第四章 电路探秘（4.6-4.7）综合练习（含解析）

4.6-4.7 综合练习
一 、选择题
1.对于“探究电流跟电阻的关系 ”和“伏安法测量电阻 ”的这两个实验，下列说法不正确的是( )
A．它们都是采用控制变量的研究方法
B．它们的实验电路在教科书中是相同的
C．前者多次测量的目的是分析多组数据， 得出电流跟电阻的关系
D．后者多次测量的目的是取电阻的平均值，减小误差
2.欧姆定律的公式 I=U/R 变形得到 R=U/I，关于该公式理解下面说法正确的( )
A．导体中通过的电流越大，则电阻变小
B．加在导体两端的电压越大，则电阻变小
C．导体的电阻与它两端的电压无关， 与通过它的电流无关
D．导体的电阻与它两端的电压成正比，与通过它的电流成反比
3.如图电路中，电源电压不变， R1 为定值电阻，R2 为滑动变阻器。闭合开关 S，当滑动变阻器的滑片 P
向右移动时，下列判断正确的是( )
A．电压表示数变小，电流表示数变大
B．电压表示数变大，电流表示数变大
C．电压表示数变大，电流表示数变小
D．电压表和电流表的示数的比值不变
4.如图所示， 电源电压保持不变， 闭合开关 S 后，当滑动变阻器的滑片 P 向上移动时，下列判断正确
的是( )
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A．三只电表的示数都变大
B．三只电表的示数都变小
C．电表 A1 的示数变小，电表 V、A2 的示数都不变
D．电表 A1、A2 的示数都变小，电表 V 的示数不变
5.矿泉水中含有人体所需的多种矿物质， 导电能力较强。纯净水是用自来水经过多层过滤后得到的饮 用水，矿物质含量较少，导电能力较差。小明根据它们导电能力不同这一特点，设计了如图所示的实 验装置，M、N 是相同的两根细长玻璃管，M 内装满矿泉水，N 内装满纯净水。先将单刀双掷开关 S 拨到
1，则( )
A．将滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，通过管 M 内的电流增大
B．将滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，电压表的示数减小
C．保持滑动变阻器的滑片 P 位置不变，将开关 S 拨到 2 时， 通过 R 的电流增大
D．保持滑动变阻器的滑片 P 位置不变， 将开关 S 拨到 2 时， 电压表示数减小
6.如图所示为小明用伏安法测定灯泡电阻的电路图。当闭合开关 S 时，小明发现电流表的示数为零，
出现这种故障的原因不可能是( )
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A．Rx 短路
B．开关 S 接触不良
C．Rx 开路 D．滑动变阻器开路
7.在做电学实验时，有时会遇到电路元件接触不良现象， 一般要利用电压表来检测故障发生的位置。 小强同学连接了如图所示的电路，开关闭合后灯泡不亮， 电流表的示数为零，此时用电压表测得 a、d
间电压不为零， a、c 间电压为零，c、d 间的电压不为零， 这说明( )
A．电源接线柱接触不良 B．开关的触片或接线柱接触不良
C．电流表连接柱接触不良 D．灯泡灯丝断了或灯座接触不良
8.小宇了解到光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。于是，他将光敏电阻 R、定值电阻 R0、电流表、 电压表、开关 S 和电源连接成如图所示电路，电源电压保持不变。闭合开关 S，逐渐增大照射在光敏电
阻上的光照强度，观察电表示数的变化情况， 下列判断正确的是( )
A．电压表示数不变 B．电流表示数变小
C．电压表示数变小 D．电流表示数变大
9.如图所示， 当开关 S 闭合后， 两灯均能发光， 且已知甲表的读数为 2.0，乙表的读数为 4.0（单位为
“伏”或“安”），则可求得( )
A．灯 L1 的电阻为 0.5 欧 B．灯 L1 的电阻为 2 欧
C．灯 L2 的电阻为 0.5 欧 D．灯 L2 的电阻为 2 欧
10.如图甲所示，电源电压为 5V，电压表量程为“0～3V”，电流表量程为“0～0.6A”，滑动变阻器规格
为“15Ω 1A”，小灯泡 L 标有“2.5V 0.5A”，图乙是小灯泡的 I﹣U 曲线， 灯丝的电阻始终随着温度的 第 3 页（共 18 页）
升高而增大。在保证小灯泡 L 电流不超过允许的最大电流和其他元件能正常工作的情况下， 移动滑动
变阻器的滑片。则分析此过程， 得到如下几个结论：
①电流表示数最小值大于 0.4A
②滑动变阻器连入电路的最大阻值小于 7.5Ω
③滑动变阻器连入电路的最小阻值为 5Ω
④在电路各元件安全工作的情况下时，灯泡的电阻不大于 5Ω
以上说法中，正确的结论有( )
A．1 个 B．2 个 C．3 个 D．4 个
二 、填空题
11.在如图示数的电路中， 电源电压保持不变。开关 S 闭合后，滑片 P 在滑动变阻器 R2 的某两点之间滑 动的过程中，电流表的示数变化范围是 1A﹣2A，电压表的示数变化范围是 4V﹣8V，则定值电阻 R1 =
Ω,电源电压 U＝ V，R2 的最大阻值= Ω。
12.如图甲所示电路，电源电压 U0 不变，初始时滑动变阻器的滑片 P 在最右端， 但由于滑动变阻器某处 发生短路（只有一段短路），合上开关后滑片 P 向左滑动过程中，电压表读数 U 与滑动距离 x、电流表
读数 I 与滑动距离 x 的关系如图乙所示， 则：
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（1）根据图象可知：短路点位置在 x 等于 cm 处开始， 共有 cm 发生短路；
（2）电源电压 U0 和电阻 R2 的阻值分别多大？
（3）滑片向左滑动的过程中（没有短路情况），该滑动变阻器滑片每滑过 1cm，其阻值变化为多少？ 该
滑动变阻器电阻丝没有短路时总电阻值是多大？
13.某科学兴趣小组制作了一个自动控制器， 其中有一个调压电路如图所示，滑动变阻器 R 的最大阻值 是 100Ω, 负载电阻 R′的阻值为 100Ω , A．B 间电压为 10V 保持不变。使用过程中发现这个电路的调 压范围和原设计不符，检查结果是图中 F 处导线折断，滑片 P 由上向下移动时， CD 两端的电压范围是
V 至 V，如果电路完好， CD 两端的电压能否达到 10V？ 。
14.如图所示电路图，电源电压恒定。当开关 S1 、S2 断开， S3 闭合时，电流表的读数为 0.50 安，电压 表的读数为 2.50 伏。当开关 S1 、S2 闭合，S3 断开时，由于电阻 R1 、R2 中有一个电阻出现故障，电流表
的读数为 0.60 安，电压表的读数为 3 伏。则电源电压为 伏，电路中出现的故障是 。
三 、实验题
15.小阳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 4.5V 且保持不变，实验用
到的定值电阻阻值分别为 25Ω 、20Ω 、 15Ω 、 10Ω 、5Ω, 滑动变阻器的规格为“0～50Ω”。
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（1）连接电路的过程中，开关应该 ；闭合开关前应将滑动变阻器滑片调至最 （选填“左”
或“右”）端。
（2）小阳连接好电路后，闭合开关， 发现电流表有示数， 电压表无示数，则电路故障为 。
（3）排除故障后，为了用上所有的定值电阻正确完成五次实验，应利用滑动变阻器控制定值电阻两端
的电压至少保持 V 不变。
（4）实验中将定值电阻由 5Ω 更换为 10Ω . 若在更换过程中不移动滑动变阻器滑片的位置， 则更换完 成后闭合开关，为使电压表示数恢复到原来的值，应将滑动变阻器滑片向 （选填“左”或“右”）
适当滑动。
（5）小阳同学每次随机选取一个定值电阻，进行了五次实验，根据所得数据画出电流与电阻关系的图 象如图乙所示，且实验中各电路元件完好，读数、记录均正确。但老师发现五次实验中有一次未移动 滑动变阻器滑片控制电压表示数一定，根据图丙中的数据分析， 阻值为 Ω 的定值电阻连入电路
时未移动滑片， 这次实验之前的那一次实验， 小阳选取的是阻值为 Ω 的定值电阻。
16.小科按照实验要求， 设计测量未知定值电阻 Rx、（阻值范围为 400～600Ω) 的实验。
器材： 干电池两节（总电压为 2～3V），电压表（量程 0～3V、0～15V）、电流表（量程 0～0.6A．0～3A）、
滑动变阻器（500Ω0.5A）各一个，开关、导线若干。
（1）要求一：测算出 Rx ，且实验过程中不能拆接电路。小科设计实验电路如图。请分析：
①小科在设计实验前通过估算发现，用所提供的电流表无法测量出电路中的电流，其原因是 。 ②实验时， 先将变阻器滑片 P 移到某一位置 a 处，读出电压表示数为 U1 ，U1 即为电源电压； 再将变阻 器滑片 P 移到另一位置 b 处，读出电压表示数为 U2 ，则 U1﹣U2 就是此时滑动变阻器两端的电压。根据
相关数据计算 Rx 的阻值。实验中滑片 P 所在的 a、b 处分别对应的位置是： 。
四 、解答题
17.某科学探究小组的同学设计了如图甲装置，用于测量石块密度。R 为滑动变阻器， 其最大阻值为 20
欧。 Rx 为力敏电阻，力敏电阻的阻值与压力的关系如图乙所示。测量时，先将石块沉入水底，再向矿
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泉水瓶中加一定量的水， 直到石块离开杯底但仍浸没在水中， 读出电流表示数 I1 ；第二次向矿泉瓶中
加适量水， 直到石块离开水面， 静止在空中， 读出此时电流表示数 I2。通过计算获得石块的密度。
（1）实验过程中， 石块离开杯底到石块上部露出水面前， 电流表示数的变化情况是 （填“变
大”、“变小”或“不变”）。
（2）已知电源电压为 6 伏，测量某石块密度时，滑动变阻器滑片恰好位于中点， 力敏电阻所受压力 FA 与绳子对石块的拉力 F 拉 的关系如下表所示。若实验中读得 I1 为 0.2 安，I2 为 0.3 安，求该石块的密度
（不计矿泉水瓶、滑轮、杠杆自身质量）。
FA （牛） 50 100 150 200 250
F 拉（牛） 1 2 3 4 5
（3）若在实验中滑轮质量不能忽略，则该测量方法对结果有一定的影响。小明认为可以通过调节滑片
来消除这种影响。请指出为了消除滑轮质量的影响，应该如何调节滑片位置并说明理由。
18.据史料记载，欧姆曾用如图电路来研究电流的影响因素。该电路的温差电源中， 铜与铋的两个接触
面分别放在冰水混合物和沸水中，AB 两端存在电压，其电压大小由温度差决定。
欧姆将粗细均匀的铁丝两端插入水银中，接通电路。当电路中有电流通过时，小磁针会发生偏转，转 动金属丝上端手柄，扭转金属丝，使小磁针回到原位置，记录手柄转过角度。他用粗细相同、长度不
同的铁丝多次重复上述实验，部分数据如表。已知手柄转过角度与电流大小成正比，粗细相同的铁丝
电阻阻值与其长度成正比。
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实验组别 1 2 3 4
铁丝长度（英寸） 2 4 6 10
手柄转过角度 （度） 305 281.5 259 224
（1）在实验中始终保持“温差电源”的温度差不变的目的是 。
（2）小明查阅资料发现：除铁丝外， 欧姆还考虑了电路中水银、铜丝等导体的电阻 R′， 才得出正确 的电流与电阻关系，结合表中数据，判断 R′的阻值大约相当于本实验中多少长度铁丝的阻值？ 。
A．5 英寸
B.10 英寸
C.15 英寸
D.20 英寸
（3）欧姆用粗细相同的金丝、铅丝代替铁丝重复上述实验，发现当手柄转过角度相同时，金丝的长度 比铅丝长，据此推测，若金丝和铅丝的长度与粗细都相同， 哪一金属丝阻值更大？ 简要说明理
由 。
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4.6-4.7 综合练习答案解析
一 、选择题
1.A
【解析】根据两个实验的实验过程和设计思路分析判断。
A．在探究电流和电阻的关系实验中，控制电压相等而改变电阻，使用了控制变量法；而伏安法测电阻，
则没有使用控制变量法， 故 A 错误符合题意；
B.二者的电路基本相同，开关、电流表、电阻、变阻器串联，电压表与电阻并联， 故 B 正确不合题意； C..在探究电流和电阻的关系实验中， 多次测量的目的是分析多组数据， 得出电流跟电阻的关系， 故 C
正确不合题意；
D.而在伏安法测电阻的实验中， 多次测量的目的是取电阻的平均值，减小误差， 故 D 正确不合题意。
故选 A.
2.C
【解析】根据电阻的影响因素分析判断。
导体的电阻是导体本身的一种性质， 与通过的电流和它两端的电压无关，只与导体的材料、长度、横
截面积和温度有关， 故 C 正确， 而 A．B、D 错误。
故选 C。
3.
解： 由电路图可知，定值电阻 R1 与滑动变阻器 R 串联， 电压表测 R1 两端的电压， 电流表测电路中的电
流。
当滑动变阻器的滑片 P 向右移动时， 接入电路中的电阻变大， 电路中的总电阻变大，由 I＝可知， 电
路中的电流变小，即电流表的示数变小；
由 U＝IR 可知， R1 两端的电压变小， 即电压表的示数变小；
根据 R＝可知， 电压表与电流表示数比值为 R1 的阻值，所以电压表与电流表示数比值不变；
综上所述， D 正确。
故选： D。
4.
解： 由电路图可知，R1 与 R2 并联， 电压表测电源的电压， 电流表 A1 测干路电流，电流表 A2 测 R1 支路的 第 9 页（共 18 页）
电流；
因电源电压保持不变，
所以， 滑片移动时， 电压表的示数不变， 故 AB 不正确；
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以， 滑片移动时通过 R1 的电流不变即电流表 A2 示数不变，故 D 不正确；
当滑动变阻器的滑片 P 向上移动时， 接入电路中的电阻变大，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以， 由 I＝可知， 该支路的电流变小，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以， 干路电流变小，即电流表 A2 的示数变小， 故 C 正确。
故选： C。
5.
解：A．单刀双掷开关 S 拨到 1，并将滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，滑动变阻器接入电路阻值变大，
即电路中的总电阻变大， 由 I＝可知，电路中的电流减小，即通过管 M 内的电流减小， 故 A 错误；
B、单刀双掷开关 S 拨到 1，并将滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，滑动变阻器接入电路阻值变大，而
串联电路起分压作用，故滑动变阻器两端电压变大，即电压表示数变大，故 B 错误；
CD、保持滑动变阻器的滑片 P 位置不变，将开关 S 拨到 2 时，N 与滑动变阻器串联，而 N 为纯净水， 电
阻大， 因此此时电路中的总电阻变大，由 I＝可知，电路中的电流减小； 而串联电路起分压作用， 故
N 两端电压变大，又由串联电路两端电压等于各部分电压之和可知， 滑动变阻器两端电压变小，即电压
表示数变小。故 C 错误， D 正确。
故选： D。
6.A
【解析】对各个选项中的故障对应的现象进行推测即可。
A． 如果 Rx 短路，那么电流表将电压表短路， 因此电压表没有示数。由于通过变阻器的电流会经过电
流表， 所以它的示数不为零， 故 A 错误符合题意；
B. 如果开关 S 接触不良，那么整个电路都没有电流生成， 电流表的示数自然为零，故 B 正确不合题意；
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C． 如果 Rx 开路， 那么电流表与电源两极之间断开，自然没有电流，故 C 正确不合题意；
D. 如果滑动变阻器开路，那么那么整个电路都没有电流生成，电流表的示数自然为零，故 D 正确不合
题意。
故选 A.
7.B
【解析】如果电压表有示数， 说明它与电源两极之间连接正常；否则， 它与电源两极之间连接不正常，
关键是抓住有示数和无示数的节点， 对故障进行判断。
①用电压表测得 a、d 间电压不为零， 那么说明 a 与正极、 d 与负极之间连接正常。
②a、c 之间电压为零， 那么说明 a 与正极，c 与负极之间存在断路；
将①②比较可知，问题应该出现在 cd 之间， 即开关的触片或接线柱接触不良，故 B 正确，而 A．C、D
错误。
故选 B。
8.
解：
由电路图知，光敏电阻 R 和定值电阻 R0 串联，电流表测电路中电流，电压表测 R0 两端电压，
逐渐增大光敏电阻的光照强度，光敏电阻的阻值逐渐减小，电路总电阻减小，电源电压不变，根据欧
姆定律可知，电路中电流变大， 即电流表示数变大，故 D 正确，B 错误；
R0 的阻值不变，电路中电流变大，由 U＝IR 可知，电阻 R0 两端电压变大，即电压表示数变大，故 AC 错
误。
故选： D。
9.
解：若乙是电流表， 则灯泡 L2 被短路， 灯泡不能发光，故乙是电压表；
若甲是电压表， 则灯泡 L2 被断路，灯泡不能发光， 故甲是电流表；
由电路图可知， L1 、L2 并联，电压表测电源的电压， 电流表测通过 L2 的电流，
则灯 L2 的电阻为 R2 ＝ ＝ ＝2Ω。
故选： D。
10.
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解：由图可知， L 与 R 串联在电路中，电压表测变阻器两端电压，
电流表量程为“0～0.6A”，滑动变阻器规格为“15Ω 1A”，小灯泡 L 标有“2.5V 0.5A”，串联电路
各处电流相等， 所以通过电路的最大电流为 0.5A，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和， 根据欧姆定律可知此时滑动变阻器接入电路的电阻最小，其最
小值为：R 小 ＝ ＝ ＝5Ω, 故③正确；
电压表量程为“0～3V”，根据串联分压原理可知电压表示数最大时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，
此时通过电路的电流最小，
此时灯泡两端的电压：UL 小 ＝U﹣U 滑大 ＝5V﹣3V＝2V，
灯泡正常发光时的电阻 RL ＝ ＝ ＝5Ω ,
若灯泡电阻不变，此时通过电路的电流： I＝ ＝ ＝0.4A，
则滑动变阻器接入电路的最大电阻： R 大＝＝ ＝7.5Ω ,
而灯丝的电阻始终随着温度的升高而增大，在电路各元件安全工作的情况下时，灯泡正常发光时的电
阻最大，所以灯泡的电阻不大于 5Ω,故④正确；
当灯泡两端的电压小于额定电压时， 灯泡的电阻小于灯泡正常发光时的电阻，
所以实际通过电路的电流大于 0.4A，滑动变阻器接入电路的最大电阻小于 7.5Ω, 故①②正确。
故选： D。
二 、填空题
11.
解： 由电路图可知，电阻 R1 与滑动变阻器 R2 串联， 电压表测滑动变阻器 R2 两端的电压，电流表测电路
中的电流。
当滑片向右移动时接入电路中的电阻变大，电路中的电流变小， 由串联分压的规律可知， 滑动变阻器
的两端的电压变大，
所以电路中的电流为 1A 时，电压表的示数为 8V，
串联电路中总电压等于各分电压之和，由欧姆定律可得电源的电压：U＝I1R1+U 滑 ＝1A×R1+8V，
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当电路中的电流为 2A 时，电压表的示数为 4V，则电源的电压： U＝I2R1+U 滑 ′＝2A×R1+4V，
因为电源的电压不变，所以 1A×R1+8V＝2A×R1+4V，
解得： R1 ＝4Ω ,
电源的电压 U＝I1R1+U 滑 ＝1A×4Ω+8V＝12V；
当电路中的电流最小时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据欧姆定律可得电路总电阻： R= = = 12Ω ,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则滑动变阻器的最大阻值： R2 ＝R﹣R1 ＝12Ω﹣4Ω =8Ω。
故答案为： 4；12；8。
12.【分析】由电路图可知， R1 与 R2 串联，电压表测 R1 两端的电压， 电流表测电路中的电流。
（1）滑动变阻器某处发生短路时，滑片在短路长度内移动时，电路中的电流不变，电压表的示数不变，
根据图乙确定短路点的位置和发生短路的长度；
（2）根据图乙读出 x＝7cm 和 x＝11cm 时两电表的示数， 根据串联电路的特点和欧姆定律分别表示出
电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出 R2 的阻值和电源的电压；
（3）根据欧姆定律求出 x＝7cm 和 x＝11cm 时变阻器接入电路中的电阻，进一步求出滑片每滑过 1cm 变阻器阻值的变化， 据此求出 x＝7cm 的电阻， 然后加上接入电路中的电阻即为该滑动变阻器电阻丝没
有短路时总电阻值。
【解答】解：由电路图可知， R1 与 R2 串联，电压表测 R1 两端的电压， 电流表测电路中的电流。
（1）滑动变阻器某处发生短路时，滑片在短路长度内移动时，电路中的电流不变，电压表的示数不变，
由图乙可知，短路点位置在 x＝4cm 处开始， x＝7cm 处结束， 共有 3cm 发生短路；
（2）由图乙可知， 当 x＝7cm 时，电压表的示数 U1 ＝2.4V，电流表的示数 I1 ＝0.15A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以， 由 I＝可得， 电源的电压：
U0 ＝U1+I1R2 ＝2.4V+0.15A×R2，
当 x＝11cm 时， 电压表的示数 U1 ′＝2V，电流表的示数 I2 ＝0.25A，
则电源的电压：
U0 ＝U1 ′+I2R2 ＝2V+0.25A×R2，
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因电源的电压不变，
所以， 2.4V+0.15A×R2 ＝2V+0.25A×R2，
解得： R2 ＝4Ω ,
电源的电压 U0 ＝U1+I1R2 ＝2.4V+0.15A×4Ω =3V；
（3）当 x＝7cm 和 x＝11cm 时， 变阻器接入电路中的电阻：
R7 ＝ ＝ ＝16Ω , R11 ＝ ＝ ＝8Ω ,
所以， △R1 ＝R7﹣R11 ＝16Ω﹣8Ω =8Ω ,
R1 的长度变化了△x＝11cm﹣7cm＝4cm，
该滑动变阻器滑片每滑过 1cm，其阻值变化 ＝2Ω;
该滑动变阻器电阻丝没有短路时，x＝7cm 的阻值：
R1 ′＝2Ω/cm×7cm＝14Ω ,
该滑动变阻器电阻丝没有短路时的总电阻：
R1 ＝R1 ′+R7 ＝14Ω+16Ω =30Ω。
答：（1）4；3；
（2）电源电压 U0 为 3V，电阻 R2 的阻值为 4Ω;
（3）该滑动变阻器滑片每滑过 1cm，其阻值变化为 2Ω; 该滑动变阻器电阻丝没有短路时总电阻值是
30Ω。
13.
解：由图可知， F 点导线折断时，电阻 R′和滑动变阻器接入电路的电阻 R 串联，
如果 F 点导线被折断，当滑片 P 接于 R 上端时，R′直接接到电源上，R′获得最大电压为 10V；
电路完好时，当滑片 P 接于 R 下端时，相当于 R′与 R 串联后接于 A．B 之间，由于 R′＝R，故此时 R ′
获得最小电压为 ＝5V；
当滑片在上端时，滑动变阻器与 R′并联接到电源上，此时 R′两端的电压最大为 10V；
当滑片在最下端时， 电阻 R′短路， 此时 R′两端的电压最小为 0V。
故答案为： 10；5；能。
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14.3V；R1 断路
【解析】由电路图可知，当开关 S1、S2 断开， S3 闭合时 R1、R2 串联； 当开关 S1、S2 闭合， S3 断开时， R1、
R2 并联， 利用串、并联电路中电流、电压、电阻规律结合欧姆定律分析即可。
当开关 S1 、S2 闭合，S3 断开时， R1 、R2 并联，此时电压表测电阻 R2 电压，
在并联电路中， 总电压等于各支路两端电压，
因此电源电压 U=U2=3V；
此时电路中电阻R = I并 (U) = = 5Ω;
当开关 S1 、S2 断开，S3 闭合时， R1 、R2 串联，电压表的读数为 R2 两端电压 U2=2.50V，
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(
U
2
__
=
I
串
U U
2
I
串
)电阻R2 =
电阻R1 =
2.50V
(
=
5Ω
;
)0.50A
(
=
1Ω
) (
=
) (
。
)3V 2.5V
0.5A
因为 R=R2=5Ω ,
所以当开关 S1 、S2 闭合，S3 断开时，电路中出现的故障是电阻 R1 断路。
三 、实验题
15.
解：（1）为了保护电路，连接电路时开关要断开，闭合开关前应将滑动变阻器滑片调至阻值最大处，
即最右端；
（2）若电流表有示数， 说明电路可能短路；电压表没有示数，说明与电压表并联的定值电阻短路了；
（3）设控制定值电阻两端的电压至少保持 UV ，由串联电路的规律和分压原理有： ＝，当
定值电阻最大时，对应的变阻器连入电路最大，电压表示数最小，
即 ＝，故 UV ＝1.5V；
（4）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，使电压表示数恢复到原来的值；
（5）根据如图丙画出的电流与电阻关系的图象知， 除定值电阻为 20Ω 外， 电流与电阻之积为：
UV ＝IR＝0.6A×5Ω =﹣﹣﹣﹣﹣ 0.12×25Ω =3V，故阻值为 20Ω 的定值电阻连入电路时未移动滑片，
由串联电路的规律及欧姆定律， 这时，变阻器的电阻为：
R 滑 = = ﹣20Ω =5Ω, 因定值电阻的电压为变阻器的 ＝2 倍， 由分压原理， 定值电阻
为 2×5Ω = 10Ω ,
这次实验之前的那一次实验，小阳选取的是阻值为 10Ω 的定值电阻。
故答案为：（1）断开；右；（2）定值电阻短路； （3）1.5；（4）右；（5）20；10。
16.
解：（1）①被测电阻大小为 400～600Ω , 2 节干电池的电压为 3V，由欧姆定律，电路中的最大电流约
为 I＝ ＝ ＝0.0075A，小于电流表小量程的分度值 0.02A，故电流表无法测量电路中的电流；
②实验时， 先将变阻器滑片 P 移到某一位置 a 处，读出电压表示数为 U1 ，U1 即为电源电压，可知 a 点
在最右端；
再将变阻器滑片 P 移到另一位置 b 处，读出电压表示数为 U2 ，则 U1﹣U2 就是此时滑动变阻器两端的电
压。根据相关数据计算 Rx 的阻值，b 点在最左端。
故答案为：（1）①由欧姆定律， 电路中的最大电流约为 I＝ ＝ ＝0.0075A，小于电流表小量程
的分度值 0.02A，故电流表无法测量电路中的电流；②a 点在最右端； b 点在最左端。
四 、解答题
17.
解：由图甲电路图可知， 滑动变阻器 R、力敏电阻 Rx 串联， 电流表测电路中的电流；
（1）由甲图可知，当石块在水中匀速上升时（露出水面前），石块受到的重力等于绳子的拉力和它受 到的浮力， 即 G＝F 拉+F 浮 ，因为石块露出水面前排开水的体积不变，根据阿基米德原理可知它受到的 浮力不变，那么绳子的拉力不变，始终等于矿泉水瓶的重力，根据定滑轮的特点和杠杆的平衡条件可 知， Rx 受到的压力不变，则它的阻值不变，由串联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻不变，由欧
姆定律可知，此时电路中电流不变， 因此电流表示数不变；
（2）由题意可知， 滑动变阻器滑片恰好位于中点，此时滑动变阻器接入电路的电阻： R= ×20Ω =
10Ω ,
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由欧姆定律可知，当石块静止在空中时， 电路中的总电阻：，
由串联电路的电阻特点可知，此时力敏电阻的阻值：Rx ＝R 总﹣R＝20Ω﹣10Ω = 10Ω ,
由乙图可知，此时力敏电阻受到压力 FA ＝100N，
根据表中数据可知， 此时绳子上的拉力 F 拉 ＝2N，
因此石块的重力：G 石 ＝F 拉 ＝2N，
由 G＝mg 可知， 石块的质量： ；
当石块浸没在水中时，电路中的总电阻： ，
由串联电路的电阻特点可知，此时力敏电阻的阻值：Rx'＝R 总'﹣R＝30Ω﹣10Ω =20Ω ,
由乙图可知，此时力敏电阻受到压力 FA'＝50N，
根据表中数据可知， 此时绳子上的拉力 F 拉'＝1N，
则石块受到的浮力： F 浮 ＝G 石﹣F 拉'＝2N﹣1N＝1N，
由 F 浮 = ρ 液 gV 排可知，石块排开水的体积：，
因为石块浸没在水中，所以石块的体积： V 石 ＝V 排 ＝100cm3；
则石块的密度： ρ = = =2g/cm3；
（3）如果考虑滑轮的重力，杠杆右端的拉力偏大， 那么根据杠杆的平衡条件可知， 力敏电阻受到压力 的偏大，由图像可知力敏电阻的阻值偏小，由欧姆定律可知，电路电流偏大，为了消除影响，可以增
加滑动变阻器接入电路的电阻， 由图甲电路图可知，应将滑动变阻器滑片适当向右调节一些。
答：（1）不变；
（2）该石块的密度为 2g/cm3；
（3）若在实验中滑轮质量不能忽略， 杠杆右端的拉力偏大，由杠杆平衡条件可知， 力敏电阻受到压力 的偏大，由图像可知力敏电阻的阻值偏小，则电路电流偏大，为了消除滑轮质量的影响， 应将滑动变
阻器滑片适当向右调节一些。
18.
解：
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（1）保持“温差电源”的温度差不变的目的是保持温差电源电压不变，研究电阻怎样影响电流的大小； （2）我们可以将电路等效为电阻 R 和 R′串联后接入电源，当电源电压保持不变时，电路中电流与总
电阻即 R+R′成反比；
因为手柄转过角度与电流大小成正比，同种材料的电阻与长度成正比，故手柄转过角度与 l+l′成反比，
由此可得： ；
解得： l ′＝21.96，故答案选 D；
（3）用粗细相同的金丝、铅丝代替铁丝重复上述实验， 发现当手柄转过角度相同时，金丝的长度比铅
丝长；
由题意可知， 手柄转过角度与电流大小成正比，而此时手柄转过角度相同，则电路中电流相同，且电 源电压不变、其他部分的电阻不变，由欧姆定律和电阻的串联可知，长金丝和短铅丝的阻值相同；又 因为横截面积相同的同种导体的长度越长，其阻值越大，则当金丝和铅丝的长度与粗细都相同，金丝
的阻值小， 铅丝的阻值更大。
故答案为：
（1）保持温差电源电压不变；（2）D；（3）铅丝的阻值更大；实验中长金丝和短铅丝的阻值相同， 又 因为横截面积相同的同种导体的长度越长，其阻值越大，则当金丝和铅丝的长度与粗细都相同，铅丝
的阻值更大。
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