2021年中考浙教版科学电学考前突破04：电路故障分析(含解析)

考前突破04：电路故障分析
一、单选题
1.表格记录了某电路中电压表和电流表的实验数据，请分析判断该实验的电路图可能是图中的(?? )
U/V
1.0
1.5
2.0
2.2
2.5
2.7
I/A
0.20
0.30
0.40
0.44
0.50
0.54
A.????????B.???????????C.????????D.?
2.在探究“电流跟电阻的关系”的实验中，根据收集的数据得到结论“导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比”．最能反应该结论的图象是（? ）
A.?????????????????????B.?????????????????????C.?????????????????????D.?
3.在探究电流与电压关系的实验中，每一次实验中下列各物理量的大小都不变的是(?? )
A.?电阻两端的电压??????????????????????????????????????????????????B.?滑动变阻器两端的电压
C.?电阻两端电压和滑动变阻器的电压之比???????????????D.?电压表示数和电流表示数的比值
4.小刚同学用如图所示的电路研究电流跟电阻的关系．在实验过程中，当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后，他下一步的操作是（　　）
A.?记录电流表和电压表的示数????????????????????????????????B.?将变阻器滑片向左移动
C.?将变阻器滑片向右移动???????????????????????????????????????D.?增加电池的个数
5.用如图所示的电路研究通过导体的电流与电压、电阻的关系。保持电源电压和电阻箱R1的阻值不变，移动滑动变阻器R2的滑片P，测得电流、电压如表1所示；然后将滑片移到适当位置保持不变，仅改变电阻箱R1的阻值，测得相应的电流值，如表2所示。下列说法正确的是（?? ）
表1
次数
U1/V
I/A
①
1.0
0.20
②
1.5
0.30
③
2.0
0.40
表2
次数
R1/Ω
I/A
①
3.0
0.50
②
6.0
0.33
③
9.0
0.25
A.?由表1中的数据可得，电阻一定时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比
B.?由表2中的数据可得，电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比
C.?由表2中的数据可得，实验中所用电源电压为3V，R2的阻值为2Ω
D.?由表1中的数据可得，电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比
6.对“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量电阻”这两个实验，说法不正确的是（???）
A.?它们都是采用控制变量的研究方法
B.?它们的实验电路图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
7.在做“研究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验时，提供了下表所示的四根导线，则下列说法中正确的是 （?? ）
导线代号
甲
乙
丙
丁
长度(m)
1.0
1.0
0.5
1.0
横截面积(mm2)
0.8
1.2
1.2
0.8
材料
镍铬
镍铬
镍铬
锰铜
A.?研究导体的电阻跟长度的关系应选导线甲和丙
B.?研究导体的电阻跟横截面积的关系应选导线甲和乙
C.?研究导体的电阻跟横截面积的关系应选导线丙和丁
D.?研究导体的电阻跟材料的关系应选导线乙和丁
8.张华同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时，将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象，根据图象，下列说法错误的是（）
A.?通过导体A的电流与其两端的电压成正比
B.?导体A的电阻大于导体B的电阻
C.?当在导体B的两端加上1V的电压时，通过导体B的电流为0.1A
D.?将AB两导体串联后接在电压为3V的电源上时通过导体的电流为0.2A
二、填空题
9.在探究“电流与电压的关系”的实验中，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应调到________.
位置，分别采用5Ω、10Ω、15Ω的电阻进行实验，目的是________，如图是根据实验数据绘制的图象，有图象可知：电阻一定时，导体中的电流与加在这段导体两端的电压成________关系．
10.某物理小组的同学做实验测电阻，他们连接的实验电路如图所示，已知电源两端电压不变，电阻R1的阻值为3Ω。当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P位于A点时，电压表V1的示数为3V，电压表V2的示数为8V。当滑动变阻器的滑片P位于B点时，电压表V1的示数为7V，电压表V2的示数为9V。则所测电阻R2的阻值是________?Ω。
11.小明利用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,根据实验的数据绘出了I- 图象,如图乙所示.分析图象可知,当导体的电阻为________Ω时,通过它的电流为0.2 A;当电流分别为0.25 A和0.5 A时,接入电路的导体的电阻之比为________;实验过程中,小明控制导体两端的电压为________V.?
12.如图所示的电路中,电源电压U=4.5V,且保持不变,定值电阻R1＝5Ω,变阻器R2最大阻值为20Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。为保证电流表和电压表都不被烧坏，变阻器接入电路的最大阻值为________Ω，最小阻值为________Ω。
13.下表是小军在实验中记录的实验数据，请根据表格中的数据归纳出电压U和电流I的关系式：U=________.
三、实验探究题
14.小芳在探究“通过导体的电流跟导体电阻的关系”时，设计了如图甲所示的电路，但稍作思考之后，就将电路改进为如图乙所示的电路。她这样改进有何好处？________
在实验过程中，她保持电源电压不变，通过调节电阻箱先后6次改变A、B间的电阻值，测得相应的电流值如表所示。
小芳分析表1中数据发现总结不出电流跟电阻的定量关系，你认为其原因是________。小芳认真思考后发现了自己在实验过程中的错误，并采取了正确的实验操作。你认为小芳按第1次到第6次改变电阻箱的电阻后，应该将滑动变阻器向________（填“左”或“右”）移。
15.小明同学用如图所示的实验裝置探究“电流与电阻的关系”，电源电压恒为3V．
（1）请你用笔画线代替导线，把图中的实验电路补充完整
（2）小明将5Ω的定值电阻接入电路后，闭合开关后，电流表没示数，电压表示数接近电源电压，则电路故障可能是________
（3）排除故障后，小明移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示示数为2.5V，记录此时电流表的示数；随后，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻继续实验；接下来他应该将滑动变阻器的滑片向________（选填“左”或“右”）移动，在此过程中眼要看着________（选填“电流表”或“电压表”），直到示数为________时；???
（4）一旁的小华同学看完他的实验后说：“用一个热敏电阻代替定值电阻，每测完一组数据后，对电阻进行加热，不就可以改变电阻了吗？”请问：小华的这种实验方法合适吗？________，原因是：________
16.为了探究“导体中电流与电压的关系”，某小组用A、B两个导体进行研究。实验中他们多次改变导体两端的电压，并将测量的数据记录在表一、表二中。
（1）分析比较实验序号1、2、3或4、5、6中的电压与电流变化的倍数关系，可得出的初步结论是：对同一导体，________。
（2）在分析表中数据后，小明提出猜想：通过导体的电流可能与导体本身有关。请你根据表中的数据说明小明猜想的依据是________。
（3）为了验证上述猜想，小明选用C导体继续实验，并设计了数据记录表，如表三所示。请你在表三中填入“电压”一列的数据，以满足验证该猜想的要求。________
17.为了探究“电流与电压的关系”，某同学设计了如图甲所示的电路。
（1）实验中，应保持________不变。调节滑动变阻器滑片P，当电压表示数为2V时，电流表示数如图乙所示，请将该示数填入下表中。
电压/V
1
2
3
电流/A
0.1
________
0.3
（2）分析上表实验数据，可以得出的结论是：________。
18.在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中，实验室老师给同学们准备了以下器材：“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω”的定值电阻各1个，“15Ω? 1A”的滑动变阻器一个，电流表，电压表，电源，开关和导线若干。
（1）根据如图所示的实物图，在答题卡指定位置的虚线框内画出电路图；

?
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最________（选填“左”或“右”）端；
（3）在“探究电流与电压的关系”时，记录的电流表与电压表的示数如下表所示，请在答题卡图示坐标纸上描点画出U-I图像________，由此得出的实验结论是：________；

（4）连好电路闭合开关，发现电流表示数较大、电压表示数为零，则电路故障原因可能是???????? ?；
A.电阻R发生了短路
B.滑动变阻器发生了断路
C.滑动变阻器发生了短路
（5）在“探究电流与电阻的关系”的实验中，先将5Ω电阻连入电路中，闭合开关，移动滑片，使电压表的示数为1.5V，读出电流表的示数；再分别改接10Ω、15Ω、20Ω的电阻，重复上述实验。当改接20Ω的电阻进行实验时，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，电压表的示数始终无法达到1.5V。经检查，电路连接无误，各元件均完好，请你找出一种可能的原因：________。
19.小美利用如图甲电路探究电流跟电阻的关系，已知电源电压为 6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
（1）请根据图甲的电路图将图乙实物图补充完整。（导线不允许交叉）；
（2）实验中多次改变 R的阻值，调节滑动变阻器，使电压表示数保持不变，记下电流表的 示数，得到如图丙I﹣R图像。由实验图像可得出的结论：________；
（3）为完成整个实验，根据上述定值电阻，应选择最大阻值至少为________Ω 的滑动变阻器。
20.在探究“电流和电阻关系”的实验中，请回答．
（1）请按图1电路图，连好图2的实物图（两块表均选用小量程）．
（2）滑动变阻器除具有保护电路外，在本实验中还起到的主要作用是________．
（3）将5Ω电阻接入电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表的示数为3V时，记下电流表的示数．
用10Ω电阻替换5Ω电阻，重新闭合开关，接下来的操作是________．
（4）继续换用不同阻止的电阻，重复上述操作，实验中收集到的数据如表：
?电阻/Ω
?5
?10
?12
?15
?20
?电流/A
?0.6
?0.3
?0.25
?0.2
?0.15
分析表中数据，得出的实验结论是________．
（5）若用30Ω电阻替换20Ω电阻，收集第6次实验数据，根据表中数据及实验结论分析，收集的电流值应为________?A（或近似这个值），但实验中没能收集到这次的电流值，根据图中及实验过程的信息分析，其原因是________（写出一条即可）．
21.小兵和同学利用图甲电路来探究电流与电阻的关系，他在实验中控制电压表示数为U0不变，相关器材规格已在图中标明。
（1）请将电路连接完整，使滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大；
（2）完成连接后进行实验。实验中，若无论如何调节滑动变阻器，电流表的示数几乎为零，电压表示数始终为3V。经检查发现是某根导线出现了断路，该导线是________（选填导线编号）；
（3）将电流表示数记为I，电阻箱和滑动变阻器接入电路的阻值分别记为R1和R2。当R1由10Ω更换成20Ω时，滑动变阻器的滑片应向________移动，直到电压表的示数为U0 ， 此时电阻箱两端电压与滑动变阻器两端电压之比 ________（“变大”、“不变”或“变小”）。小兵根据实验数据所绘制的I与 关系图像如图乙所示，由此可知：U0＝________V；
①若滑动变阻器的最大阻值为20Ω，则实验时电阻箱接入电路的阻值不得超过________Ω；
②根据图乙可得出“在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成________”的实验结论。
（4）由于电池电量不足，同学小华换用4.5V电源也做了探究电流与电阻的关系的实验，根据实验数据绘制的图像如图丙所示，与图乙相比，小兵发现造成两个图像不同的原因除了横轴表示的物理量不同外，还有一个主要原因是________。
22.小明同学在做“探究电流与电压的关系”实验时，准备了以下器材：干电池（1.5V）两节，电流表（0﹣﹣0.6A? 0﹣﹣3A）、电压表（0﹣﹣3V 0～15V）、滑动变阻器（20Ω、2A）、定值电阻（5Ω）、开关各一只，导线若干．根据图甲所示的电路图进行实验．
（1）用笔画线代替导线，按照图甲所示电路，将乙图中的实物图连接完整．
（2）连接电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片P应处于________（选填“A”或“B”）端．
（3）闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，若故障出在定制电阻R或变阻器上，那么原因可能是________
（4）实验过程中，要使电压表示数逐渐变大，滑动变阻器滑片P应向________（选填“左”或“右”）移动．
（5）实验过程中，电流表的示数如图丙所示，此时电路中的电流为________?A．
（6）根据表格数据，你得出的实验结论是：________．
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流Ⅰ/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
23.?????????????????????????
（1）用如图甲所示的电路研究“电流和电阻的关系”，请解答下列各问题：
①用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整________。要求导线不能交叉，滑片向右移动时，电流表示数变小。
②小明接入5Ω的电阻，移动变阻器的滑片，使电压表示数达到某值时，电流表示数如图乙所示，则此时电路中的电流为________A。
③把5Ω的电阻换成10Ω的电阻，保持电压表的示数不变，变阻器的滑片应该向________（填“A”或“B”）端移动。
④小红在做此实验时，测得数据如表所示，分析表中数据不能得出“电流和电阻成反比”的结论。原因是________。
实验次数
1
2
3
电阻/Ω
5
10
15
电流/A
0.3
0.2
0.14
（2）在做“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时，采用了如图所示的实验装置。两个透明的容器中密封了等量的空气，U形管中液面的变化反映了密闭空气温度的变化。此实验是为了探究电流产生的热量与________的关系，将此装置接到电源两端，通电一段时间后，电流在________（填“A”“或“B”）容器中产生的热量较多。该实验中用到的物理研究方法是控制变量法和________。
24.小明利用如图甲所示实物电路探究“导体中电流跟电阻的关系”提高的实验器材有：电压恒为6V的电源、电流表、电压表、四个不同阻值的定值电阻、滑动变阻器、开关、导线若干
?
（1）图甲中部分导线已连好，请用笔画线代替导线将电路连接完整________。
（2）实验中通过调节滑动变阻器保持电阻R两端电压不变，此实验用到的探究方法是_____。
A.控制变量法
B.转化法
C.等效替代法
（3）实验数据如表，第2次实验中电流表的示数如图乙所示，则电流表示数为________A。
（4）由于操作不当，导致一组数据存在错误，请判断第________次实验的数据存在错误，产生错误的原因是________
25.某实验小组利用如图所示电路探究“导体中电流和电压的关系”，提供的实验器材有：电源（6V）、电流表、电压表、定值电阻（10Ω）、滑动变阻器（40Ω? 0.5A）、开关和导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，将图中实物电路连接完整________；闭合开关前，应该将滑片P置于________端（选填“左”或“右”）；
（2）小明同学进行了正确的实验操作，某次电流表的示 数为0.2A，此时定值电阻消耗的功率为 ________?W， 变阻器接入电路的阻值为________?Ω；
（3）同组的小红同学想要探究“导体中电流和电阻的关 系”，她又找来了两个阻值分别为5Ω和20Ω的电 阻，用图示电路，为完成三次实验，则定值电阻两端电压的最小预设值是 ________V。
26.在探究“电流与电压、电阻的关系”的实验中，

（1）请你用笔画线代替导线，根据甲电路图将图乙中的实物电路连接完整________。要使电路中的电流增大，滑动变阻器的滑片应向________（选填“A”或“B”）端移动。
（2）在研究电流与电压的关系时，使用滑动变阻器的目的是________和________。某同学闭合开关后，发现无论如何移动变阻器的滑片P，电压表、电流表均有示数，但都不改变，原因可能是________。（写出一种即可）
（3）在研究电流与电阻的关系时，更换不同的定值电阻后，应调节________?，使定值电阻两端的电压________。
（4）图丙所示是根据测得数据作出的I-U图像，分析图像可知电阻Ra________Rb（选填“>”、“=”或“<”）。
27.小浩同学想测出一学生电源的电压（电源电压不变）和一个定值电阻Rx的阻值．除了待测的电源和电阻，老师还给他提供了如下器材：一小块电流表，一个已知阻值为R0的定值电阻、两个开关、导线若干，请你仅用上述器材帮他设计一个测量电源电压和电阻Rx阻值的实验方案，要求：
（1）画出实验电路图（电路组成后不可再拆装、重组）________；
（2）写出主要实验步骤及所需测量的物理量________-；
（3）写出电源电压和电阻Rx阻值的数学表达式（用已知量和测量量表示）________．
答案解析部分
一、单选题
1. D
【解析】解答：解：AB、电压表测电源的电压，示数不变，A、B不符合题意；
C、电压表测得是滑动变阻器两端的电压，当滑动变阻器的阻值变大时，电压表示数变大，而电流表示数变小，与表格提供数据规律不一致，C不符合题意；
D、电压表测得是定值电阻两端的电压，当电压表示数变大时，电流表示数也变大，且比值不变，D符合题意．
故答案为：D．
分析：根据表格中电压和电流的变化规律判断，电压表测量电阻的电压.
2. A
【解析】解答：A．由图象可知，I与R是反比例函数的图象，反映了“导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比”，A符合题意；
B．由图象可知，I与R是正比例函数的图象，说明电阻越大、电流越大，这是错误的规律，B不符合题意；
C．由图象可知，I与U是反比例函数的图象，说明电阻一定，电流与电压成反比，这是错误的结论，C不符合题意；
D．由图象可知，I与U是正比例函数的图象，说明电阻一定时，电流与电压成正比，而题中是探究“电流跟电阻的关系”，D不符合题意．
故答案为：A．
分析：电流和电阻成反比，反比例图像是双曲线。
3. D
【解析】解答：A．本实验要多次改变定值电阻两端电压，A不符合题意；
B．电源总电压不变，多次改变定值电阻两端电压，根据U′=U总?Ux ， 所以滑动变阻器两端电压也改变，B不符合题意；
C．电阻两端电压增大时，滑动变阻器的电压减小，所以电阻两端电压和滑动变阻器的电压之比在改变，C不符合题意；
D．根据R= ，电压表与电流表示数比值等于定值电阻Rx阻值，定值电阻阻值不变，所以电压表示数和电流表示数的比值不变，D符合题意。
故答案为：D

分析：探究电流和电压关系时，电阻保持不变；滑动变阻器的电阻和分压会改变。
4. C
【解析】解答：在滑动变阻器的电阻值不变的情况下，电路中由于将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻，使整个电路的电阻值变大；由欧姆定律知道，电路中的电流减小，此时滑动变阻器两端的电压减小，要使电阻两端的电压不变，应减小电路中的电流，增大滑动变阻器接入电路的电阻值，故将变阻器滑片应适当向右移动，使电压表的示数不变 .
故答案为：C .
分析：研究电流跟电阻的关系时，须控制电阻两端的电压相等，将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻时，电阻两端的电压变大，根据串联分压原理分析滑动变阻器接入阻值的大小变化情况；增加电池的个数，会使得电阻两端的电压更大 .
5. D
【解析】解答：AD．由表1中的数据可得，电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比，故A不正确，D符合题意；
B．表2中的数据，没有控制变量，不能得到通过导体的电流与电压、电阻的关系，故B不正确；
C．根据表2中的数据不能得到电源电压与R2的阻值，故C不正确。
故答案为：D。

分析：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；探究电流和电阻关系时，要保存电阻两端的电压一定。
6. A
解析：这两个实验都需要测量出通过电阻的电流和其两端的电压，实验电路图都是相同的，并且在做“探究电流跟电阻的关系”时，要控制电阻两端的电压不变；
实验过程都需要采用多次测量取平均值的办法来减小误差．
解答：A、在“探究电流跟电阻的关系”时需要采用控制变量法，而“伏安法测量电阻”时不需要利用控制变量法，不正确，符合题意；
B、这两个实验的实验电路图都相同，说法正确，不符合题意；
实验过程为了减小误差，常采用多次测量取平均值的办法进行分析解答，故CD都正确，不符合题意；
故选A．
【点评】此题结合两个电学实验进行分析考查对物理学方法的理解与应用情况．
7. B
【解析】解答：A．研究导体的电阻与长度的关系，应选材料和横截面积相同，长度不同的两根导线，甲、丙的材料相同，横截面积不同、长度不同，不符合条件，A不符合题意；
B．研究导体的电阻与横截面积关系，应选择材料和长度相同，横截面积不同的两根导线，甲、乙材料相同，长度相同，横截面积不同，符合条件，B符合题意；
C．研究导体的电阻与横截面积关系，应选择材料和长度相同，横截面积不同的两根导线，丙、丁材料不同，长度不同，横截面积不同，不符合条件，C不符合题意；
D．研究导体的电阻与材料的关系，应选择长度和横截面积相同，材料不同的两根导线，乙、丁长度相同，横截面积不同，材料不同，不符合条件，D不符合题意。
故答案为：B

分析：导体的电阻跟导体的长度、导体的横截面积、导体的材料有关，应用控制变量法来进行探究.
8. B
【解析】【分析解答】
A、由图线a可知，图线a是正比例函数图象，说明通过导体a的电流与其两端的电压成正比，故A正确；
B、当U=2V时，由图象可知，Ia=0.4A，Ib=0.2A，根据I=U/R，电阻：Ra=5Ω，Rb=10Ω，则导体a的电阻小于导体b的电阻，故B错误；
C、当在导体b的两端加上1V的电压时，通过导体b的电流Ib′=0.1A，故C正确；
D、将a、b两导体串联后接到电压为3V的电源上时，通过导体的电流I=0.2A，故D错误．
故选B
二、填空题
9.阻值最大；得到普遍的规律，避免结论的偶然性；正比
【解析】解答：在探究“电流与电压的关系”的实验中，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应调到阻值最大的位置；分别采用5Ω、10Ω、15Ω的电阻进行实验的目的是得到普遍规律，排除实验结论的偶然性；由图象可知：电阻一定时，导体中的电流与加在这段导体两端的电压成正比关系．
故答案为：阻值最大；得到普遍的规律，避免结论的偶然性；正比．
分析：本题考查了探究电流与电压关系的实验，需要注意的是：题目中采用多个电阻的目的是“多次测量总结规律”，而不是要“探究电流与电阻”的关系．
10. 12
【解析】解答：根据总电压不变，电压表V2的示数与R1两端的电压应为电源电压．
电压表V1的示数与电阻R2两端的电压也为电源电压．
?????①
???????②
①②化简为
∵， ∴
分析：难度较大，根据串联电路电压规律结合欧姆定律列出关于电源电压的方程组是解本题的关键．
11. 10；2∶1；2
【解析】解答：由图像可知，当电流为0.2A时，所对应的电阻的倒数为0.1，所以此时导体的电阻为10Ω；同理，当电流分别为0.25A和0.5A时，可分别求出电阻分别为8Ω和4Ω，所以电阻之比为2：1；导体两端的电压为U=IR=0.2A×10Ω=2V。
分析：电流与电阻成反比，电阻为定值电阻；
电压一定时，电阻之比等与电流的反比；
12. 10；2.5
【解析】解答：由电路图可知，滑动变阻器R2与电阻R1串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路总电流，当电流表示数为I1=0.6A时，滑动变阻器接入电路的电阻最小，根据欧姆定律可得，电阻R1两端电压： ，∵串联电路中总电压等于各分电压之和，∴滑动变阻器两端的电压： ，∵串联电路中各处的电流相等，∴滑动变阻器连入电路的电阻最小： ；当电压表示数最大为U2max=3V时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，此时R1两端电压： ，电路电流为：
，滑动变阻器接入电路的最大电阻： ．
故答案为：10；2.5．
分析：根据电压表的量程，通过欧姆定律计算电阻的最大值，根据电流表的量程，利用欧姆定律计算电路中的最小电阻，并计算滑动变阻器的最小电阻值.
13. -5V/A×I+4V

【解析】解答：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=0.10A，U=3.5V和I=0.18A，U=3.1V代入可得：3.5V=a×0.10A+b，3.1V=a×0.18A+b，联立等式可得：a=-5V/A，b=4V，则U=-5V/A×I+4V.
故答案为：-5V/A×I+4V
分析：解答此类题目，可根据题目所给数据，列出一次方程，得到系数，写出表达式即可.
三、实验探究题
14. 甲图中电阻为定值电阻，乙图为电阻箱，电阻大小可以改变；探究“通过导体电流跟导体电阻关系”时，需要保持电阻两端电压不变；右
【解析】解答：甲图中电阻为定值电阻，乙图为电阻箱，电阻箱电阻大小可以改变，改进后便于改进导体的电阻。要探究“通过导体的电流跟导体电阻的关系”，需要保持电阻两端电压不变，由表1中数据总结不出电流跟电阻的定量关系的原因是：没有控制电阻两端的电压不变。要保证电阻箱两端电压不变，每次改变电阻后应调节滑动变阻器滑片使电压表读数不变。
分析：探究电流和电阻关系时，要保持电压一定，更换电阻，保持电压不变可以通过滑动变阻器来调节.
15. （1）解：如图所示：
（2）R断路
（3）A；电压表；2.5V
（4）不合适；热敏电阻的阻值虽然可以通过温度改变，但阻值的具体大小无法得知，所以无法定量地研究电流与电阻的关系
【解析】解答：（1）探究“电流与电阻的关系”，电压表与电阻并联，已知电源电压恒为3V，所以电压表选用0~3V量程，滑动变阻器按“一上一下”的方式接入电路中，连图如下：
；（2）闭合开关后，电流表没示数，说明电路可能断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源相连通，则电路故障可能是电阻R断路．（3）将5Ω的电阻换成10Ω的电阻继续实验，根据串联分压原理，电压表示数变大，为控制电压表示数不变，根据串联电路电压的规律，应增大滑动变阻器分得的电压，根据分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的阻值，所以应将滑动变阻器的滑片向A移动，在此过程中眼要看着电压表，直到电压表的示数为2.5V时；（4）探究“电流与电阻的关系”需要控制电压相同，改变电阻，用热敏电阻代替定值电阻，热敏电阻的阻值虽然可以通过温度改变，但阻值的具体大小无法得知，所以无法定量地研究电流与电阻的关系．

分析：（1）电压表是测量电压的仪表，应并联在电路中，电压表与哪个用电器并联，就测量哪个用电器两端的电压；
（2）分析电路结构，为串联电路，结合灯泡的发光情况分析电路存在的故障即可；
（3）要研究电流和电阻的关系，需要保证电阻的电压不变；
（4）电阻的大小还与温度有关，一般来说，导体的温度越高，电阻越大。
16. （1）通过导体的电流与它两端的电压成正比
（2）3和5两次实验数据中不同导体在两端电压相同时电流不同
（3）1.2、1.8、2.4、3.6、5.4中的任意三个
【解析】解答：(1)由表格中数据，电阻不变，电压增大为原来的几倍，电流也增大为原来的几倍，但电压与电流的比值不变，可得，电阻不变，导体中的电流与它两端的电压成正比；（2）小明猜想的依据是3和5两次实验数据中不同导体在两端电压相同时电流不同。（3）为验证通过导体的电流可能与导体本身有关，应保持电压相同，故表格如下：
故答案为：（1）通过导体的电流与它两端的电压成正比;（2）和5两次实验数据中不同导体在两端电压相同时电流不同;（3）1.2、1.8、2.4、3.6、5.4中的任意三个.
分析：电流和通过电阻两端的电压成正比，电流和导体的电阻成反比.
17. （1）电阻；0.2
（2）电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比
【解析】解答：(1)探究电流与电压的关系时，需保持电阻不变；根据图乙可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.2A；(2)根据表中数据可知，导体的电阻值保持不变，导体两端的电压增大，相对应的导体中的电流也增大，且电压增加几倍，电流也增加几倍，故得结论：电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。
分析：（1）要探究电流与电压的关系，需要控制电阻相同；利用欧姆定律求解电流大小；
（2）结合表中的数据分析得结论即可。
18. （1）
（2）右
（3）；电阻不变，导体中的电流与它两端的电压成正比
（4）A
（5）滑动变阻器最大阻值过小（或控制的定值电阻两端的电压过小或电源电压过大或定值电阻的阻值过大）
【解析】解答：（1）根据实物图画出电路图，如图所示：
；（2）由图知，滑动变阻器的下面接了左边的接线柱，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于右端，使其阻值最大；（3）根据表格中数据描点并连线，如图所示，由图知，电阻不变，导体中的电流与它两端的电压成正比；
；（4）连好电路闭合开关，发现电流表示数较大、电压表示数为零，则电路故障原因可能是电阻R发生了短路；（5）无论怎样移动滑动变阻器，20Ω电阻两端的电压始终无法达到1.5V，可能是滑动变阻器最大阻值太小，滑动变阻器分压太小，使电阻电阻两端的电压过大造成的；或是定值电阻的阻值过大，造成分压过大，或是由于控制的定值电阻两端的电压太小造成的；或是电源电压太大；
分析：（1）结合实物图，利用电流流向法画出电路图即可.
（2）为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处.
（3）结合表格数据，利用描点法画图，再结合图像得出结论.
（4） 电流表示数较大、电压表示数为零， 则与电压表并联的部分短路.
（5）电阻两端电压达不到1.5V，可从滑动变阻器阻值大小、电源电压大小、电阻本身等方面分析原因.
19. （1）
（2）当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比
（3）35
【解析】解答：(1)根据电路图可知，电压表与定值电阻并联，定值电阻与滑动变阻器串联，故连接电路如图所示：
；(2)由图象可知，当电压不变时，改变电阻得到的每组数据中，通过导体的电流与导体电阻之积为一定值，所以得出的结论为：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。(3)由图象可知，实验中控制定值电阻两端电压为2.5V；由串联分压关系可知，当接入25Ω电阻时，滑动变阻器接入的阻值最大；由图象可知，此时，电流中电流为0.1A；滑动变阻器两端电压
则滑动变阻器的最大阻值至少为

分析：（1）电流表串联在电路中，电压表并联在电路中，滑动变阻器的接线柱一上一下，连接实物图即可；
（2）通过实验最后得出，当电压一定时，电流和电阻成反比；
（3）定值电阻和滑动变阻器是串联关系，串联分压，分得的电压和电阻成正比，结合定值电和分压求解滑动变阻器的最小电阻。
20. （1）解：将电压表与电阻并联，电流表与电阻串联，如图所示：
（2）控制R两端电压相同（或一定/不变）
（3）调节滑动变阻器，当电压表的示数为3V时，记下电流表的示数
（4）在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比
（5）0.1；滑动变阻器的最大阻值过小（或电源电压过高）
【解析】解答：解：（1）将电压表与电阻并联，电流表与电阻串联，如图所示：
；（2）电流与电压和电阻有关，探究电流与电阻的关系，需保持电阻两端的电压不变，所以滑动变阻器除具有保护电路外，在本实验中还起到的主要作用是控制R两端电压相同；（3）用10Ω电阻替换5Ω电阻，电阻两端的电压将发生变化，要调节滑动变阻器，当电压表的示数为3V时，记下电流表的示数；（4）由表格中数据可知，电流与电阻的乘积为定值，可知，在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；（5）由表格中第一组数据可知，U=IR=0.6A×5Ω=3V；
则当电阻为30Ω时，I= = =0.1A；
由题意知，滑动变阻器两端的电压为U滑=9V﹣3V=6V；
则滑动变阻器的阻值为：R滑= = =60Ω＞50Ω，所以无法得出滑动变阻器的阻值；
若降低电源电压也测出数据．
故答案为：（1）见上图；（2）控制R两端电压相同（或一定/不变）；（3）调节滑动变阻器，当电压表的示数为3V时，记下电流表的示数；（4）在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；（5）0.1；滑动变阻器的最大阻值过小（或电源电压过高）．
分析：（1）电压表与电阻并联，电流表与电阻串联；（2）探究电流与电阻的关系，需使电阻两端的电压相同，电阻不同，从而可判断出滑动变阻器的作用；（3）更换电阻后，电压表的示数将发生变化，需移动滑片使电压表的示数不变；（4）分析表格中数据电流与电阻的变化特点，得出电流与电阻的反比例关系；（5）根据电流与电阻的乘积为定值判断出电流表的示数；分析当电阻为20Ω时滑动变阻器的阻值得出结论．
21. （1）
（2）②
（3）右；不变；2；40；反比
（4）定值电阻两端电压不同
【解析】解答：(1)因为滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，故滑动变阻器必选左下接线柱，如下图
；(2)无论如何调节滑动变阻器，电流表的示数几乎为零，电压表示数始终为3V，说明电路断路，电压表还能测出总电压，因此应该是导线②断路。(3)根据串联分压原理可知，将定值电阻R由10 改成20 的电阻，电阻变大，其分得的电压变大，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，有分压原理，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。控制电阻箱两端的电压为U0不变，电阻箱与滑动变阻器串联，电源电压不变，所以此时电阻箱两端电压与滑动变阻器两端电压之比不变。根据实验数据所绘制的I与 关系图像，电流随电阻倒数关系图像为过原点的直线，即电流与电阻的倒数成正比，即电流与电阻成反比，当 = 时，I=0.5A，故电压为U0=IR= =2V①若滑动变阻器的最大阻值为20 ，有分压原理可得实验时电阻箱接入电路的最大阻值为 =
=
解得电阻箱接入电路的最大阻值为40 。②由上所述，当电阻增大时，电流减小，可得出电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。(4)由图3所示，与图2相比，两个图像不同的原因除了横轴表示的物理量不同外，还有一个主要原因是电阻两端控制的电压不同。

分析：（1）滑片远离下面的接线柱时，电阻变大；（2）在串联电路中，电流表示数为零，电压表示数较大，电压表测量的位置断路；（3）在电压表处的电阻变大时，为保持电压表示数不变，滑动变阻器电阻取值变大；利用电流和电阻的乘积计算电压大小；根据电阻的分压比例，计算电阻比，计算电阻大小；电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（4）电流和电阻的乘积计算电压大小。
22. （1）解：已知电流表选择0～0.6A，因此将电流表0.6A接线柱与定值电阻左端接线柱相连，把滑动变阻器B端接线柱与定值电阻右端接线柱接入电路，实物电路图如图所示．
（2）B
（3）定值电阻短路
（4）左
（5）0.3
（6）电阻一定时，电流与电压成正比
【解析】解答：解：（2）电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，说明与电压表并联的部分短路，即电阻R短路．（3）在连接电路的各元件时，开关应处于断开状态；闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于B端，这样可以起到 保护电路的作用．（4）已知定值电阻与滑动变阻器串联，根据串联分压的特点可知，实验过程中，要使电压表示数逐渐变大，应减小滑动变阻器两端电压，则滑动变阻器滑片P应向左移动；（5）图中电流表选择的是0～0.6A量程，对应的分度值都是0.02A；则这时的电流为0.3A．（6）由表格中的数据可知：在电阻一定的情况下，电压越大，电流越大，即电阻一定，电流与电压成正比．
故答案为：（l）如图； （2）B；（3）定值电阻短路；（4）左；（5）0.3；（6）电阻一定时，电流与电压成正比．
分析：（1）根据电路图连接实物电路图．（2）常见的电路故障有断路与短路，根据电路故障现象分析电路故障原因．（3）为保护电路，连接电路时，要断开开关，闭合开关前，滑片要移到阻值最大处．（4）根据串联电路中，串联电压的特点分析．（5）电流表读数时要看清选择的量程和对应的分度值，根据指针的位置读数．（6）根据表格中的数据分析．
23. （1）；0.28；B；没有控制定值电阻的电压不变
（2）电阻；B；转换法
【解析】解答：解：（1）①滑片向右移动时，电流表示数变小，即电阻变大，故变阻器B接线柱连入电路中与电阻串联，如下所示：
②电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，则此时电路中的电流为0.28A。③把5Ω的电阻换成10Ω的电阻，根据串联分压原理可知，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B端移动，使电压表的示数不变；④小红在做此实验时，测得数据如表所示，
因U＝IR＝0.3A×5Ω≠0.2A×10Ω≠0.14A×15Ω，
分析表中数据不能得出“电流和电阻成反比”的结论，原因是没有控制定值电阻的电压不变；（2）串联电路中各处的电流相等，通电时间也相同，故此实验是为了探究电流产生的热量与电阻的关系，将此装置接到电源两端，通电一段时间后，根据Q＝I2Rt，因B容器中电阻大，故电流在B容器中产生的热量较多。该实验中用到的物理研究方法是控制变量法和转换法。
故答案为：（1）①如上所示；②0.28；③B；④没有控制定值电阻的电压不变；（2）电阻；B；转换法。
分析：（1）①根据滑片向右移动时，电流表示数变小确定变阻器B接线柱连入电路中与电阻串联；
②根据电流表选用小量程确定分度值读数；
③根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；
④研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，根据表中数据得出电阻的电压分析.
（2）探究热量与电流及电阻的关系，要求能正确分析电路，掌握串并联电路的特点，并灵活应用焦耳定律根据控制变量法（两电阻中的电流相等，两电阻丝的阻值不同，根据温度计示数的变化判断吸收热量的多少，可探究电流产生热量与电阻大小的关系；通过电阻的电流不同，比较相同通电时间内两支温度计示数变化情况，可探究电流产生的热量与电流是否有关）及转换法（探究影响电热的因素时，通过液体吸热的多少反应电阻丝产生的热量）分析解答.
24. （1）解:如图所示:
（2）A
（3）0.2
（4）4；没有调节滑动变阻器来控制电阻两端的电压不变
【解析】解答：(1)把电阻、滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在电阻两端，注意滑动变阻器已接了右下角的接线柱，所以应将其上面的一个接线柱接入电路中，如图所示：
;
（2）实验中通过调节滑动变阻器保持电阻R两端电压不变，此实验用到的探究方法是控制变量法;
(3)由表格各次实验，电流都小于0.6A，所以实验中电流表使用的是0?0.6A量程，分度值为0.02A，示数为0.2A；
(4)由表可知，实验时电阻两端的电压为U＝IR＝0.4A×5Ω＝2V，
当接入电阻R3＝15Ω时,电路中的电流为I3＝0.13A,此时滑动变阻器接入的阻值为R＝ ≈30Ω，将R3换为R4＝20Ω时,滑动变阻器滑片位置不动,此时电流中的电流为I＝ ＝0.12A，故第4次实验时，没有移动滑片就读电流表示数了；所以产生错误的原因是没有调节滑动变阻器来控制电阻两端的电压不变.
故答案为：（1）如图所示；（2）A；（3）0.2；（4）4；??没有调节滑动变阻器来控制电阻两端的电压不变.
分析：（1）变阻器按一下一上接入电路中；
（2）研究导体中电流跟电阻的关系，要控制电压表示数不变，由表中数据分析电压表示数回答.
25. （1）；左
（2）0.4；20
（3）2
【解析】解答：（1）探究电流和电压关系时，电流表和定值电阻串联，根据 ， 电流表接0-0.6A量程，如图 ,为了保护电路，滑片在A端，左端；（2）根据电流和电阻计算电功率为 ， 滑动变阻器接入电路的电阻为；（3）当电阻处接最大20Ω时，滑动变阻器接入电阻最大，为40Ω，则电路中的电流为 ， 电压表示数为。
分析：（1）根据电压和电阻的比值计算电流，并选择电流表量程，电流表串联接入电路中；
（2）利用电流和电阻可以计算电功率，根据电压和电流的比值计算电阻大小；
（3）根据电路的最大电阻计算电流，利用电阻和电流计算电压表示数。
26. （1）；A
（2）保护电路；改变电阻两端电压；滑动变阻器接了AB(CD)两个接线柱
（3）滑动变阻器的滑片；保持不变
（4）＜
【解析】解答：(1)电源的电压U＝2×1.5V＝3V，所以电压表的量程为0?3V，且与灯泡并联；电流表的负接线柱与滑动变阻器的任意上方接线柱相连，如下图所示：
要使电路中的电流变大，滑动变阻器接入电路的电阻需减小，因此需将滑片向A端移动。(2)使用滑动变阻器的目的是：保护电路；改变电路电流，改变定值电阻两端的电压，进行多次测量；由电路图可知，闭合开关前，滑片P应移到B端，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，目的是保护电路；无论如何移动变阻器的滑片P，电压表、电流表均有示数，但都不改变，可能是：滑动变阻器同时接上面两个接线柱，滑动变阻器短路；也可能是滑动变阻器同时接下面两个接线柱，滑动变阻器阻值全部接入电路，滑动变阻器成为定值电阻。(3)在探究电流与电阻关系时，要在电路中接入不同阻值的电阻，同时保持每次接入的电阻两端电压一定。所以需要改变滑动变阻器滑片的位置，改变滑动变阻器两端电压，使电阻两端电压相同。(6)由I?U图象可知,同一电压U对应的电流Ia>Ib,由欧姆定律,R＝ 知,电阻Ra分析：（1）结合实验目的连接电路图.闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值，根据电路图确定滑片的位置；
（2）滑动变阻器在电路中可以保护电路，还可以改变定值电阻两端的电压；电压表与电流表均有示数，移动滑片，两表示数均不发生变化，说明滑动变阻器不能改变电路总电阻，可能是滑动变阻器接成短路或被接成了定值电阻；
（3）在研究电流与电阻关系时，要保持电阻两端电压一定，改变接入电路的电阻值，总结电流的变化规律；
（4）由I-U图象找出同一电电压对应的流过两电阻的电流值，然后由欧姆定律判断两电阻阻值间的关系.
27. （1）
（2）①闭合S，断开S1，读出此时电流表示数I1；②闭合S及S1，读出此时电流表示数I2
（3）Rx＝
【解析】解答：解答：(1)两电阻并联,一开关控制干路,另一开关控制Rx支路，电流表位于干路，如图所示：
；
(2)实验步骤：①闭合S,断开S1,读出此时电流表示数I1；
②闭合S及S1,读出此时电流表示数I2；
(3)电源电压及待测电阻表达式：由步骤①根据欧姆定律可得：电源电压U＝I1R0 ， 由步骤②根据并联电路特点和欧姆定律可得，待测电阻：Rx＝
分析：缺少电流表测电阻的问题，要用到数学的推理思维，常以电流处处相等为突破口，利用已知阻值的R0和开关的控制，推导出通过RX中的电流；如果缺少电压表测电阻，也常以各支路电压相等为突破口.