 Ω。
【解答】解：（1）为了保护电路，闭合开关前她应将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处，即最右端；
（2）闭合开关，电压表指针如图丙所示，此时电压表指针反向偏转，说明电压表正负接线柱接反；
（3）她再次检查电路，确认无误后闭合开关，此时滑动变阻器阻值最大；电压表的示数为1V，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为U滑＝U﹣Ux＝3V﹣1V＝2V，由串联分压原理可知，
UxU滑=RxR滑，即1V2V=Rx20Ω，
解得：Rx＝10Ω。
故答案为：（1）右；（2）电压表正负接线柱接反；（3）10。
15．（2023•和田市模拟）小明用以下实验器材测小灯泡正常工作时的电阻：电源（电压4.5V）、开关、电压表、电流表各一个，导线若干，额定电压为2.5V的待测手电筒灯泡（电阻约为8Ω），滑动变阻器R“20Ω，1A”。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲所示实验电路补充完整（要求：滑动变阻器的滑片向右移动时，小灯泡的亮度变暗）。
（2）连接完电路后闭合开关，灯泡不亮，电流表、电压表有示数但均很小，无论怎样移动滑片都不能改变这种情况，可能的故障是 。
（3）排除故障后闭合开关，移动滑片至某一位置，电压表的示数如图乙所示，此时小灯泡两端电压为 V；为了测量小灯泡正常工作时的电阻，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）移动。
（4）图丙是根据实验数据画出的小灯泡的电流与电压的关系图像，则小灯泡正常工作时的电阻是 Ω。
【解答】解：（1）滑动变阻器的滑片向右移动时，小灯泡的亮度变暗，说明变阻器接入电路的阻值变大，故变阻器应选左下接线柱与灯泡串联接入电路中，如下图所示：
；
（2）该组同学连接完电路后，闭合开关，电流表、电压表示数均很小，发现灯泡不亮，说明电路为通路且灯的电压和通过的电流很小，电路中的电阻较大，怎样移动滑片都不起作用，导致该故障的原因是：将变阻器的下面两个接线柱连入了电路；
（3）小灯泡额定电压为2.5V，故电压表选用小量程，分度值0.1V，电压表的示数如图乙所示，其示数为2.3V，为了测量小灯泡正常工作时的电阻，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小变阻器接入电路的阻值，故应将滑动变阻器的滑片向左移动；
（4）由小灯泡的电流与电压的关系图像可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.25A，小灯泡正常工作时的电阻为：
R=UI=Ω。
故答案为：（1）如上图所示；（2）将变阻器的下面两个接线柱连入了电路；（3）2.3；左；（4）10。
实验序号
电压/V
电流/A
电阻/Ω
电阻的平均值/Ω
1
1.5
0.10
15.0
15.2
2
2.1
0.14
15.0
3
2.8
0.18
15.6
实验电路图
故障（有且只有一处）
现象
电压表
电流表
电流表被短接
有示数
无示数
电流表处断路
无示数
无示数
电压表被短接
无示数
有示数
电压表处断路
定值电阻被短接
无示数
有示数，且示数偏大
定值电阻处断路
有示数且接近电源电压
无示数
电压表串联在电路中
滑动变阻器上面两个接线柱接入电路
移动滑片，电表示数不变，电压表示数接近电源电压
滑动变阻器下面两个接线柱接入电路
移动滑片，电表示数不变
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
电流I/A
0.25
0.22
0.19
0.16
0.10