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科学 自招专题--电与磁和电学实验
模块一 电与磁
练1 小明制作了一个会“发光的二极管”。其电路简图如图所示。二极管具有单向导电性，电流只能从二极管的正极流入，负极流出。演示时，左右摇动塑料管，这时会看见两只发光二极管轮流发光。以下说法中，不正确的是（　　）
A．制作发光二极管的主要材料是半导体
B．发生该现象的原理是电磁感应
C．二极管发光时，图中的条形磁体相当于电源
D．在该现象中，将机械能转化为电能
练2 如图所示为一台非铁性物质制成的天平。天平左盘中的A是一铁块，B是电磁铁。未通电时天平平衡，给B通以图示方向的电流（a端接电源正极，b端接电源负 极），调节线圈中电流的大小，使电磁铁对铁块A的吸引力大于铁块受到的重力，铁块A被吸起。当铁块A向上运动的过程中，下列判断正确的是（　　）
A．电磁铁B的上端为S极，天平左盘下降
B．电磁铁B的上端为S极，天平右盘下降
C．电磁铁B的下端为N极，天平仍保持平衡
D．电磁铁B的下端为N极，无法判断天平的平衡状态
练3 如图所示是拍摄机动车辆闯红灯的工作原理示意图。光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合，压力开关受到机动车的压力会闭合，摄像系统在电路接通时可自动拍摄违章车辆。下列有关说法正确的是（　　）
A．机动车只要驶过埋有压力开关的路口，摄像系统就会自动拍摄
B．只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄
C．只要光控开关接收到红光，摄像系统就会自动拍摄
D．若将光控开关和压力开关并联，也能起到相同的作用
练4 如图所示，四个完全相同的环形磁铁a、b、c、d套在的塑料支架的光滑杆上。静止时磁铁a、b、c悬浮在空中，d压在塑料支架底板上。若每个磁铁受的重力均为G，磁铁a的上表面是N极。则下列说法不正确的是（　　）
A．磁铁b的上表面是S极
B．若在 ab 间插入一本科学书（不碰触磁铁和杆），ab 间距离会改变
C．磁铁d对底板的压力是4G
D．这个实验装置可以用来说明不接触的物体间能产生力的作用
练5 如图（a）所示，一根垂直于纸面的导线P放置在一水平放置条形磁铁的正上方，若导线受到磁铁给它的作用力的方向竖直向下，则导线中电流的方向是垂直纸面　 　（选填：“向外”或“向内”）；现将该导线稍微向右平移一段距离，如图（b）所示，则这根导线受到磁铁对它的作用力的方向为　 　（选填：“右下方”、“右上方”、“左下方”或“左上方”）。
练6 如图所示，AB和CD是两根固定且平行的水平金属导轨，符号×表示垂直于纸面指向纸面里的磁场的磁感线。现将铜棒EF和GH垂直放在滑轨上，当拉动GH使其向左移动时，发现EF也向左移动，说明铜棒里　 　（选填“有”或“无”）电流产生，EF受到的是磁场力的作用。当拉动GH使其向右移动时，EF应向　 （选填“左”或“右”）移动，理由是：　 　；此过程中能量的转化是：　 　。
练7 两根足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。金属细杆ab放在水平轨道的上面，用手使cd杆靠在竖直轨道的左侧，ab、cd与导轨垂直接触形成闭合网路。两杆与导轨之间均有摩擦。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中。放手后要使cd杆保持不动，ab杆应向　 　方向运动。
练8 如图甲所示，PQ、MN分别是电阻可以不计的金属导轨，导体AB电阻也不计且AB和PQ、MN接触良好，将它们放入均匀磁场中，当改变导轨间AB的长度l和导体AB的运动速度v时，记录了电压表的示数如下：
导体的长度L（m） 0.1 0.2
导体的运动速度v（m/s） 1 2 4 1 2 4
电压表的示数U（V） 1 2 4 2 4 8
（1）分析表中的数据可以看出导体AB在磁场中作切割磁感线运动时产生的电压与导体切割磁感线的长度和导体运动速度有关，其关系式可以写成　 　。若R＝5Ω，电流表的示数为2.4A时，电压表的示数是　 　。
（2）上述现象即电磁感应现象的一个重要应用就是制造发电机。下面是一种向自行车车灯供电的小发电机（如图乙），上端有一半径r0＝1cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘接触。当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而为发电机提供动力。自行车车轮的半径R1＝35cm，小齿轮的半径R2＝4cm，大齿轮的半径R3＝10cm。求大齿轮的转速n1和摩擦小轮的转速n2之比是　 　。（假定摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动）
模块二 电学实验
练9 实际测量中使用的大量程电流表是由小量程电流表改装而成的。图中是满偏电（即小量程电流表允许通过的最大电流）为IG＝1mA的电流表，其电阻RG＝100Ω。下图为某同学改装后的电流表电路图，R1、R2为定值电阻，其中R1＝5Ω，R2＝20Ω。则（　　）
A．若使用a和b两个接线柱，电表的量程为0～5mA
B．若使用a和c两个接线柱，电表的量程为0～25mA
C．若使用b和c两个接线柱，电表的量程为0～10mA
D．若先用导线将b和c两个接线柱连接起来，再使用a和b两个接线柱，电表的量程为0～30mA
练10 现有下列器材：学生电源（6V），电流表（0﹣0.6A，0﹣3A）、电压表（0﹣3V，0﹣15V）、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关、滑动变阻器和导线若干，利用这些器材探究“电压不变时，电流与电阻的关系”：
（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。（要求连线不得交叉）
（2）实验中依次接入三个定值电阻，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，利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象。由图象可以得出结论：　 　。
（3）上述实验中，小强用5Ω的电阻做完实验后，保持滑动变阻器滑片的位置不变，接着把R换为10Ω的电阻接入电路，闭合开关，向　 　（选填“A”或“B”）端移动滑片，使电压表示数为　 　V时，读出电流表的示数。
（4）为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器　 　。
A.50Ω 1.0A B.30Ω 1.0A C.20Ω 1.0A。
练11 小明利用如图甲所示的电路探究“电流跟电阻的关系”。已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω。
（1）闭合开关后，发现电流表无示数，而电压表有示数，原因可能是　 　。
（2）排除故障后进行实验，实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图乙所示的电流随电阻R变化的图象；
①请在图象上用一块阴影部分面积表示实验时R两端电压数值的大小。
②上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，然后将10Ω的电阻接入电路，此时应该向　 　（选填“左”或“右”）移动滑片。
（3）实验室提供了三个不同规格的滑动变阻器：A：“30Ω 2A”，B：“50Ω 1A”，C：“100Ω 0.1A”，要完成整个实验，应该选取滑动变阻器　 　（填代号）。
（4）小明还想测一电阻RX的阻值，但电压表出现了故障不能使用，他用原有的电流表、滑动变阻器，增添一个定值电阻R0和一个单刀双掷开关，设计了如图24所示的电路。测量时，闭合S1，将S2拨到l，电流表的示数为I1；将S2拨到2，电流表的示数为I2，小明说待测电阻Rx＝。老师说该设计不合理，原因是　 　。
练12 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　 　；电源两端的电压为　 　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　 　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　 　V。
练13 探究“电流与电阻关系”的实验中，提供的器材有：电源（电压9V）、电流表、电压表、滑动变阻器R、电阻箱R0、开关及导线若干。
（1）小明连接的图甲电路中存在连线错误，只需改动一根导线，即可使连线正确，请在接错的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法；
（2）正确连接电路后闭合开关，在移动变阻器滑片P时，发现电流表指针偏转，但电压表指针不偏转，请你帮他分析原因　 　；
（3）排除故障后实验时，改变R0的阻值，测出对应的电流I。当R0的阻值变大时，为完成探究应将滑片P向　 　（选填“A”或“B”）端移动，此过程中R0、R消耗的电功率之比　 　（填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）将R0阻值换为50Ω，正确操作后记录电流表示数如图乙，并在图丙坐标中补描该点；连线时发现有一个错误数据点，小明反思：是某次将R0的阻值由　 　Ω变换为错误数据点对应阻值时，未调节滑片P就读取电流而造成的。
（5）小刚选用了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻，若定值电阻两端的电压保持3V不变，滑动变阻器的规格为“20Ω，1A”，则他所用的电源电压应该在　 　范围之间选择。
练14如图所示是“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的电路图。所用实验器材是：电源（6V）、电流表（0～0.6A）、电压表（0～3V）、电阻箱（0～999.9Ω）、滑动变阻器（40Ω，2A）、开关、导线若干。
①用笔线代替导线，按电路图将实物图连成实验电路。
②探究电流与电压的关系时，所测得的几组电流、电压值见表一。分析表中数据可知：电阻箱接入电路的阻值为　 　Ω；当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成　 　关系。
表一
实验序号 电压/V 电流/A
1 1.0 0.2
2 1.5 0.3
3 2.0 0.4
表二
实验序号 电阻/Ω 电流/A
1 5 0.4
2 10 0.2
3 20 0.1
③探究电流与电阻的关系时，应调节　 　改变接入电路中的阻值，并调节
　 　使电压表的示数保持相同，读出电流值，所测得几组数据见表二。分析表中数据可知：电阻箱两端的电压为　 　V；当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成　 　关系。
④就本实验所用器材，在探究电流与电阻的关系时，若保持电阻箱两端的电压为3V，为能完成实验，电阻箱可接入电路的阻值范围是　 　Ω至　 　Ω（保留一位小数）。
练15 图甲所示是“测定小灯泡的功率”实验的电路图，图乙是即将连接完成的实验电路，其中电源为三节新干电池，实验用的小灯泡的型号是“2.5V，0.75W”，铭牌为“10Ω，2A” “50Ω，1A”的滑动变阻器各一个、电流表、电压表，开关、导线若干。
（1）对照电路图，用笔画线代替导线，将图乙所示的实验电路中未连接部分连接好。
（2）当闭合电路中的开关时，若出现以下不正常现象（见下表）
顺序 电路中出现的不正常现象 可能的原因 电流表示数I/A 电压表示数U/V
电灯的亮暗
甲 不亮 0.54 0
乙 很亮 0.32 2.8
丙 不亮 0 3
请你从下列选项中选择可能的原因填入上表中（只填选项代号）
A．电路中a、b间断路
B．电路中a、b间短路
C．滑动变阻器连入电路中的电阻太小
（3）正确连接电路后，闭合开关，小明在实验过程中发现小灯泡的电压调节范围小，原因是　 　；应换用铭牌为　 　的滑动变阻器。
模块一 电与磁
练1 【答案】：C
【解析】：
A：制作发光二极管的主要材料是半导体，故A正确；
BD：左右摇动塑料管时，塑料管中的磁铁来回运动，使线圈相对于磁铁做切割磁感线运动产生感应电流，所以发光二极管轮流发光是根据电磁感应原理工作的，发电机也是根据这一原理工作的，这一过程将机械能转化为电能，故BD正确；
C：二极管发光时，图中的条形磁体和线圈相当于电源，条形磁铁在磁场中做切割磁感线运动时才会产生感应电流，只有条形磁铁不是电源，故C错误。
练2 【答案】：A
【解析】：
由图可知，电流的方向从上到下，由安培定则可知，用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极，即电磁铁B的上端为S极，下端为N极。
电磁铁通电后，调节线圈中电流的大小，使电磁铁对铁块A的吸引力大于铁块受到的重力， 铁块A加速上升，会导致超重现象，当铁块离开盘而又还未到达电磁铁的过程中，虽然铁块对盘的压力没有了，根据力的作用是相互的可知，铁块对电磁铁有向下的吸引力，因此通过左盘电磁铁支架向下压左盘的力比电磁铁未通电时铁块压左盘的力还大，故左盘将下沉。
练3 【答案】：B
【解析】：
ABC：由上分析知，因此光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄，故AC错误，B正确；
D：光控开关和压力开关是相互牵制，相互影响，因此这两个开关只能串联，不能并联，故D错误。
练4 【答案】：B
【解析】：
A：磁铁a的上表面是N极，则下表面是S极，磁铁b与a相互排斥，故b的上表面是S极，下表面是N极，故A正确，不符合题意；
B：若在 ab 间插入一本物理书，则磁力的大小不会受到影响，故ab间的距离不会改变，故B错误，符合题意；
C、a、b、c在d上悬浮，d的磁力肯定支撑着a、b、c，力的作用是相互的，d自然受到3G的向下压力，再加上自身重为G，故d对底板压力为4G，故C 正确，不符合题意；D：由图可知，不接触的物体也能产生力的作用，故D正确，不符合题意；
练5 【答案】：向内；左下方。
【解析】：
（1）磁场在图（a）中的方向是水平向右，伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向下穿过手心，则手心朝左，大拇指竖直向下，四指指向电流方向，故导线中电流的方向是垂直纸面向内；
（2）将该导线稍微向右平移一段距离，磁场的方向为该点的切线方向，由左手定则可知，这根导线受到磁铁对它的作用力的方向为左下方。
练6 【答案】： 有，右，运动方向的改变，导致感应电流方向变化，导致受力方向改变，
机械能﹣电能﹣机械能。
【解析】：
现将铜棒EF和GH垂直放在滑轨上，导轨放在磁场中，当拉动GH使其向左移动时，发现EF也向左移动，这是因为GH运动，在GH中产生感应电流，GH当做电源，把电流提供给EF，这时EF相当于通电导体放入磁场中，所以也会向左运动；
拉动GH使其向右移动时，EF应向右运动。这是由于感应电流的方向和导体运动的方向有关，感应电流的方向改变，导致运动方向改变。
此过程的能量的转化是：机械能转化为电能，电能又转化为机械能。
练7 【答案】：右
【解析】：
因为放手后cd杆保持不动，所以cd受力平衡，竖直方向上重力和摩擦力是一对平衡力，所以cd与金属轨道间有压力，cd对金属轨道的压力方向向右，原因是cd受到向右的磁场力，根据左手定则判断出cd中电流方向是从d到c，则ab中电流方向从a到b，所以根据右手定则可判断出ab向右做切割磁感线运动。
练8 【答案】：（1）U＝10Lv； 12V，（2）2：175。
【解析】：
（1）根据表格中6次数据分析电压表的示数U与导体的长度L和导体的运动速度v乘积的比值，始终是定值且等于10，即U：（Lv）＝10，所以可得U＝10Lv；
因为U＝IR，当R＝5Ω，I＝2.4A时，U＝IR＝2.4A×5Ω＝12V；
（2）共轴转动，角速度相等，故小齿轮和车轮角速度相等；
靠摩擦传动以及靠链条传动，线速度大小相等，故大齿轮和小齿轮边缘点线速度相等，车轮与摩擦小轮边缘点线速度也相等；
设大齿轮的角速度为ω，则大齿轮的线速度为v大齿轮＝R3ω，大齿轮和小齿轮靠链条传动，则线速度相等，所以小齿轮的线速度为v小齿轮＝R3ω，所以小齿轮的角速度为
ω小齿轮＝，
因为小齿轮和车轮共轴转动，角速度相等，所以车轮的角速度为ω车轮＝，根据
v＝rω，
则车轮的线速度为v车轮＝，
摩擦小轮的线速度与车轮的线速度相等，
则摩擦小轮的角速度为ω小轮＝
故：ω：ω小轮＝＝＝2：175。
模块二 电学实验
练9 【答案】：AB
【解析】：
A：使用a和b两个接线柱时，R1和R2串联以后再与RG并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由I＝可得，电流表满偏时表头两端的电压：
U＝IGRG＝I12（R1+R2），则I12＝IG＝×1mA＝4mA，
则通过电流表的最大电流（干路电流）：I＝IG+I12＝1mA+4mA＝5mA，即电表的量程为0～5mA，故A正确；
B：使用a和c两个接线柱，RG和R2串联后再与R1并联，电流表满偏时表头两支路的电压：U＝IG（RG+R2）＝I1R1，
则I1＝IG＝×1mA＝24mA，
通过电表的最大电流：I＝IG+I1＝1mA+24mA＝25mA，即电表的量程为0～25mA，故B正确；
C：使用b和c两个接线柱，RG和R1串联后再与R2并联，
电流表满偏时两支路的电压：U＝IG（RG+R1）＝I2R2，则
I2＝IG＝×1mA＝5.25mA，
通过电表的最大电流：I＝IG+I1＝1mA+5.25mA＝6.25mA，即电表的量程为0～6.25mA，故C错误；
D：先用导线将b和c两个接线柱连接起来，再使用a和b两个接线柱，RG和R1并联，
电流表满偏时表头两端的电压：U＝IGRG＝I1R1，则I1＝IG＝×1mA＝20mA，
通过电表的最大电流：I＝IG+I1＝1mA+20mA＝21mA，即电表的量程为0～21mA，故D错误。
练10 【答案】：（1）如上所示；（2）电压不变时，电流与电阻成反比；（3）A；2；（4）A。
【解析】：
（1）变阻器按一下一上接入电路中，根据电路图知，滑动变阻器接B下接线柱，电压表与电阻并联，如下所示：
（2）由图丙知，电流与电阻的积为：
U＝IR＝0.4A×5Ω＝0.2A×10Ω＝0.1A×20Ω＝2V，
电流与电阻之积为一定值，由图象可以得出结论：电压不变时，电流与电阻成反比；
（3）根据分压原理可知，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，即应保持电阻两端的电压不变，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A端移动，使电压表的示数为2V，读出电流表的示数；
（4）电阻两端的电压始终保持2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：
U滑＝6V﹣2V＝4V，变阻器分得的电压为电压表示数的＝2倍，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝2×20Ω＝40Ω，
故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少40Ω的滑动变阻器，故选用50Ω 1.0A的变阻器，选A。
练11 【答案】：（1）R断路；（2）②左；（3）B；
（4）开关从1拨向2时，RX两端电压发生了变化。
【解析】：
（1）电流表物示数，电压表有示数，说明电压表两接线柱与电源两极相连，即电阻R断路；
（2）①电阻R两端电压数值的大小等于曲线上一点对应的电流和电阻的乘积，故用一块阴影部分面积表示，如图所示：
②将5Ω的电阻换成了10Ω的电阻时，串联电路的总电阻变大，根据欧姆定律可知电路中电流变小，滑动变阻器分得的电压变小，电阻分得的电压变大；要探究电流和电阻之间关系，必须保持电阻两端的电压不变，即与电阻并联的电压表示数不变，所以应调节滑片向左移动，增大滑动变阻器接入电路的电阻，使电压表的示数达到2V时，读取电流表示数。
（3）电压表的示数2V不变，R的阻值为5Ω、10Ω、20Ω时，根据I＝可得，对应的电流依次为0.4A、0.2A、0.1A，因为电路中电流大于0.1A，所以不选C；
滑动变阻器两端的电压U滑＝U﹣UR＝6V﹣2V＝4V，根据R滑＝可得，当电流最小的时候，滑动变阻器的电阻最大，R滑＝==40Ω，即滑动变阻器的最大值至少为40Ω，故选B。
（4）在该实验设计中：由于滑动变阻器串联在电路中，当S2由1拨到2时，电阻两端的电压发生变化，而实验中认为电压不变，导致实验计算结果错误，该实验存在缺陷，设计不合理。
练12 【答案】：（1）R断路；6；（3）1.8；（4）4.5。
【解析】：
（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。
练13 【答案】：（1）见解析；（2）电压表（或电阻箱R0）短路；
（3）A；变小；（4）40；（5）3V﹣5.4V。
【解析】：
（1）原电路中，电压表串联在电路中，电流表与电阻箱并联是错误的，改正后如下所示：
（2）正确连接电路后闭合开关，在移动变阻器滑片P时，发现电流表指针偏转，说明电路为通路，但电压表指针不偏转，说明电压表（或电阻箱R0）短路；
（3）研究电流与电阻的关系时，要控制电压不变，当R0的阻值变大时，根据分压原理，电压表示数变大，要减小电压表示数，根据串联电路电压的规律，要增大变阻器的电压，由分压原理，就要增大变阻器连入电路中的电阻大小，即向A端移动；
根据P＝I2R，电流相等，R0不变，R变大，此过程中R0、R消耗的电功率之比变小；
（4）由图象可知，错误的坐标点是（0.04，0.20），
则＝0.04Ω﹣1，解得：R0＝25Ω，此时电路中的电流I＝0.20A，
由欧姆定律I＝得，电阻箱R0两端的电压U0＝IR0＝0.20A×25Ω＝5V，
则滑动变阻器两端的电压U″滑＝U﹣U0＝9V﹣5V＝4V，
此时滑动变阻器接入电路中的阻值：R′滑＝＝＝20Ω，
由图象可知，变换错误数据点之前，电压表示数大约保持6V不变，
此时滑动变阻器两端的电压U′滑＝U﹣UV＝9V﹣6V＝3V，
因为串联电路中各处的电流相等，
所以＝，即=，
解得：R0＝40Ω，故小明是将R0的阻值由40Ω变换为错误数据点对应阻值时，未调节滑片P就读取电流而造成的；
（5）电源为电压不变，若定值电阻两端的电压保持不变，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压：因电压表控制在3V不变，由串联电路电压的规律，
U滑＝U﹣U表＝U﹣3V＝定值，即电压表示数与变阻器分得的电压之比为定值，故当定值电阻最小或最大时，变阻器连入电路中的电阻应最小或最大，当25Ω的定值电阻接入电路时，对应变阻器的最大电阻为20Ω，此时滑动变阻器两端的电压最大，电源电压即为最大值；
由欧姆定律，此时通过定值电阻的电流：
I＝＝＝0.12A，变阻器的电压：
U滑＝IR滑大＝0.12A×20Ω＝2.4V，根据串联电路电压的规律，电源电压最大值为：
U＝U滑+U表＝2.4V+3V＝5.4V，
最小电源电压为3V，故他所用的电源电压应该在3V﹣5.4V 范围之间选择。
练14 【答案】：①实物连接见解析；②5；正比；③电阻箱；滑动变阻器；2；反比；
④5；40。
【解析】：
①电路中滑动变阻器、电流表与电阻串联，电压表与电阻并联，如下图：
②探究电流与电压的关系时，要保持电阻值不变，根据第一组数据知，
R＝＝＝5Ω；
分析得，电阻不变，电压增大为原来的几倍，电流就增大为原来的几倍，可得当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
③此实验通过调节电阻箱来改变接入电路中的电阻，通过调节滑动变阻器使电阻两端的电压不变；
由表二中第一组数据知，U＝IR＝0.4A×5Ω＝2V；
分析数据得，电压不变，导体的电阻增大为原来的几倍，电流就减小为原来的几分之一，可得当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；
④根据题意，电流表的量程为0～0.6A，所以当电流表的示数为0.6A时，便是电阻箱的最小阻值；
当滑动变阻器电阻为40Ω时，便是电阻箱可接的最大电阻。
因为电阻箱两端的电压为3V，所以R最小＝＝＝5Ω；
而电流表的示数不能超过0.6A，所以电阻箱的最小阻值为5Ω；
若滑动变阻器的电阻为40Ω，则电路中电流最小，I最小＝＝＝0.075A，
所以R最大＝＝＝40Ω。
练15 【答案】：（1）实物连接见解析；（2）电路故障及现象见解析；
（3）滑动变阻器本身的阻值小；“50Ω 1A”。
【解析】：
（1）已知灯泡额定电压为2.5V，所以电压表选择0～3V量程；
通过灯泡的电流大约为I＝＝＝0.3A，所以电流表选择0～0.6A，电路连接如下：
（2）甲：当灯泡短路时，灯泡不亮，电路电流较大，与灯泡并联的电压表示数为零，故B符合题意；
乙：当滑动变阻器接入电路的阻值太小时，电路电流较大，灯的实际功率较大，灯很亮，故C符合题意；
丙：当灯泡断路时，电路电流为零，电流表示数为零，电压表接在电源两端，电压表示数等于电源电压，故A符合题意；实验现象与原因如下表所示：
顺序 电路中出现的不正常现象 可能的原因 电流表示数I/A 电压表示数U/V
电灯的亮暗
甲 不亮 B 0.54 0
乙 很亮 C 0.32 2.8
丙 不亮 A 0 3
（3）正确连接电路后，闭合开关S，小明在实验过程中发现小灯泡两端的电压调节范围小，根据串联电路电压的特点，U变＝U电源﹣U灯，变阻器两端的电压变化范围也小，根据分压原理，原因在于滑动变阻器本身的阻值小，所以应换用“50Ω 1A”的滑动变阻器。
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