中考物理二轮复习题型专项练习实验15 探究电流与电压、电阻的关系（2份，原卷版+解析版）

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知识点一、探究电流与电压的关系
2.注意事项
（1）连接电路时，开关应处于断开状态；
（2）为了使得出的结论更具有普遍性，可换用5Ω、15Ω的电阻重复上述实验步骤；
（3）实验中可以通过改变串联的干电池的个数或调节学生电源的电压，但实验时常采用移动滑动变阻器的滑片P来达到改变电压的目的；
（4）调节滑动变阻器时，要缓慢移动滑片，防止电压表、电流表示数变化过快；
（5）移动滑动变阻器滑片过程中，眼睛要紧盯电压表，当电压表示数达到设定值时，停止移动滑片，记录电流表的示数。
知识点二、探究电流与电阻的关系
1．（2023•宁夏）在“探究电流与电压的关系”实验中，实验小组用电压表测得电源电压为2.8V，并连接了如图甲所示的部分电路：
（1）观察图甲，请指出电路连接过程中的不妥之处： 。
（2）改正后，请用笔画线代替导线，在图甲上完成剩余电路的连接（要求：向右移动滑动变阻器的滑片P，其阻值增大）。
（3）闭合开关后，观察到电压表示数接近电源电压，电流表无示数，出现该故障的原因是 。
（4）排除故障后，开始测量并将实验数据记录在表中，当电压表示数为2.0V时，电流表示数如图乙所示，为 A。
（5）根据表中实验数据，得出的实验结论是： 。
（6）若要继续完成“探究电流与电阻的关系”的实验，除了现有的实验器材之外，还需增加 。
【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路时开关应该断开；由图甲可知，电路连接过程中的不妥之处：连接电路时未断开开关；
（2）向右移动滑动变阻器的滑片P，其阻值增大，故滑动变阻器选用左下接线柱与开关串联在电路中，如下图所示：
；
（3）闭合开关后，观察到电流表无示数，说明电路可能断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即出现该故障的原因是定值电阻断路；
（4）排除故障后，开始测量并将实验数据记录在表中，当电压表示数为2.0V时，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.20A；
（5）由表中数据可知，当定值电阻两端电压增大为原来的几倍，通过定值电阻的电流也增大为原来的几倍，故可得出的实验结论是：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（6）在探究电流与电阻的关系的实验中，应控制定值电阻两端电压不变，更换不同阻值的定值电阻，故除了现有的实验器材之外，还需增加两个阻值不同的定值电阻。
故答案为：（1）连接电路时未断开开关；（2）见解答图；（3）定值电阻断路；（4）0.20；（5）在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（6）两个阻值不同的定值电阻。
2．（2023•凉山州）小李利用以下器材探究“电流与电阻的关系”：学生电源、电流表（0～0.6A）、电压表（0～3V）、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关、滑动变阻器和导线若干。
（1）请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路（连线不得交叉）；
（2）连接电路时，开关应 （选填“断开”或“闭合”），且应将滑动变阻器的滑片移到最 （选填“左”或“右”）端；
（3）小李把学生电源调至6V，将定值电阻依次接入电路，调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记下电流表的示数，得到图丙所示的电流I随电阻R变化的图像，由图像可以得出结论：电压一定时，电流与电阻成 （选填“正比”或“反比”）；
（4）正确连接电路后，实验中小李发现电压表示数突然变大，电流表示数几乎为零，则可能是定值电阻出现 故障；
（5）在图丙中，定值电阻的阻值为5Ω和20Ω时，滑动变阻器的电功率分别为P1和P2，则P1：P2＝ 。
【解答】解：
（1）由图甲可知，电压表测定值电阻两端电压，电流表测电路中电流，电压表应并联在定值电阻两端，电路连接如下图所示：
；
（2）连接开关时，为了保护电路，开关应断开，且为了防止电路中电流过大，应将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大处，故由图乙可知，应将滑动变阻器的滑片移到最右端。
（3）由图丙可知，流过定值电阻的电流值与对应的定值电阻两端的电压值的乘积不变，故可得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比。
（4）实验中若电压表示数突然变大，电流表示数几乎为零，则可能是电路中出现了断路，此时电压表直接并联进电路，测量电源电压，故此时可能是定值电阻出现了断路故障。
（5）由图丙中可知，当定值电阻阻值为R1＝5Ω时，此时流过定值电阻的电流为I1＝0.4A，则此时流过滑动变阻器的电流也为I1＝0.4A，当定值电阻阻值为R2＝20Ω时，此时流过定值电阻的电流为I2＝0.1A，则此时流过滑动变阻器的电流也为I2＝0.1A，且定值电阻两端的电压不变，电源电压也保持不变，则由串联电路的电压规律可知，滑动变阻器两端的电压也保持不变，故由P＝UI可得P1：P2＝UI1：UI2＝I1：I2＝0.4A：0.1A＝4：1。
故答案为：（1）见解析；（2）断开；右；（3）反比；（4）断路；（5）4：1。
3．（2022•吉林）图甲是“探究电流和电压的关系”的实验装置，电源电压为3V：
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处于最 端；
（2）闭合开关，发现电压表有示数，电流表无示数，移动滑动变阻器的滑片时，两块电表示数均没有变化，则电路故障可能是定值电阻 ；
（3）排除故障后，正确连接电路。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，将测得的数据绘制成U﹣I图象，如图乙所示。分析图象可以得出：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 ；滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
【解答】解：（1）为了保护电路元件安全，连接电路时滑动变阻器的滑片应调至最大电阻处，即滑片应处于最右端；
（2）电流表无示数，说明电路是断路，电压表有示数，说明与电压表并联部分以外的电路是通路，则电路故障的原因可能是定值电阻断路；
（3）因电流随电压的变化关系为一过原点的直线，由图像可得出在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
当电路中电流为0.1A时，滑动变阻器接入电路的电阻为最大，此时变阻器两端的电压为：U滑＝U﹣UR＝3V﹣1V＝2V，滑动变阻器接入电路的电阻为：R最大=U滑I=2V0.1A=20Ω。
故答案为：（1）右；（2）断路；（3）正比；20。
4．（2022•晋中）在“探究电流与电压的关系”实验中：
（1）请你用笔画线代替导线把图甲电路连接完整（导线不得交叉）。
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表的示数接近电源电压，其原因可能是 。
（3）排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为0.5V时，电流表的示数如图乙所示，则电流表示数为 A。
（4）继续实验，记录实验数据如下表，请你根据表中数据在图丙中描点作出图象。分析图象可以得到的结论是 。
【解答】解：（1）滑动变阻器应选择“一上一下”两个接线柱串联使用，故可将滑动变阻器的右下接线柱和开关的右接线柱相连（也可以将变阻器的左下接线柱和开关的右接线柱相连），如图：
（2）若电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表、电流表、开关、滑动变阻器与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则故障为与电压表并联的定值电阻R断路了；
（3）读图可知，电流表的量程为0～0.6A，其分度值为0.02A，则电流表的示数为0.1A；
（4）根据表格数据，描点、连线作出图象，如图：
图象为倾斜直线，为正比例函数图象，可得出结论：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。
故答案为：（1）如图；（2）定值电阻R断路；（3）0.1；（4）如图；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。
5．（2022•六盘水）在探究“电流与电阻的关系”实验中，小明设计了如图甲所示电路图，选用器材如下：2节新干电池、阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻、滑动变阻器（20Ω 1A）、电压表、电流表、开关及导线若干。
请回答下列问题：
（1）连接电路时，开关应处于 状态。
（2）实验过程中小明发现电压表示数接近3V，电流表几乎无示数，造成此故障的原因可能是 。
（3）排除故障后，小明更换定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，将实验数据填入表中。当更换20Ω的定值电阻进行实验时，电流表的示数如图乙所示，则通过定值电阻的电流为 A，由此可知，小明控制定值电阻两端的电压为 V。
（4）分析实验数据可知，在实验过程中，滑动变阻器接入电路的最大阻值为 Ω。
【解答】解：（1）连接电路时，开关应处于断开状态；
（2）实验过程中小明发现电压表示数接近3V，电流表几乎无示数，造成此故障的原因可能是定值电阻R断路；
（3）图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流表的示数为0.1A，串联电路中各处电流相等，则通过定值电阻的电流为0.1A。由欧姆定律，电阻的电压为：U＝IR＝0.1A×20Ω＝2V；
（4）探究“电流与电阻的实验”中应控制电压不变，即应保持定值电阻两端的电压2V不变，根据串联电路电压的规律可知：当定值电阻的阻值增大，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的 电阻，所以滑动变阻器接入电路的最大阻值时，定值电阻的阻值也最大，此时电压表的示数仍为2V。根据串联电路的特点及欧姆定律知，滑动变阻器此时的接入电路的最大阻值：R最大=U滑I=U−U定I=3V−2V0.1A=10Ω。
故答案为：（1）断开；（2）定值电阻R断路；（3）0.1；2；（4）10。
6．（2023•门头沟区二模）小明想要利用如图所示的电路探究“电流与电压的关系”，下列说法正确的是（ ）
A．实验过程中应该保持电阻R阻值不变
B．实验过程中滑动变阻器的作用只是保护电路
C．实验过程中应该调滑动变阻器使电流表示数不变
D．实验过程中应该调滑动变阻器保持电压表示数不变
【解答】解：A．探究电流跟电压的关系，需保持电阻R阻值不变，改变定值电阻两端的电压，故A正确；
BCD．探究“电流与电压的关系”时，滑动变阻器既可以起到保护电路的作用，又可以改变定值电阻两端的电压和通过定值电阻的电流，故BCD错误。
故选：A。
7．（2023•南宁一模）某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时，根据收集到的数据画出了如图所示的一个图象。下列结论与图象相符的是（ ）
A．电压一定时，电流随着电阻的增大而减小
B．电阻一定时，电压随着电流的增大而增大
C．电阻一定时，电流随着电压的增大而增大
D．电压一定时，电阻随着电流的增大而减小
【解答】解：（1）图象的横坐标表示电阻，纵坐标表示电流，因此得到的是电流和电阻的关系；
（2）图象是个反比例函数图象，因此说明电流与电阻成反比，即电流随电阻的增大而减小；
（3）在探究电流与电阻的关系时，应控制电压不变；
综上，由图象可得出的结论是：电压一定时，电流随电阻的增大而减小。
故选：A。
8．（2023•新洲区模拟）如图所示，是某同学“探究电流与电阻的关系”的实验电路，所用的电源电压恒为6V，电流表选用0～0.6A量程，滑动变阻器规格为“60Ω，1A”，下表是该同学进行实验时记录的数据。下列说法错误的是（ ）
A．图中a是电压表，b是电流表
B．如果闭合开关后两表都没有示数，故障可能是电流表断路
C．为使所有电阻都能完成实验，定值电阻两端电压的控制范围为1.5～3V
D．分析表中数据，可初步得出结论：电压一定时，电阻与电流成反比
【解答】解：A、在探究电流与电阻的关系的实验中，定值电阻、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在定值电阻两端，所以图中a是电压表，b是电流表，故A正确；
B、闭合开关后，电流表无示数，说明电路可能断路，电压表无示数，说明电压表未与电源接通，即电路故障可能是电流表断路或滑动变阻器断路，故B正确；
C、由题意可知，电流表选用小量程，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，即电路中最大电流为0.6A，当电路中电流最大，定值电阻阻值最小时，定值电阻两端电压最大，故定值电阻两端最大电压为：
UV大＝I大R定小＝0.6A×5Ω＝3V；
研究电流与电阻的关系，要控制电压表示数不变，滑动变阻器与定值电阻串联，设电压表示数为UV'，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压：
U滑＝U总﹣UV'＝6V﹣UV'，
根据分压原理有：
U滑UV'=R滑R定，即6V−UV'UV'=R滑R定−−−−−−①，
因电压表示数UV'为定值，由①式知，方程左边为一定值，故右边也为一定值，故当定值电阻取最大时，滑动变阻器连入电路中的电阻最大，由①式得：
6V−UV'UV'=60Ω20Ω，
解得电压表的示数：UV'＝1.5V，即为完成实验，电压表的最小电压为1.5V；
故为顺利完成4次实验，定值电阻两端的电压需要控制在1.5～3V范围内，故C正确；
D、由表中数据，电流与电阻之积为：
U＝IR＝0.40A×5Ω＝……＝0.10A×20Ω＝2V，为一定值，
故可得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比，故D错误。
故选：D。
9．（2023•洪山区校级模拟）在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，某同学连接的电路如图所示。已知电源电压为3V，滑动变阻器上标有“30Ω 1A”字样。闭合开关，调节滑动变阻器，实验中得到的实验数据如表所示，下列说法不正确的是（ ）
①第1次实验的数据不是他实验中实际测得的
②第4次实验时滑动变阻器接入电路电阻与定值电阻的阻值之比为2：1
③多次实验的目的是为了减小误差
④该实验得出的结论是：通过导体的电流跟导体两端的电压与成正比
A．③④B．①③C．②③④D．①②③④
【解答】解：①已知电源电压为3V，根据串联电路电压规律可知，滑动变阻器两端电压为U滑＝U﹣U1＝3V﹣0.5V＝2.5V，
则滑动变阻器接入电路的阻值为：
R滑=U滑I1=Ω＜30Ω，所以第1次实验的数据是他实验中实际测得的，故①错误；
②第4次实验时，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为U滑＝U﹣U4＝3V﹣2V＝1V；
根据串联分压原理可知，
R滑R=U滑U4=1V2V=12，故②错误；
③在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，多次实验的目的是为了寻找普遍规律，故③错误；
④若忽略误差不计，由表中正确数据可知，电压增大为原来的几倍，通过导体的电流也增大为原来的几倍，所以得出的结论是：当电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比，故④错误。
故选：D。
10．（2023•乾安县一模）一位同学用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。电源电压不变，下表是实验数据，若第四次实验时将定值电阻的阻值由30Ω调为40Ω后就直接读出电流表的示数，这个示数应该是（ ）
A．0.2B．0.17C．0.15D．0.13
【解答】解：研究通过导体的电流与电阻的关系要保持导体两端的电压不变，
电阻两端的电压U电阻箱＝I1R1＝0.6A×10Ω＝6V，
当电阻R的阻值为40Ω时，电路中的电流应该为：I′=U电阻箱R4=6V40Ω=0.15A，
小华将电阻R的阻值从30Ω调为40Ω后，要保持电阻两端电压不变，
应向右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，
从而使电阻两端电压减小保持不变，因此，当未移动滑动变阻器时，电路中的电流应该大于0.15A而小于0.2A，
故选：B。
11．（2023•天元区一模）小明在“探究电流与电阻关系”的实验中，所用电源是两节新的干电池，定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
（1）小明将5Ω的定值电阻接入如图甲所示的电路中。经检查发现电路中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确。
（2）改正电路后，实验过程中小明发现电压表示数接近3V，电流表几乎无示数，造成此故障的原因可能是 。
（3）改正电路，查明故障后，闭合开关，向右移动滑动变阻器的滑片，电压表示数 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（4）将5Ω定值电阻接入电路，当电压表的示数为 V时，电流表示数如图乙。接着小明用10Ω电阻替换5Ω电阻，并移动滑动变阻器的滑片，使滑动变阻器接入电路中的电阻 （选填“变大”“变小”或“不变”），才能保持定值电阻两端的电压不变。
（5）换接电阻多次实验，是为了 。通过实验探究，小明得出的结论是：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻 。
【解答】（1）在“探究电流与电阻关系”的实验中，电压表应并联在定值电阻两端，如下图所示：
（2）电流表无示数，则电路出现断路，电压表示数接近3V，则说明是电压表测量的部分断路，即定值电阻断路。
（3）闭合开关，向右移动滑动变阻器的滑片，滑动变阻器连入电路的阻值变小，根据串联分压的特点可知，滑动变阻器两端的电压变小，则定值电阻两端的电压变大，即电压表示数将变大。
（4）将5Ω定值电阻接入电路，电流表示数如图乙，电路的电流为0.3A，定值电阻两端的电压：U＝IR＝0.3A×5Ω＝1.5V，即电压表的示数为1.5V。
用10Ω电阻替换5Ω电阻，定值电阻两端电压变大，为了保持定值电阻两端的电压不变，应增大滑动变阻器连入电路的阻值。
（5）换接电阻多次实验，得到多组数据，是为了避免偶然性，得到普遍规律。
在实验中，定值电阻两端的电压始终保持不变，每组电流与电阻的乘积是一个定值，故得出的结论是：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
故答案为：（1）如上图所示；（2）定值电阻断路；（3）变大；（4）1.5；变大；（5）避免偶然性，得到普遍规律；成反比。
12．（2023•甘州区校级模拟）在“探究电流与电阻的关系”实验中：
（1）如图甲所示，请你用笔画线代替导线，将图中电路连接完整（请勿更改原有导线，导线不得交叉），要求：当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中的电流变大。
（2）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 （填“断路”或“短路”）。
（3）实验过程中，将5Ω的电阻接入电路中，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P至适当位置，此时电流表示数如图乙所示，则电流表示数为 A。将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片P向 （填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为 V。
【解答】解：（1）当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中的电流变大，即电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下所示：
（2）闭合开关S后，移动滑片P时发现电流表有示数且不断变化，说明电路是通路；电压表无示数，说明电压表并联的支路短路或电压表短路或电压表断路，故电路故障可能是定值电阻R发生了短路。
（3）实验过程中，将5Ω的电阻接入电路中，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P至适当位置，此时电流表示数如图乙所示，则电流表示数为0.3A；
由定律定律，电压表示数：U＝IR＝0.3A×5Ω＝1.5V；
根据串联分压原理可知，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；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为1.5V。
故答案为：（1）见解析；（2）短路；（3）0.3；右；1.5。
13．（2023•潮阳区校级三模）在“探究导体的电流跟电阻的关系”实验中，器材有：电源（电压恒为4.5V），电流表、电压表和开关各一个，六个定值电阻（10Ω、15Ω、20Ω、30Ω、45Ω、50Ω），滑动变阻器（规格是“20Ω 2A”），导线若干。
（1）如图甲是小明连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。
（2）将错误连接改正后，闭合开关，两电表均无示数。现将电压表接在变阻器两端时有示数，接在开关两端时无示数，则电路故障是 （填字母）。
A.电阻断路
B.电流表断路
C.滑动变阻器断路
D.开关短路
（3）排除故障后进行实验，通过实验得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图象，由图象可知：保持电阻两端电压U＝ V不变。
（4）当小明把45Ω的电阻接入电路中时，发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片都不能使电阻两端电压达到控制电压U。为保证六个电阻单独接入电路中完成实验，调节电源电压，最大值为 V，或将滑动变阻器换成最大阻值为 Ω的变阻器，两种方法都行。
【解答】解：（1）原电路中，电阻和电压表短路了，电流表应与电阻串联，电压表与电压并联，如下所示：
（2）闭合开关，两电表均无示数，则此电路有断路故障；在开关闭合状态下，将电压表接在变阻器两端时有示数，说明与电压表并联的部分电路是通路，接在开关两端时无示数，说明与电压表并联的部分电路是断路，故电路故障是滑动变阻器断路，故选C。
（3）分析图像，根据欧姆定律可得，保持电阻两端电压不变为U＝IR＝0.3A×10Ω＝3V；
（4）根据串联分压特点可知U定U−U定=3VU−3V，
当变阻器的最大电阻连入电路时，对应的定值电阻为最大50Ω，即U定U−U定=3VU−3V=50Ω20Ω，
解得U＝4.2V，保证六个电阻单独接入电路中完成实验，应该调节电源使其电压不超过4.2V。由图知，电阻两端的电压始终保持3V，根据串联分压特点可知U定U滑=3V1.5V=21，
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50Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为R滑＝0.5×50Ω＝25Ω，
故为保证六个电阻单独接入电路中完成实验，应该换用一个滑动变阻器阻值不低于25Ω。
故答案为：（1）见解析；（2）C；（3）3；（4）4.2；25。
14．（2023•福州模拟）某物理学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中，连接了如图甲所示电路（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：滑动变阻器滑片P向左移动，电路中电流变小，导线不得交叉）；
（2）连接好电路，闭合开关，发现电压表示数接近于电源电压，电流表几乎无示数，则故障为定值电阻R （选填“短路”或“断路”）；
（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变化的图像，由图像可知R两端的电压为 V；当R的阻值由5Ω更换为10Ω时，滑动变阻器的滑片应向 （选填“左”或“右”）端滑动，使电压表示数保持原来不变，若实验中R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω，则滑动变阻器的阻值至少是 Ω。
【解答】解：（1）滑动变阻器应串联在电路中，接线原则是“一上一下，以下为主”；要使滑片P向左移动，电路中电流变小，电阻变大，应接滑动变阻器的右下接线柱，即应将滑动变阻器右下接线柱接电压表的“3”接线柱或定值电阻R的右接线柱，如答案图所示；
或
（2）若定值电阻短路，电压表示数为0，电流表有示数，不符合题意；
若定值电阻R断路，电流表示数为0，电压表串联在电路中测电源电压，有示数，符合题意，故闭合开关，发现电压表示数接近于电源电压，电流表几乎无示数，则故障为定值电阻R断路；
（3）由图像可知，R两端的电压U＝0.6A×5Ω＝0.3A×10Ω＝0.2A×15Ω＝0.15A×20Ω＝3V；本实验要采用控制变量法，当R的阻值由5Ω更换为10Ω时，闭合开关后，为使R两端的电压保持不变，应增大滑动变阻器接入电路的阻值，将滑片向左端滑动；电源电压保持4.5V不变，定值电阻两端的电压为3V不变，则滑动变阻器两端的电压为4.5V﹣3V＝1.5V；即滑动变阻器两端的电压为定值电阻两端电压的一半；根据串联电路的特点，电压之比等于电阻之比，则滑动变阻器的最小阻值应为定值电阻最大阻值的一半，即7.5Ω。
故答案为：（1）见解析； （2）断路； （3）3；左；7.5。
15．（2023•兰陵县模拟）用图甲所示电路探究电流与电阻的关系，电源电压为6V，四个定值电阻为5Ω、10Ω、20Ω和25Ω。
（1）请根据图甲所示电路图，用笔画线代替导线，将图乙实物图连接完整。
（2）连接电路时，开关应处于 状态，滑动变阻器的滑片应置于最 端。
（3）实验时，先将5Ω的定值电阻接入电路，并调节滑动变阻器的滑片，让电压表的示数为2V，读出电流表的示数并记录。断开开关，将定值电阻换成I0Ω的再闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向 移动，直至电压表的示数为2V。
（4）依次更换不同的电阻完成实验，其中更换25Ω电阻时，电流表的读数应为 A。
（5）根据实验数据绘制的图象如图丙所示，可得出结论： 。
（6）为完成该实验，滑动变阻器的最大阻值应该不低于 Ω。
【解答】解：（1）由图丙可知，定值电阻两端电压为UV＝IR＝0.4A×5Ω＝……＝0.1A×20Ω＝2V，故电压表选用小量程并联在定值电阻两端，如下图所示：
；
（2）为了保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处，即最右端；
（3）实验中，当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大滑动变阻器两端的电压，由分压原理，要增大滑动变阻器电阻阻值，故应把滑动变阻器滑片向右移动，直至电压表的示数为2V移动，直至电压表的示数为2V；
（4）研究电流与电阻的关系时，定值电阻两端的电压不变，即2V，更换25Ω电阻时，电流表的示数为：
I4=UVR4=2V25Ω=0.08A；
（5）由（1）可知，定值电阻的电流与电阻的乘积为一定值，故可得出结论：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
（6）实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω，定值电阻两端的电压始终保持UV＝2V，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝6V﹣2V＝4V，滑动变阻器分得的电压为电压表示数的4V2V=2倍，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝2×25Ω＝50Ω，即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于50Ω。
故答案为：（1）见解答图；（2）断开；右；（3）右；（4）0.08；（5）当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（6）50。
提出问题
电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压存在什么关系
猜想与假设
由电压可知，电压时产生的电流的原因，同一个小灯泡，在以一节干电池供电时，小灯泡发光较暗，用两节干电池供电时，小灯泡发光较亮，所以有两种猜想：①导体两端电压越大，导体中电流越大；②通过导体的电流与导体两端电压成正比。
设计实验
运用控制变量法，控制导体（电阻）的阻值不变，通过调节滑动变阻器改变电阻两端电压，观察并记录电流表的示数，分析电流随电压的变化规律。实验电路如图所示。
实验器材
电压表、电流表、滑动变阻器、10Ω的定值电阻、电源、开关、导线若干
进行实验
（1）按照电路图连接实物电路。
（2）闭合开关前检查电路中各元件的连接是否正确，并将滑动变阻器的滑片移动定值最大处。
（3）电路连接无误后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数分别为1V、2.0V、3.0V、4.0V、5.0V、6.0V，从电流表上读出相应的电流值，并记录在表中。
定值R/Ω
10Ω
电压U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
（4）在坐标系中，根据各电流值与对应的电压值描点，并用平滑曲线连接各点，画出I-U关系图像，如图所示。
分析论证
分析实验数据和I-U图像可以看出：定值一定时，通过电阻的电流与其两端电压有关，电流随电压的最大而增大；电压变为原来的几倍，电流也变为原来的几倍，电流与电压的比值为一定值。
实验结论
在电压一定的情况下，通过导体的电流与导体两端电压成正比，即电阻R不变时，
提出问题
电压一定时，导体中的电流与导体的电阻存在什么关系
猜想与假设
因为电阻表示导体对电流的阻碍作用的大小，所以电流与电阻的关系有两种猜想：①导体电阻越大，通过的电流越小；②通过导体的电流与导体的电阻成反比。
设计实验
（1）要研究电流与电阻的关系，需要改变接入电路的电阻的大小，在实验时更换不同阻值的电阻接入电路即可；
（2）在该实验中，更换电阻后要控制电阻两端电压不变，我们可以在电路中串联一个滑动变阻器，通过调节滑动变阻器使不同的电阻两端电压相等；
（3）实验电路图如图所示。
实验器材
电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关各一个，阻值为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻各一个，导线若干
进行实验与收集证据
（1）按实验电路图连接实物电路，将5Ω电阻接入电路中；
（2）闭合开关前，检查电路中各元件的连接是否正确，并将滑动变阻器短片移到阻值最大处；
（3）确定电路连接无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，是一点半示数为3V，再读出电流表的示数并填入表中；
（4）断开开关，将阻值为5Ω的定值电阻更换为10Ω、15Ω的定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，是电压表示数保持在3V不变，分别读出对应电流表的读数并填入表中；
电压U/V
3V
电阻R/Ω
5
10
15
电流I/A
0.6
0.3
0.2
（5）在坐标系中，根据各电流值和对应的电阻值描点，并用平滑的曲线连接各点，画出I-R关系图像，如图所示。
分析论证
分析数据和I-R关系图像可以看出：电压一定时，通过电阻的电流与其阻值有关，电阻变为原来的n倍，电流就变为原来的1/n，电流与电阻的乘积为一定值。
实验结论
在电压一定的情况下，通过导体的电流与导体的电阻成反比，即U不变时，I1R1=I2R2。
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.15
0.25
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3
电流I/A
0.2
0.3
0.38
0.5
0.6
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.4
0.2
实验次数
1
2
3
4
R/Ω
5
10
15
20
I/A
0.40
0.20
0.13
0.10
序号
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
I/A
0.10
0.19
0.42
0.39
0.49
R/Ω
10
20
30
40
50
I/A
0.6
0.3
0.2
0.12