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八年级科学上册 核心概念专题集训
专题13 电流与电阻、电压关系类实验探究题
参考答案及解析
一、影响电阻大小因素类
1．某实验小组在“探究影响电阻大小的因素时，选用电源、滑动变阻器、电流表、开关、导线若干以及几种电阻丝，电阻丝的参数如下表
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
a 镍铬合金 0.5 0.2
b 镍铬合金 1.0 0.1
c 镍铬合金 0.5 0.1
d 锰铜合金 0.5 0.1
探究前他们做出了如下猜想：
猜想1：电阻大小与导体的长度有关
猜想2：电阻大小与导体的材料有关；
猜想3：电阻大小与导体的横截面积有关
为了完成实验探究，同学们设计了如图所示的实验电路。请回答下列问题：
（1）实验通过比较 的大小，来比较电阻丝电阻的大小；
（2）若要验证猜想1，则应该选用 （填编号）两根电阻丝进行对比实验；
（3）选用c、d两根电阻丝进行对比实验，目的是验证猜想 ，分别将a和c两根电阻丝接入电路中M、N两点间时，电阻丝a接入时电流表示数较大，由此得到的结论是 。
【答案】电流表示数 b、c 2 当导体材料和长度一定时，导体横截面积越小，电阻越大
【解析】
（1）电阻大小不易直接比较。实验中采用了转换法比较电阻大小，即通过比较电流表示数来比较导体电阻的大小。
（2）电阻大小与导体的长度、材料和横截面积有关，研究电阻大小与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变。若要验证猜想1，即电阻大小与导体的长度有关时，要控制材料和横截面积相同，故应该选用b、c两根电阻丝进行对比实验。
（3） c、d两根电阻丝的长度和横截面积相同，材料不同，故选用c、d两根电阻丝进行对比实验，研究导体的电阻与导体的材料是否有关，即目的是验证猜想2。分别将a和c两根电阻丝接入电路中M、N两点间时，a和c的材料、长度都相同，a的横截面积大于c的横截面积，电阻丝a接入时电流表示数较大，表明a的电阻小，c的电阻大；由此得到的结论是：当导体材料和长度一定时，导体横截面积越小，电阻越大。
2．项目小组探究液体电阻的影响因素的实验，在水槽中相距8.4cm的两侧放入铜片，铜片竖直固定能平移，将铜片和电压为9V的电源、电流表及开关串联。向水槽中加入一定浓度的盐水，闭合开关，读出电流表示数。改变加入盐水的浓度和铜片距离，重复上述实验。
组别 盐水浓度（%） 盐水体积（mL） 铜片距离（cm） 电流（A）
1 0.9 400 8.4 0.5
2 0.45 400 8.4 0.25
3 0.45 400 16.8 0.125
4 0.225 400 4.2 0.25
5 0.15 400 ？
（1）图乙是某一次测量中的电流表指针位置，其示数为 0.5 安。
（2）在图甲实验中，为了控制两铜片与盐水之间的接触面积相同，该实验中进行的操作是 铜片竖直固定，加入等体积的盐水 。
（3）丙表格为该实验获得的数据结果，在第5次实验中，为使电流表示数与第1次示数相同，则应控制铜片的距离为 1.4 cm。
【答案】（1）0.5；（2）铜片竖直固定，加入等体积的盐水；（3）1.4。
【解答】
（1）电流表量程为0﹣0.6A，分度值为0.02A，观察直针位置此时的示数为0.5A；
（2）要保证两铜片与盐水之间的接触面积相同，需保证每次实验加入盐水的体积相等，并且铜片要竖直固定不得歪斜；
（3）分析表格数据1、2可知，当铜片距离一定，盐水浓度下降一半时，电阻增大一倍，电流下降一半；分析表格数据2、3可知，当盐水浓度一定，铜片距离增加一倍时，电阻增大一倍，电流下降一半；比较1、5组数据，5组盐水浓度下降为1组的，电阻增大为1组的6倍，要保证1组5组电流表示数相同，需使1组、5组电阻相等，故需改变铜片的距离，使5组铜片的距离为1组的，已知1组铜片距离为8.4cm，故5组铜片距离为＝1.4cm。
3．在探究影响导体电阻大小的因素时，小兵、小红两位同学做出了如下猜想：
①导体的电阻与导体的长度有关；②导体的电阻与导体的横截面积有关； ③导体的电阻与导体的材料有关；
实验室提供了4根电阻丝，规格、材料如表：
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
A 镍铬合金 0.5 0.5
B 镍铬合金 1.0 0.5
C 镍铬合金 0.5 1.0
D 锰铜合金 0.5 0.5
为了验证上述猜想，他们设计了如图所示的实验电路：
（1）实验中电流表的示数越大，对应的导线电阻越 ；为了验证上述猜想①，应该选用编号为 的两根电阻丝进行实验；
（2）小兵在接入A电阻丝的实验过程中，灯泡突然熄灭，同时观察到电流表示数变大，小红判断可能是灯泡发生了 ；
（3）解决故障后，分别将A和D两电阻丝接入电路中M、N间，电流表示数不相同，由此，初步得到的结论是：长度和横截面积相同时， 。
【答案】小 A、B 短路 导体的电阻与导体的材料有关
【解析】
（1）电流表的示数越大，表示对电流的阻碍小，即电路中的电阻越小。
要验证猜想①：导体的电阻可能与导体的长度有关，应控制导体材料与横截面积相同而长度不同，由图甲和题中信息可知，应选编号为A、B的两根电阻丝进行实验。
（2）小灯泡突然熄灭，电流表示数变大，电路电流增大，总电阻减小，有短路部分，即小灯泡短路。
（3）A和D两电阻丝长度和横截面积相同，材料不同，接入电路中M、N两点间时，电流表示数不相同，说明：长度和横截面积相同时，导体的电阻与导体的材料有关。
4．图1是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置。实验中用四根电阻丝作被测导体，将电阻丝两端接入电路后，通过调节滑动变阻器，保持电阻丝两端电压相同，进行测量并记录，数据列于下表。
实验组 电阻丝 材料 长度（厘米） 直径（毫米） 电流（安）
1 a 康铜丝 57.20 0.50 待填
2 b 镍铬丝 57.20 0.50 0.14
3 c 镍铬丝 57.20 0.70 0.26
4 d 镍铬丝 28.60 0.70 0.54
请回答：
（1）将电阻丝a的两端接入电路，闭合开关后，电流表指针位置如图2所示，其示数为 0.32 安。
（2）为研究导体电阻大小与横截面积的关系，可选择实验组 2、3 进行对比。
（3）实验得出，导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关。此外，导体电阻还与温度有关。
①科学研究发现某种金属电阻和温度的关系如图3所示。描述该金属电阻在降温过程中的现象： 该金属的电阻随温度降低而减小，在﹣268.95℃时，电阻变成了0 。
②探索新材料是高科技研究领域中永恒的主题之一。若常温下某种新材料的电阻为零，该新材料可用于制造 输电线 （写出一种），以减少能量损耗。
【答案】（1）0.32；（2）2、3；
（3）①该金属的电阻随温度降低而减小，在﹣268.95℃时，电阻变成了0；②输电线。
【解析】
（1）根据图2可知，电流表选择0～0.6A量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，电流为0.32A；
（2）为了研究导体电阻大小与横截面积的关系，即应该选择导体材料、长度相同，但横截面积不同的电阻丝，故选2和3进行对比；
（3）①根据图3图象可知，该金属降温过程中，电阻随温度降低而减小，在﹣268.95℃时，电阻变成了0；
②若常温下某种新材料的电阻为零，该新材料可用于制造输电线，以减少能量损耗。
二、电流与电压的关系类
5．小薇和小亮两位同学在“探究电流与电压的关系”的实验中，电源使用两节新干电池，滑动变阻器R'的规格是“20Ω 2A”。
（1）开关闭合前，小亮发现电流表的指针在零刻度线左端，如图丙所示，其原因是 A （选填“A”或“B”）。
A．电流表没调零 B．电流表正负接线柱接反了
（2）确认电路无误后，闭合开关进行实验，第4次实验时电流表示数为0.5A，电压表示数如图丁所示，记为 2.5 V；他们记录的数据如下表所示，老师指出第一组数据有拼凑的嫌疑，你认为老师的理由是 此时滑动变阻器接入的电阻值超出了该滑动变阻器的最大电阻值 。
实验序号 ① ② ③ ④ ⑤
电压/V 0.5 1.0 1.5 2.0
电流/A 0.10 0.2 0.3 0.4 0.5
【答案】（1）A；（2）2.5；此时滑动变阻器接入的电阻超出了该滑动变阻器的最大电阻值。
【解答】
（1）闭合开关前，电路中没有电路，电流表指针在零刻度线的左侧，所以不是正负接线柱接反引起的，故选A；
（2）图丁电压表的分度值为0.1V，可知第四次实验中电压表示数为2.5V，
第一组数据电压表的示数U0＝0.5V，电路中电流I＝0.1A，
电源是由两节新干电池组成，所以电源电压U＝3V，
滑动变阻器两端电压U滑＝U﹣U0＝3V﹣0.5V＝2.5V
滑动变阻器接入的阻值R滑＝＝＝25Ω＞20Ω.
此时滑动变阻器接入的电阻超出了它的最大值，
6．小明利用图甲电路研究“电流与电压的关系”，其中R为定值电阻，电源电压恒定不变。
（1）小明在连接完电路后，闭合开关时发现，电流表没有示数，电压表示数接近电源电压则可能的原因是 AB间出现断路（合理即可） 。
（2）处理完故障后，闭合开关，发现电流表指针只有微小偏转，如图乙所示。为了能更精确测量电流大小，小明接下来应该进行的操作是： 断开开关，将电流表“3”接线柱上的导线改接到“0.6”接线柱上，再闭合开关观察，电流表指针偏转情况 。
（3）调整后移动滑动变阻器，多次测量获取实验数据，绘制成图丙中的曲线a，根据图像可以得出的结论为 当导体两端的电阻不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 。
（4）小红利用相同的电路也进行了实验，依据实验数据绘制出的是图丙中的曲线b，小明认为小红把电压表接在了滑动变阻器两端，进行测量。请从图丙中找出小明判断的依据是 由图可知，在电流相同时，两条曲线的电压之和都为3V 。
【答案】（1）AB间出现断路（合理即可）；
（2）断开开关，将电流表“3”接线柱上的导线改接到“0.6”接线柱上，再闭合开关观察，电流表指针偏转情况；
（3）当导体两端的电阻不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（4）由图可知，在电流相同时，两条曲线的电压之和都为3V。
【解析】
（1）闭合开关时发现，电流表没有示数，说明电路可能出现了断路故障，再结合电压表示数接近电源电压可知电压表能与电源正负极形成通路，则可能是与电压表并联的部分电路存在故障，据此分析判断可能存在的电路故障是AB间出现断路（或电阻R断路）
（2）闭合开关，发现电流表指针只有微小偏转，结合图乙电流表选用的是大量程，分析可能是电流表选用的量程过大，据此分析接下来的操作：断开开关，将电流表“3”接线柱上的导线改接到“0.6”接线柱上，再闭合开关观察，电流表指针偏转情况；
（3）分析图丙中直线a可知R＝，由此可得出结论：当导体两端的电阻不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（4）分析图丙中线a和b相同电流对应的电压关系满足U＝0.5V+2.5V＝1V+2V＝1.5V+1.5V＝3V，结合串联电路电源电压等于各串联部分电压之和，由此可判断小红把电压表接在了滑动变阻器两端。
7．小明同学在探究“电流与电压的关系”时，选用电压为4.5V的电源、标有“20Ω 1A”的滑动变阻器、10Ω的定值及其它必要器材。
（1）请用笔画线代替导线，将甲图的电路连接完整 。
（2）实验过程中，调节滑动变阻器，发现电流表示数为0.45A且不变，出现这种现象的原因是 。
（3）排除故障后，多次改变定值电阻两端的电压，将实验数据记录在下表中。第4次电压表的示数如图乙，则此时电压为 V。分析数据得到结论 。
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V 1.8 2.0 2.4 2.8 3.0
电流I/A 0.18 0.20 0.23 0.27 0.28 0.30
【答案】1． 滑动变阻器上面两个接线柱 2.7 电阻一定，通过导体的电流跟导体两端电压成正比 U0
【解析】
(1)电压表并联在电阻的两端，如图所示：
(2)当电路只有定值电阻工作时的电流为
I==0.45A
实验过程中，调节滑动变阻器，发现电流表示数为0.45A且不变，说明滑动变阻器没有接入电路，则故障为滑动变阻器接了两个上接线柱。
(3)第4次电压表的示数如图乙，电压表选用小量程，分度值为0.1V，则此时电压为2.7V。由表中第一组数据可知，电压与电流的比值为
同理可以得到2-6次数据中的电压与电流的比值分别为10Ω、10Ω、10Ω、10Ω、10Ω，所以电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。
8． 小华在探究“通过导体的电流与电压的关系”时，设计了图甲的电路。电源电压不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”的字样。
(1)按图甲连接好电路并闭合开关后，小华发现电流表指针如图乙所示，则应对电流表进行的操作是 _______________________________________________________________。
(2)纠正错误后，小华开始实验并记录了多组电流表A和电压表V1、V2的示数，并作出如图丙的A、B两条曲线，其中表示通过R1的电流和R1两端电压关系的曲线是__ _。
(3)由图丙数据可知，实验中所使用电源的电压为__ __。
(4)本实验和下列实验都需要经过多次测量，其目的与本实验不同的有__ __(填序号)。
① 用伏安法测定值电阻的阻值 ② 研究导体的电阻与长度的关系
③ 用密度计测量未知液体的密度
【答案】（1）交换电流表正负接线的连接 （2）A （3）6V （4）①③
【解析】
(1)电流表指针反向偏转，说明电流表正负接线柱接反了。
(2)图甲中，电压表V1测R1的电压，电压表V2测R2的电压。当滑片向右移动时，变阻器连入电路中的电阻变大，电路中的电流变小，电阻R1的电压变小，R2的电压变大，表示通过R1的电流和R1两端电压关系的曲线是A。
(3)由图丙可知，当电路电流为0.1A时，U1＝1V，U2＝5V，电源电压U＝U1＋U2＝1V＋5V＝6V。
(4)本实验中多次测量的目的是避免实验的偶然性，得出普遍性的结论。① 用伏安法测定值电阻的阻值时，多次测量是为了取平均值减小误差；②研究导体的电阻与长度的关系时，多次测量是为了得出普遍性的结论；③ 用密度计测量未知液体的密度时，多次测量是为了取平均值减小误差。
三、电流与电阻的关系类
9．为了探究通过导体的电流与电阻的关系，小宁用电压恒为4.5V的电源，定值电阻若干，“0～0.6A”量程的电流表，“0～3V”量程的电压表，“15Ω 1A”的滑动变阻器进行实验，步骤如下：
①小宁连接的实验电路如图甲所示，其中有一根导线连接错了，请你在接错的那根导线上画“×”，并用笔画线代表导线将电路连接正确（要求导线不能交叉）。
②在老师的指导下，小宁又用一个粗细均匀长50cm（每1cm长度电阻为1Ω）带刻度的金属开口圆环（A点为0刻度处）替换电阻R，设计了如图乙所示电路。
③闭合开关，固定A点，移动触点N至合适位置，使AN弧长为L1。调节滑动变阻器滑片P使电压表示数为U，读出电流表的示数并记录。
④多次移动触点N的位置，来改变L的长度，重复步骤③。
⑤根据记录的数据画出电流随弧长L变化的曲线如图丙所示，得出结论。
（1）该实验选择金属圆环的优点是 能直接从金属开口圆环上读出电阻的大小，操作方便 。
（2）实验过程中，小宁控制电压表示数U恒为 3 V。
（3）为保证移动触点N在金属圆环的位置均能顺利完成实验，且确保实验器材的安全，小宁移动触点N在金属圆环的位置L的范围是 5cm～30cm 。
【答案】①见解答图；（1）能直接从金属开口圆环上读出电阻的大小，操作方便；
（2）3；（3）5cm～30cm。
【解析】
①原电路图中，电流表和电阻R并联后与电压表串联是错误的，在探究通过导体的电流与电阻的关系实验中，电阻R、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在电阻R两端，如下图所示：
；
（1）金属开口圆环粗细均匀，每1cm电阻为1Ω，且带有刻度，能直接从金属开口圆环上读出电阻的大小，操作方便；
（2）金属开口圆环粗细均匀，每1cm电阻为1Ω；由图丙可知，金属开口圆环两端电压为：
UV＝IR＝0.3A×10Ω＝……＝0.1A×30Ω＝3V，即实验过程中，小宁控制电压表示数U恒为3V；
（3）因电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，
所以，为了保证电路的安全，电路中的最大电流为0.6A，此时定值电阻和滑动变阻器接入电路中的电阻都最小，
根据欧姆定律可知，此时电路中的定值电阻最小为：R小＝＝＝5Ω；
根据控制变量法，在探究电流与电阻的关系实验中，应控制定值电阻两端电压UV＝3V不变，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为U滑＝U﹣UV＝4.5V﹣3V＝1.5V，定值电阻两端电压是变阻器两端电压的＝2倍；因为滑动变阻器的最大电阻为15Ω，当滑动变阻器的电阻最大时，定值电阻阻值也最大；根据串联分压原理，定值电阻阻值为R大＝2R滑大＝2×15Ω＝30Ω，
因金属开口圆环粗细均匀，每1cm电阻为1Ω，故小宁移动触点N在金属圆环的位置L的范围是
5cm～30cm。
10．小宁在探究“电流与电阻关系”，实验中，按照如图甲连接好电路，已知电源电压恒为6V。第一次实验：依次接入阻值为4Ω、5Ω的电阻，测得两组数据，在图乙中描出a、b两点。更换成10Ω电阻，无论如何调节滑动变阻器，均无法完成实验。经检查，发现电压表在接入电路前未调零。小宁断开开关，将电压表调零并进行第二次实验：测得三组数据，在图乙中描出A、B、C三点（实验中，其他仪器均正常）。
（1）分析图乙中A、B、C三组数据，实验中控制电阻两端电压为 2 V。
（2）两次实验都通过调节滑动变阻器使电压表指针指在同样示数。请分析图乙，未调零的电压表在接入电路前，指针所指的刻度值为 0.5 V。
（3）小宁在本实验中所使用的滑动变阻器可能是如下的 C （填字母）。
A.10Ω 2Α B.15Ω 1Α C.25Ω 3A D.35Ω 1.5A
【答案】（1）2； （2）0.5； （3）C。
【解析】
（1）根据图乙中3个点的坐标：UV＝IR＝0.5A×4Ω＝0.4A×5Ω＝0.2A×10Ω＝2V，即调节后电压表的示数为2V
（2）由图乙可知b点实际电压为U实＝I′R＝0.3A×5Ω＝1.5V，故未调零的电压表在接入电路前，指针所指的刻度值为2V﹣1.5V＝0.5V；
（3）根据串联电路分压规律＝，左边是一定值，则右边也为定值，即R越大，R滑越大，故当10Ω电阻接入电路时，＝，故此时变阻器接入电路的阻值为R滑＝20Ω，故变阻器最大阻值至少为20Ω。电压表没调0时，定值电阻两端的电压为0.3A×5Ω＝1.5V，使用10欧电阻时，电路的电流为0.15安，需要滑动变阻器的最大阻值为（6V﹣1.5V)/0.15A=30Ω;故所使用的滑动变阻器为25Ω 3A，故选C。
11．“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中，实验器材有：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（甲“50Ω 1A”，乙“10Ω 2A”）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图（要求连线不得交叉）；
（2）连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数，电流表始终无示数，造成这一现象的原因可能是 B （填序号）；
A．定值电阻R短路 B．定值电阻 R开路 C．滑动变阻器开路 D．电流表开路
（3）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变化的图像。由图像可以得出结论：电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成 反比 （选填“正比”或“反比”）；
（4）上述实验中，小强用R＝5Ω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，他应向 A （选填“A”或“B”）端移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 2 V时，读出电流表的示数；
（5）为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器 甲 （选填“甲”或“乙”）。
【答案】（1）如图；（2）B；（3）反比；（4）A；2；（5）甲。
【解析】（1）电压表与电阻并联，变阻器按一下一上接入电路中，如图所示：
（2）A、若定值电阻R短路，则电压表示数为0，电流表有示数，不符合题意；
B、若定值电阻R开路，电流表示数为0，此时电压表串联在电路中测电源电压，则电压表有示数，符合题意；
C、若滑动变阻器开路，则电路为断路，两表都没有示数，不符合题意；
D、若电流表开路，则电路为断路，两表都没有示数，不符合题意；故选B；
（3）由图丙知，电流与电阻的乘积为U＝IR＝0.4A×5Ω＝﹣﹣﹣﹣0.1A×20Ω＝2V，故由图像可以得出结论：电压一定时，导体中的电流跟电阻成反比；
（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，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，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；
（5）由图知，电阻两端的电压始终保持U＝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，故选甲。
12．小红利用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系。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）实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，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I随电阻R变化的图象，由图象可得出结论： 。
（2）在上述实验中，某同学在读取完电流表示数后，直接拆下阻值为5Ω的电阻，改换成阻值为10Ω的电阻，请你指出他在操作中的错误： ；在读取电流表示数之前，他应进行的操作是：向 移动滑片，使电压表示数为 V。
（3）若在实验过程中出现电流表示数为0，电压表的示数为6V，则电路出现的故障可能是 。
（4）小红想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系，你认为她的实验方案可行吗？ （选填“可行”或“不可行”），你的理由是 。
【答案】（1）电压一定时，电流与电阻成反比； （2）没有断开开关；左；2.5V；
（3）电阻R断路； （4）不可行；灯丝的电阻随温度的变化而变化。
【解析】
（1）分析图乙图象，曲线上每点对应的电流和电阻的乘积都等于2.5V，由此得出结论：电压一定时，导体中的电流与电阻成反比；
（2）上述实验中这位同学没有断开开关就更换电阻，是错误的；在用10Ω电阻替换5Ω电阻时，应先断开开关，拆下5Ω的电阻，然后换上10Ω的电阻，闭合开关，由于10Ω电阻两端的电压变大，所以应增大滑动变阻器接入电路中的电阻，将即滑动变阻器的滑片向左移动，减小电路中的电流，使电压的示数达到2.5V。
（3）电流表的示数为零说明电路中有断路，再根据电压表的示数判断出电路故障。电压表示数为3V等于电源电压，说明电压表的两个接线柱和电源连接的部分没有断路，所以故障是电阻断路了；
（4）由于灯丝的电阻受温度的影响，要探究电流与电压的关系，需保持电阻不变，所以不能用小灯泡做此实验。
四、电流与电阻、电压关系类
13．小刚同学利用图甲所示的电路“探究电流与电压、电阻的关系”，所选择的器材有新干电池两节，5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一只，“30Ω 1A”的滑动变阻器电压表、电流表、开关各一只，导线若干。
（1）图乙是按照图甲连接的实物图，其中有一根导线连接错了，请你在接错的那根导线上画“×”，并用笔画线代表导线将电路连接正确（要求导线不能交叉）；
（2）正确连接后，闭合开关，移动滑片，发现电流表有示数，电压表无示数。可能的故障是定值电阻R （选填“断路”或“短路”）；
（3）排除故障后，小刚首先探究电流与电压的关系。以下实验步骤中正确且最合理的顺序是 ；
①立即闭合开关，开始实验；
②将滑片移到最右端，再闭合开关；
③缓慢移动滑片，调节电压表示数依次为1.5V、2V、3V，并记下电流表示数；
④缓慢移动滑片，调节电压表示数依次为3V、2V、1.5V，并记下电流表示数；
⑤断开开关，分析数据，得出结论；
⑥更换不同阻值的定值电阻，再次改变3次电压表示数，并记下电流表示数；
A．①③⑤ B．②③⑤ C．②③⑥⑤ D．②④⑥⑤
（4）小刚继续探究电流与电阻的关系。他首先把5Ω电阻接入电路，缓慢移动滑片，直到使电压表指针如图丙所示，则电压表示数为 V；
（5）他又分别将10Ω、15Ω和20Ω的电阻接入电路进行实验，当 Ω的电阻接入电路后，无法将电压表示数调节到用5Ω的电阻进行实验时的控制电压值。为了用以上四个电阻都能完成实验，定值电阻两端所控制的电压应该不低于 V；
【答案】故答案为：（1）如上图所示；（2）短路；（3）C；（4）1；（5）20；1.2；
【解析】
（1）原电路中，电流表与电阻串联，电压表串联在电路中是错误的，电阻应与电流表串联，电压表与电阻并联，如下图所示：
（2）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支路短路，或电压表断路了，结合题意可知，故障可能是与电压表并联的定值电阻R短路了；
（3）排除故障后，小刚首先探究电流与电压的关系，将滑动变阻器滑片
移到阻值最大处，再闭合开关， 根据串联分压，在减小变阻器接入阻值时其两端电压减小，定值电阻电压变大，缓慢移动滑片，调节电压表示数依次为1.5V、2V、3V，并记下电流表示数；为了避免实验结果的偶然性，更换不同阻值的定值电阻，再次改变3次电压表示数，并记下电流表示数；最后断开开关，分析数据，得出结论；故实验步骤中正确且最合理的顺序是②③⑥⑤，故选C；
（4）根据图乙可知，电压表选用小量程，分度值0.1V，电压表指针如图丙所示，电压表示数为 1V；
（5）电源为干电池两节，电压3V，若电压表示数为1V，根据串联电路电压的特点，变阻器分得的电压为：
U滑1＝3V﹣1V＝2V，定值电阻的电压为变阻器分得的电压的0.5倍，将变阻器的最大电阻连入电路中时，对应的定值电阻的最大值为：R大＝0.5×30Ω＝15Ω，当20Ω的电阻接入电路后，无法将电压表示数调节到1V，故当20Ω的电阻接入电路后，无法将电压表示数调节到用5Ω的电阻进行实验时的控制电压值；由串联电路电压的规律及分压原理有：＝，
方程左边为一定值，故右边也为一定值，当变阻器连入电路的电阻最大时，对应的定值电阻应最大，此时，电阻的电压最小，即：＝，UV＝1.2V，所以调节后的电压值应该不低于1.2V；
14． 小芳利用如图甲所示的电路，探究“电流与电压、电阻的关系”。实验器材：电源（电压恒为4.5V）、电流表、电压表各一个，一个开关，若干定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω），一个滑动变阻器（60Ω 3A），导线若干。
（1）请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线把图乙所示的实物电路连接完整。
（2）小芳在闭合开关S时，发现电压表指针反向偏转，出现这种现象的原因可能是： 。
（3）小芳在探究“电流与电压的关系”，连接电路时开关应 ，滑片应置于 端（选填“A”或“B”），通过实验得到多组实验数据，由这些数据画出如图丙所示的图象，由图象可得结论：当电阻一定时， 。
（4）小芳在探究“电流与电阻的关系”时，现将5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关S，发现电流表无示数而电压表有示数，则电路中的故障可能是 ；纠正错误后，为了保证所有定值电阻均能完成实验，实验过程中小芳应该保证电压表示数 （选填“至多”、“至少”）为 V不变。
（5）小芳找来一个小灯泡将定值电阻更换，测得数据后发现小灯泡两端电压与通过的电流关系如图丁所示，若闭合开关S，小灯泡发光，滑动变阻器滑片P滑动过程中，小灯泡阻值的变化量大小为ΔR1，滑动变阻器连入电路阻值的变化量大小为ΔR2，则这两个量的大小关系是：ΔR1 ΔR2（选填“大于”、“小于”或“等于”）
【答案】（1）（2）电压表正负接线柱接反了；
（3）断开；B；电流与电压成正比；（4）电阻断路；至少；1.5；（5）小于。
【解析】
（1）根据甲图知，变阻器滑片以左电阻丝连入电路中与电阻串联，根据电路图连接实物图，如下所示：
（2）小芳在闭合开关S时，发现电压表指针反向偏转，出现这种现象的原因可能是：电压表正负接线接反了；
（3）小芳在探究“电流与电压的关系”，为保护电路，连接电路时开关应断开，滑片应置于阻值最大处，即B端；如图丙所示的图象，电流随电压的变化图象为一过原点的直线，由图象可得结论：当电阻一定时，电流与电压成正比；
（4）将5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关S，发现电流表无示数而电压表有示数，则电路中的故障可能是电阻断路；设电压表示数为UV不变，由串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为：U﹣UV，
由分压原理：＝，即﹣1＝﹣﹣﹣﹣﹣①，
因电压表示数UV不变，故①左边为一定值，故右边也为一定值，当定值电阻最大30Ω连入电路时，对应的变阻器连入最大电阻60Ω，将已知量代入①有：﹣1＝，解之：UV＝1.5V，
因变阻器的最大电阻连入电路中，根据分压原理，变阻器分得电压为最大，根据串联电路电压的规律，故电压表UV＝1.5V为最小值，即保证所有定值电阻均能完成实验，实验过程中小芳应该保证电压表示数至少为1.5V不变；
（5）原来电路中的电流为I1（即通过灯的电流），设滑片往左滑一段距离后电路中的电流为I2（即通过灯电流），根据分压原理，变阻器分得电压变小，由串联电路电压的规律，此时灯的电压增大，通过灯的电流也增大，所以I1＜I2，所以＜（U为电源总电压），根据欧姆定律，即R总2＜R总1；
滑片向左移动后电路的总电阻小于原来的电路总电阻，根据P＝UI灯功率增大，灯丝的温度升高，小灯泡阻值随温度的升高而变大，由电阻的串联规律可知：小灯泡阻值增大的值ΔR1小于变阻器连入电路中减小的值ΔR2，即小灯泡阻值的变化量大小为ΔR1小于滑动变阻器连入电路阻值的变化量大小为ΔR2。
15．兴趣小组在探究电流与电压、电阻关系的实验中：
（1）在“探究电流与电压的关系”时：
①如图甲中有一根导线未连接，请用笔画线代替导线将电路连接完整；
②如图乙所示，电流表示数为 A。
（2）在“探究电流与电阻的关系“时，将原来5Ω的电阻更换为10Ω后，应移动滑动变阻器的滑片，使变阻器接入电路的阻值 （选填“增大”或“减小”），从而保持 （选填“电流表”或“电压表”）示数不变。
（3）干电池内部其实是有电阻的，如图丙所示，可以等效为一个没有电阻的电池和一个定值电阻R串联而成。为测定干电池的阻值，小聪设计了如图丁所示的电路。已知滑动变阻器最大值为R0，请完成下列的实验步骤：
①闭合开关S，断开开关S1，记录电压表示数为U；
②接着闭合开关S和S1，将变阻器滑片移动到最右端，记录电压表示数为U1；
③干电池电阻的表达式：R＝_____________ （用已知量和测量的物理量符号表示）.
【答案】（1）①如上图所示；②0.3；（2）增大；电压表；（3）③×R0。
【解析】
（1）①根据甲图可知，电源为两节干电池串联，电压为3V，故电压表
选用小量程并联在电阻两端，如下图所示：
②如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，
电流表示数为0.3A；
（2）在“探究电流与电阻的关系”时，将原来5Ω的电阻更换为10Ω
后，电压表示数变大，因要控制电阻的电压不变，故应增大变阻器的电压，由分压原理使变阻器接入电路的阻值增大，从而保持电压表示数不变；
（3）实验步骤：
①只闭合开关S，断开开关S1，记录电压表示数为U；
②接着闭合开关S和S1，将变阻器滑片移动到最右端，记录电压表示数为U1；
③在①中，电压表与电源连通测电源电压U；在②中，电压表测R0的电压，由欧姆定律，电路中的电流：I＝，根据串联电路的规律及欧姆定律，干电池电阻的表达式：
R＝＝＝×R0。
五、测量电阻类
16．小方利用下图所示的装置“测量小灯泡的电阻”，电源电压为6V且保持不变，选用的小灯泡标有“2.5V”字样；
（1）图中有一根导线未连接，请用笔画线代替导线将电路连接完整 ；
（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，则接下来合理的操作是 （选填字母代号）；
A．断开开关，更换小灯泡 B．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
（3）若在上述操作中小灯泡仍不发光，电流表有示数，则电路故障可能是小灯泡发生了 （选填“短路”或“断路”）；
（4）排除故障后，闭合开关，调节滑片到某一位置后，电压表的示数如下图所示，其示数为 V；此时应向 （选填“左”或“右”）移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光，记录电压表和电流表的示数，并绘制成下图所示的I－U关系图像，根据图像信息，可计算出小灯泡正常发光时的电阻是 Ω；
（5）实验中，将滑动变阻器的滑片向左移动，请写出电流表、电压表的示数变化情况： ；
（6）根据I－U图像，你还有什么新的发现 ；（写出一条即可）
（7）小明建议根据所记录的数据计算出电阻再求平均值作为小灯泡的电阻值，你认为小明的建议是 （选填“正确”或“错误”）的，原因是 。
【答案】 B 短路 1.9 左 10 电流表示数变大、电压表的示数变大 灯泡的电阻随电压的增大而变大 错误 不同电压下，灯泡的电阻是不同的，求平均值没有意义
【解析】
（1）图中有一根导线未连接，由图和题意知，小灯泡的额定电压为2.5V，电压表应用0~3V量程并联在灯泡两端，所以电路如下图
（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，可能滑动变阻器接入电路的电阻值太大，导致灯泡两端电压太低，所以接下来合理的操作是移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光，故B符合题意，A不符合题意。故选B。
（3）若在上述操作中小灯泡仍不发光，电流表有示数，说明电路是通路。电路故障可能是小灯泡发生了短路。
（4）如图所示，电压表所用0~3V量程，分度值为0.1V，所以电压表的示数为1.9V。此时灯泡两端电压小于额定电压，使小灯泡正常发光，滑动变阻器分担的电压应减小。根据串联分压原理，滑动变阻器接入电路阻值应减小，故应向左移动滑动变阻器的滑片。根据图像信息，小灯泡正常发光时的电压为2.5V，通过的电流0.25A，根据欧姆定律得，小灯泡正常发光时的电阻是
（5）实验中，由电路图知，滑动变阻器左下接线柱接入电路，将滑动变阻器的滑片向左移动时，接入电路的电阻值变小。根据串联分压原理，滑动变阻器分担的电压减小，电源电压不变，根据串联电路电压特点知，灯泡两端电压增大，即电压表的示数变大。电路的总电阻变小，根据欧姆定律得，电路中电流变大，电流表示数变大。所以电流表示数变大、电压表的示数变大。
（6）根据I－U图像和欧姆定律得，新的发现是灯泡的电阻随电压的增大而变大。
（7）小明的建议是错误的，原因是由图像知，不同电压下，灯泡的电阻是不同的，求平均值没有意义。
17．如图所示，甲是用“伏安法”测量未知电阻Rx的实物电路图。
（1）排除故障后，闭合开关，当滑片移动到某位置时，电压表示数为2.4V，电流表示数如图乙所示，其读数为 A，则未知电阻Rx= Ω；
（2）实验中电压表损坏，利用原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值。实验电路如图丙所示（滑动变阻最大阻值为R0，电源电压未知且不变），请将相关实验步骤补充完整：
①合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端，记录电流表示数为I1；
②闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到 ，记录电流表示数I2；
③写出待测电阻的表达式，Rx= （用已知量和测量符号表示）。
【答案】0.24A 10Ω b端
【解析】
（1）根据题意知道，排除故障后，闭合开关，当滑片移动到某位置时，电压表示数为2.4V，由图乙知道，电流表选用小量程，分度值为0.02A，其读数为0.24A，由欧姆定律，则未知电阻
（2）步骤①，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端，两电阻并联，总电流为I1；
步骤②，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到b端，Rx被短路，只有R0工作，电流表示数为I2；
两次实验中，R0两端电压均等于电源电压，R0阻值不变，所以通过R0的电流均为I2，根据并联电路的电流特点知道，通过待测电阻的电流Ix=I1-I2
并联电路电压相等，则待测电阻两端的电压Ux=U=I2R0
所以待测电阻
18．如图甲是测定额定电压为“2.5V”小灯泡正常发光时电阻的电路。
（1）连接电路时，开关应 ；开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应滑到 端（选填“A”或“B”）；
（2）图乙是该小灯泡两端电压U和通过它的电流I的关系图像，则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω；
（3）小明根据所测数据计算出小灯泡的电阻不是一个定值，原因可能是 ；
（4）小亮实验时发现他的桌上没有电流表，却多了一个最大阻值为R0的滑动变阻器，于是他设计了如图丙所示电路，也测出了额定电压为“2.5V”小灯泡正常发光时的电阻，请补全下列步骤：
① 闭合开关S，先调节滑动变阻器R0的滑片到最左端，再调节滑动变阻器R，直到电压表的示数
为 V；
② 接着调节滑动变阻器 （选填“R0”或“R”）的滑片到最右端，读出此时电压表的示数为U；
③ 小灯泡正常发光时电阻的表达式RL= （用U、R0和已知量表示）。
【答案】断开 B 5 灯丝电阻随温度升高而增大 2.5 R0
【解析】
（1）为保护电路及安全，连接电路时，开关应断开。为保护电路，开关闭合前，滑动变阻器的阻值应调至最大，即滑片P应滑到B端。
（2）由图可知，当灯泡两端的电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.5A，则小灯泡正常发光时的电阻为
（3）由于灯丝电阻随灯丝温度的变化而变化，所以小明根据所测数据计算出小灯泡的电阻不是一个定值。
（4）①闭合开关S，先调节滑动变阻器R0的滑片到最左端，电压表测量灯泡两端的电压，再调节滑动变阻器R，直到电压表的示数为2.5V，使其正常发光。
②接着调节滑动变阻器R0的滑片到最右端，此时电压表测量灯泡和R0两端的总电压，读出此时电压表的示数为U，则R0两端的电压为U-2.5V；
③ 通过电路的电流为
小灯泡正常发光时电阻的表达式
六、项目化设计类
19．同学们发现马路上许多骑电瓶车的市民缺乏安全意识，骑车不戴安全头盔。为此，某校项目化学习小组设计了与车身相连的具有自动提示功能的安全头盔原理图，骑电瓶车不戴头盔时电铃响起发出警报，项目化学习小组设计过程如下。请回答下列问题：
（1）如图所示为甲组项目化学习小组设计的安全头盔原理图。乙组同学认为甲组同学的设计不合理，请说明理由 当两个开关都闭合时，电源被短路，会烧坏电源 。
注：S1为电瓶车总开关，插入电瓶车钥匙，启动电瓶车后S1闭合。 S2为头盔内部开关，戴上头盔后S2由断开变为闭合
【方案改进】
（2）为此乙组同学对甲组同学的方案进行了改进，认为只要在甲组同学电路（如图）的 b （选填“a”“b”或“c”）点处串联一个电阻即可。
注：S1为电瓶车总开关，插入电瓶车钥匙，启动电瓶车后S1闭合。 S2为头盔内部开关，戴上头盔后S2由断开变为闭合
（3）乙组同学按上述方法，成功地改进后，丙组同学认为乙组同学的改进不够节能，因为 电铃短路后，电阻始终接入电路消耗电能 ；于是丙组同学设计了图丙所示的两套关于安全头盔原理图的方案，从长远使用的角度看，哪套方案更为合理，并说明理由 方案二更为合理，因为干电池提供电能有限，长时间后会不能提供电能使得电铃工作，方案二中只要电动车工作就可以使得电铃报警 。
方案一 注：①S1位于电瓶车坐垫下方，坐上电瓶车后，开关S1闭合。②S2为头盔内部开关，默认闭合，戴上头盔后S2由闭合变为断开。③独立电源为干电池组 方案二 注：①S1为电瓶车总开关，插入电瓶车钥匙，启动电瓶车后S1闭合。②S2为头盔内部开关，默认闭合，戴上头盔后S2由闭合变为断开。
【讨论拓展】
（4）上述各项方案中均有导线与电瓶车车身相连，这根导线可能会影响行车安全，且这根导线也容易被弄断，老师提示可以在电瓶车上安装遥感电路，既能提醒是否携带安全头盔，又能提醒是否佩戴安全头盔，于是同学们又进行了新一轮的探索……
【答案】（1）当两个开关都闭合时，电源被短路，会烧坏电源；（2）b；
（3）电铃短路后，电阻始终接入电路消耗电能；方案二更为合理，因为干电池提供电能有限，长时间后会不能提供电能使得电铃工作，方案二中只要电动车工作就可以使得电铃报警。
【解答】
（1）如图所示为甲组项目化学习小组设计的安全头盔原理图。当两个开关都闭合时，电源被短路，会烧坏电源；
（2）只要在甲组同学电路（如图）的b点处串联一个电阻，两个开关都闭合后电铃被短路，但电阻串联接在电路中，保护电路。
（3）乙组同学按上述方法，成功地改进后，丙组同学认为乙组同学的改进不够节能，因为电铃短路后，电阻始终接入电路消耗电能；于是丙组同学设计了图丙所示的两套关于安全头盔原理图的方案，从长远使用的角度看，方案二更为合理，因为干电池提供电能有限，长时间后会不能提供电能使得电铃工作，方案二中只要电动车工作就可以使得电铃报警。
20．握力是体质健康测试项目之一，握力测试如图甲。某小组同学想制作简易握力计，选用电压表来显示握力的大小。他们设计的电路图如图乙，电源电压3伏，定值电阻R1＝5欧，电压表量程为“0～3V”，轻质细杆将弹簧与滑动变阻器R2的滑片相连。
（1）【初步调试】往下拉弹簧，电压表示数 增大 。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
（2）【注意事项】图乙中定值电阻R1的作用是 保护电路 。
（3）【表盘改造】为方便读数，小组同学想在电压表表盘上标注相应的握力值。经测定，变阻器R2接入电路的阻值与握力F关系如图丙，求在电压表刻度为2伏的位置上所标注的握力大小。（写出计算过程）
【答案】（1）增大；（2）保护电路；（3）在电压表刻度为2伏的位置上所标注的握力大小为500N。
【解析】
（1）由图乙可知，闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压。用手往下拉弹簧，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据串联电路电阻规律可知电路总电阻变大，根据欧姆定律可知通过电路的电流变小，根据U＝IR可知定值电阻两端的电压变小，串联电路总电压等于各部分电压之和，所以滑动变阻器两端的电压变大，即电压表示数变大；
（2）根据乙图可知，当滑动变阻器的滑片在最上端时，此时变阻器接入的阻值为0，由于定值电阻R1的存在，可以保证电路不会发生短路，则 图乙中定值电阻R1的作用是；
（3）当U＝2V时，定值电阻两端的电压：U1＝U﹣U2＝3V﹣2V＝1V，
此时通过电路的电流：I＝＝＝0.2A，
此时滑动变阻器R2接入电路的电阻：R2＝＝＝10Ω，
由丙图可知此时的握力为500N，
即在电压表刻度为2伏的位置上所标注的握力大小为500N；
21．如图甲为某项目化学习小组设计的测量液体密度的电子密度计图乙为电路示意图。其工作原理是：向容器中倒入固定体积（500毫升）的不同液体时，会使压敏电阻发生变化，电子显示器上就会显示密度值。其中电源电压为6伏，容器质量忽略不计，定值电阻R0的阻值为10欧，电压表量程为0～3伏，压敏电阻RF的阻值随压力变化如表。
压敏电阻受到的压力（牛） 0 5 10 20 30 40 50 60 70
压敏电阻的阻值（欧姆） 20 19 18 16 14 12 10 8 6
（1）小明先配制出溶质质量分数为10%的氯化钠溶液，然后用此电子密度计测量出自己配制的氯化钠溶液的密度为1.1克/厘米3。则500毫升10%的氯化钠溶液中溶质的质量是 55 克。
（2）某次实验电压表的示数为2.4伏，则待测液体的密度为 5 克/厘米3。
（3）为了方便在电压表的表盘上标注对应的密度值，请根据上述信息，写出密度ρ与电压U的关系式：ρ＝ 克/厘米3。
【答案】（1）55；（2）5；（3）。
【解析】（1）根据m＝ρV可求得，500毫升氯化钠溶液的质量：
m溶液＝ρV＝1.1克/厘米3×500厘米3＝550g；
根据溶质质量分数10%，可以求得500毫升10%的氯化钠溶液中溶质的质量：
m溶质＝m溶液×10%＝550g×10%＝55g；
（2）当实验电压表的示数为U0＝2.4伏时，压敏电阻两端的电压为：U1＝6V﹣2.4V＝3.6V；
根据串联分压原理，可得压敏电阻阻值为：，解得R1＝15Ω；
根据表格中压敏电阻的阻值与压敏电阻受到的压力之间的数量关系：R＝20﹣可得，
F1＝5×（20﹣R1）＝5×（20﹣15）＝25，所以G＝25N，
根据可得待测液体的密度：ρ1＝；
（3）由电压表示数U，由根据串联分压原理求得压敏电阻分的电压：UF＝6﹣U，此时压敏电阻的阻值为：，解得 ①，
此时压敏电阻所受压力为：FF＝G＝mg＝ρVg＝ρ×500×10﹣6×10＝5ρ×10﹣3，再根据表格求得此时压敏电阻的阻值： ②，
由①②可求得：ρ＝×103kg/m3＝g/cm3。
22．自制电子身高测量仪。学习小组分别设计了甲、乙、丙三图所示测量仪。所用材料规格均相同。其中：电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.3A，定值电阻R0＝15Ω，电源电压恒为4.5V。R是固定的、竖直放置的硬电阻棒长10cm，总电阻为30Ω，其接入电路的电阻与接入电路的长度成正比，金属杆cd和MP（右端P是滑片）与电路接触良好，电阻不计。
评价指标 优秀 良好 待改进
指标a 两只电表均安全 一只电表安全 两电表会损坏
指标b 身高越高，电压表示数越大 身高越高，电压表示数越小 电压表示数不能显示身高
指标c 刻度均匀 刻度不均匀 无正相关
（1）R0在丙图电路中的作用是 保护电路 。
（2）按“评价指标b”，乙图的评价等级是 优秀 。
（3）有小组认为丙图中的电流表示数一直都不变。请计算丙图中电流表的示数大小？
（4）标刻度。身高为168cm的小成同学用乙图测量时，电流表示数为0.15A。若将电压表改装成身高仪，则电压表刻度盘2.7V处应标上身高 170.5 cm。
（5）产品迭代。上述三个产品都会存在缺陷。请在丁图中再加以改装：将电压表安装在最合适的位置，从而达到指标豆为优秀等级。
【答案】（1）保护电路；（2）优秀；（3）170.5；（4）见解答。
【解答】由电路图可知，R与R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）由丙图可知，如果电路中没有定值电阻R0，可能会导致电流过大，故定值电阻R0在电路起保护电路的作用；
（2）乙图中身高越高，滑动变阻器接入的电阻越大，分得的电压越大，故满足优秀级的身高越高，电压表示数越大；
（3）丙图中R0与R最大值串联，电路在总电阻R总＝R+R0＝30Ω+15Ω＝45Ω；
电路中电流I＝＝＝0.1A，
（4）用乙图测量时，电流表示数为0.15A；电路中的总电阻：R总＝＝＝30Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，此时电阻棒接入电路的电阻：
R＝R总﹣R0＝30Ω﹣15Ω＝15Ω；竖直放置的硬电阻棒长10cm，总电阻为30Ω，
电阻棒接入电路中的长度为整体的一半，为5cm，故电阻下端距离地面h＝168cm﹣5cm＝163cm；
当电压表示数为2.7V时，R0的电压U0＝U﹣UR＝4.5V﹣2.7V＝1.8V，
电路中电流I'＝＝＝0.12A，
电阻棒接入电路的电阻：R'＝＝＝22.5Ω；电阻棒接入
电路中的长度：ΔL＝×10cm＝7.5cm，
则升高的高度：h1＝h0+ΔL＝163cm+7.5cm＝170.5cm，
（5）根据电路知，甲、乙刻度不均匀，丙图均匀，但身高越高，电压表的示数越小，故把电压表改为测量下半部分的电压，就能身高越高，电压表示数越大，如图所示：
23． 如图所示是一种用电学量的变化来反映物体移动方向及距离变化的装置原理图。图中R0是定值电阻，ab是沿竖直方向固定放置的金属杆，其总电阻为15Ω，长24cm，粗细均匀，电阻随长度均匀变化。M是上下均有挂环、可沿竖直导轨上下移动的小物块，M上连有一根左端有滑片P、电阻不计的水平金属细杆，细杆、导线及P与ab均接触良好，P在ab的中点时，对应于既不上移也不下移的初始位置。除金属杆ab、小物块M、金属细杆和导轨，电源（三节新干电池串联，电压为4.5V）、开关S一个，导线（足够长）若干外，他们还准备了以下器材：电流表A（量程0﹣0.6A）、电压表V1（量程0﹣3V）、电压表V2（量程0﹣15V）、可替换R的定值电阻R1＝5Ω、R2＝7.5Ω和R3＝12.5Ω。
（1）研究该原理图，小科认为图中有一只电表示数在M移动时不会变化，于是他将其去掉，则去掉的电表所在处应该 （填“让其断路”或“用一根导线替代”）
（2）小军希望该装置能尽量大地反映M移动的距离范围，同时还希望电表上的每根刻度线都能够表示出移动方向和距离。要达到此目的，电表和定值电阻选择的最佳组合为 。
A.V1、R3 B.V1、R2 C.V2、R2 D.A1、R1
（3）在他们改进并初步完善的设计方案，合理选择器材后，他们决定进行测量。当电压表示数为1V，
则M的移动情况是 （需说明移动方向及距离）。
（4）科技兴趣小组完成表盘刻度更改和测量后对该器材进行了评估，下列说法正确的是 。
A、移动滑片P时，电路的总电阻会发生变化
B、电压表的示数变化量跟移动距离不成正比
C、若Rab的总阻值不变，长度越长，该装置的精确程度越高
D、随着使用次数越来越多，电池电压会降低，可通过更换
阻值更小的定值电阻进行重新校正
【答案】（1）用一根导线替代；（2）B；（3）向上移动4cm；（4）CD。
【解析】
（1）由图可知，定值电阻R0和滑动变阻器串联接入电路，电压表测量Pa段两端的电压，电流表测量电路中的电流，电压表相当于断路，所以电流只有一条回路，电流通过金属杆ab整个电阻，所以不管M如何移动，电路中总电阻不变，电源电压不变，根据欧姆定律，电流也不会变，电流表示数不变，可以去掉，用一根导线替换；
（2）电表上的每根刻度线都能够表示出移动方向和距离，当电压表在a端时，电压为0，电压表在b端时，电压满偏，电源是三节新干电池串联，电压为4.5V，所以电压表选用电压表V1（量程0﹣3V）；
当电压表在b端时，电压满偏，即3V；根据串联分压原理：
＝，＝，解得R0＝7.5Ω；
（3）当电压表示数为1V时，占满偏电压3V的，所以距离a的长度为24cm×＝8cm；M在中点时属于平衡位置，距离a的长度为12cm，故M向上平移4cm；
（4）A、移动滑片P时，电路的总电阻不会发生变化，故A错误；
B、图中电路中的电流不变，当电压表移动距离时，由于电阻随长度均匀变化，电压表测的电阻也均匀变化，根据欧姆定律，电流不变，电压表的示数变化量跟移动距离成正比，故B错误；
C、若Rab的总阻值不变，长度越长，电压表移动相同长度，阻值变化更小，电压表变化量更小，所以该装置的精确程度越高，故C正确；
D、随着使用次数越来越多，电池电压会降低，根据串联分压原理：＝，U减小，R0随之减小，故D正确。
24．小王同学在科技创新活动中设计了一个可以测量回形针A移动距离的电路。如图甲所示，灯泡在电路中作为指示灯使用，新蓄电池电源电压保持不变，电流表量程为0～0.6A，一根粗型均匀的铅笔芯，其阻值与长度成正比。回形针P固定在铅笔芯左端，回形针A可以在铅笔芯上自由滑动。
（1）闭合开关发现小灯泡不亮，电流表示数较小，接下来应进行的操作是 C 。
A．断开开关，拆掉连线，重新连接电路
B．检查电路有无短路，断路
C．移动回形针A，观察小灯泡发光情况
（2）小李同学认为灯丝电阻会随温度面变化，可能对测量回形针A移动的距离影响较大，于是小李用一个定值电阻R替换掉小灯泡，并且增加一个量程为0～15V的电压表组成如图乙所示电路。闭合开关后，在回形针A从最右端向左滑动过程中，小李绘制出滑动距离x从7cm到11cm，电压表该数U与滑动距离x、电流表读数I与滑动题离x的关系如图丙所示。
①根据图丙可知，小王同学所选的蓄电池电压为 6 V，铅笔芯1cm的电阻为 4Ω 。
②为保证电路安全，回形针A离铅笔芯量右端的最大距离为 14.5 cm。
【答案】（1）C；（2）①6；4Ω；②14.5。
【解答】
（1）闭合开关发现电流表示数较小，小灯泡不亮，则电路为通路，由欧姆定律，电路的电阻较大，接下来应进行的操作是：移动回形针A，观察小灯泡发光情况，选C；
（2）①图乙中，铅笔芯与R串联，电压表测铅笔芯的电压，电流表测电路的电流：
由图丙左图知，x＝7cm时的电压为：U1＝4.8V，x＝11cm时的电压为：U2＝4V；
由图丙右图知，x＝7cm时的电流为：I1＝0.15A；x＝11cm时的电流为：I2＝0.25A；
根据串联电路的规律及欧姆定律，由电源电压不变列方程有：
U1+I1R＝U2+I2R 4.8V+0.15A×R＝4V+0.25A×R， 故R＝8Ω；
电源电压为： U＝6V；
当x＝7cm，由欧姆定律，此时铅笔芯的电阻：R1＝＝＝32Ω，
同理当x＝11cm，由欧姆定律，此时铅笔芯的电阻：R2＝＝＝16Ω，
设铅笔芯为L，粗型均匀的铅笔芯，其阻值与长度成正比，故有：＝，
L＝15cm，
即R1＝32Ω时，铅笔芯连入电路的长度为15cm﹣7cm＝8cm，
铅笔芯1cm的电阻为＝4Ω；
②电流表量程为0﹣0.6A，即电路的最大电流为0.6A，由欧姆定律，电路的最小电阻为：
R串联＝＝＝10Ω，由电阻的串联，钢笔芯的最小电阻为：R′＝R串联﹣R＝10Ω﹣8Ω＝2Ω，
故变阻器连入电阻最小长度为：L小＝×1cm＝0.5cm，
故回形针A离铅笔芯量右端的最大距离为：
L′＝L﹣L小＝15cm﹣0.5cm＝14.5cm。
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八年级科学上册 核心概念专题集训
专题13 电流与电阻、电压关系类实验探究题
一、影响电阻大小因素类
1．某实验小组在“探究影响电阻大小的因素时，选用电源、滑动变阻器、电流表、开关、导线若干以及几种电阻丝，电阻丝的参数如下表
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
a 镍铬合金 0.5 0.2
b 镍铬合金 1.0 0.1
c 镍铬合金 0.5 0.1
d 锰铜合金 0.5 0.1
探究前他们做出了如下猜想：
猜想1：电阻大小与导体的长度有关
猜想2：电阻大小与导体的材料有关；
猜想3：电阻大小与导体的横截面积有关
为了完成实验探究，同学们设计了如图所示的实验电路。请回答下列问题：
（1）实验通过比较 的大小，来比较电阻丝电阻的大小；
（2）若要验证猜想1，则应该选用 （填编号）两根电阻丝进行对比实验；
（3）选用c、d两根电阻丝进行对比实验，目的是验证猜想 ，分别将a和c两根电阻丝接入电路中M、N两点间时，电阻丝a接入时电流表示数较大，由此得到的结论是 。
2．项目小组探究液体电阻的影响因素的实验，在水槽中相距8.4cm的两侧放入铜片，铜片竖直固定能平移，将铜片和电压为9V的电源、电流表及开关串联。向水槽中加入一定浓度的盐水，闭合开关，读出电流表示数。改变加入盐水的浓度和铜片距离，重复上述实验。
组别 盐水浓度（%） 盐水体积（mL） 铜片距离（cm） 电流（A）
1 0.9 400 8.4 0.5
2 0.45 400 8.4 0.25
3 0.45 400 16.8 0.125
4 0.225 400 4.2 0.25
5 0.15 400 ？
（1）图乙是某一次测量中的电流表指针位置，其示数为 安。
（2）在图甲实验中，为了控制两铜片与盐水之间的接触面积相同，该实验中进行的操作是 。
（3）丙表格为该实验获得的数据结果，在第5次实验中，为使电流表示数与第1次示数相同，则应控制铜片的距离为 cm。
3．在探究影响导体电阻大小的因素时，小兵、小红两位同学做出了如下猜想：
①导体的电阻与导体的长度有关；②导体的电阻与导体的横截面积有关； ③导体的电阻与导体的材料有关；
实验室提供了4根电阻丝，规格、材料如表：
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
A 镍铬合金 0.5 0.5
B 镍铬合金 1.0 0.5
C 镍铬合金 0.5 1.0
D 锰铜合金 0.5 0.5
为了验证上述猜想，他们设计了如图所示的实验电路：
（1）实验中电流表的示数越大，对应的导线电阻越 ；为了验证上述猜想①，应该选用编号为 的两根电阻丝进行实验；
（2）小兵在接入A电阻丝的实验过程中，灯泡突然熄灭，同时观察到电流表示数变大，小红判断可能是灯泡发生了 ；
（3）解决故障后，分别将A和D两电阻丝接入电路中M、N间，电流表示数不相同，由此，初步得到的结论是：长度和横截面积相同时， 。
4．图1是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置。实验中用四根电阻丝作被测导体，将电阻丝两端接入电路后，通过调节滑动变阻器，保持电阻丝两端电压相同，进行测量并记录，数据列于下表。
实验组 电阻丝 材料 长度（厘米） 直径（毫米） 电流（安）
1 a 康铜丝 57.20 0.50 待填
2 b 镍铬丝 57.20 0.50 0.14
3 c 镍铬丝 57.20 0.70 0.26
4 d 镍铬丝 28.60 0.70 0.54
请回答：
（1）将电阻丝a的两端接入电路，闭合开关后，电流表指针位置如图2所示，其示数为 安。
（2）为研究导体电阻大小与横截面积的关系，可选择实验组 进行对比。
（3）实验得出，导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关。此外，导体电阻还与温度有关。
①科学研究发现某种金属电阻和温度的关系如图3所示。描述该金属电阻在降温过程中的现象： 。
②探索新材料是高科技研究领域中永恒的主题之一。若常温下某种新材料的电阻为零，该新材料可用于制造 （写出一种），以减少能量损耗。
二、电流与电压的关系类
5．小薇和小亮两位同学在“探究电流与电压的关系”的实验中，电源使用两节新干电池，滑动变阻器R'的规格是“20Ω 2A”。
（1）开关闭合前，小亮发现电流表的指针在零刻度线左端，如图丙所示，其原因是 （选填“A”或“B”）。
A．电流表没调零 B．电流表正负接线柱接反了
（2）确认电路无误后，闭合开关进行实验，第4次实验时电流表示数为0.5A，电压表示数如图丁所示，记为 V；他们记录的数据如下表所示，老师指出第一组数据有拼凑的嫌疑，你认为老师的理由是 。
实验序号 ① ② ③ ④ ⑤
电压/V 0.5 1.0 1.5 2.0
电流/A 0.10 0.2 0.3 0.4 0.5
6．小明利用图甲电路研究“电流与电压的关系”，其中R为定值电阻，电源电压恒定不变。
（1）小明在连接完电路后，闭合开关时发现，电流表没有示数，电压表示数接近电源电压则可能的原因是 。
（2）处理完故障后，闭合开关，发现电流表指针只有微小偏转，如图乙所示。为了能更精确测量电流大小，小明接下来应该进行的操作是： 。
（3）调整后移动滑动变阻器，多次测量获取实验数据，绘制成图丙中的曲线a，根据图像可以得出的结论为 。
（4）小红利用相同的电路也进行了实验，依据实验数据绘制出的是图丙中的曲线b，小明认为小红把电压表接在了滑动变阻器两端，进行测量。请从图丙中找出小明判断的依据是
。
7．小明同学在探究“电流与电压的关系”时，选用电压为4.5V的电源、标有“20Ω 1A”的滑动变阻器、10Ω的定值及其它必要器材。
（1）请用笔画线代替导线，将甲图的电路连接完整 。
（2）实验过程中，调节滑动变阻器，发现电流表示数为0.45A且不变，出现这种现象的原因是 。
（3）排除故障后，多次改变定值电阻两端的电压，将实验数据记录在下表中。第4次电压表的示数如图乙，则此时电压为 V。分析数据得到结论 。
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V 1.8 2.0 2.4 2.8 3.0
电流I/A 0.18 0.20 0.23 0.27 0.28 0.30
8． 小华在探究“通过导体的电流与电压的关系”时，设计了图甲的电路。电源电压不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”的字样。
(1)按图甲连接好电路并闭合开关后，小华发现电流表指针如图乙所示，则应对电流表进行的操作是 _______________________________________________________________。
(2)纠正错误后，小华开始实验并记录了多组电流表A和电压表V1、V2的示数，并作出如图丙的A、B两条曲线，其中表示通过R1的电流和R1两端电压关系的曲线是__ _。
(3)由图丙数据可知，实验中所使用电源的电压为__ __。
(4)本实验和下列实验都需要经过多次测量，其目的与本实验不同的有__ __(填序号)。
① 用伏安法测定值电阻的阻值 ② 研究导体的电阻与长度的关系
③ 用密度计测量未知液体的密度
三、电流与电阻的关系类
9．为了探究通过导体的电流与电阻的关系，小宁用电压恒为4.5V的电源，定值电阻若干，“0～0.6A”量程的电流表，“0～3V”量程的电压表，“15Ω 1A”的滑动变阻器进行实验，步骤如下：
①小宁连接的实验电路如图甲所示，其中有一根导线连接错了，请你在接错的那根导线上画“×”，并用笔画线代表导线将电路连接正确（要求导线不能交叉）。
②在老师的指导下，小宁又用一个粗细均匀长50cm（每1cm长度电阻为1Ω）带刻度的金属开口圆环（A点为0刻度处）替换电阻R，设计了如图乙所示电路。
③闭合开关，固定A点，移动触点N至合适位置，使AN弧长为L1。调节滑动变阻器滑片P使电压表示数为U，读出电流表的示数并记录。
④多次移动触点N的位置，来改变L的长度，重复步骤③。
⑤根据记录的数据画出电流随弧长L变化的曲线如图丙所示，得出结论。
（1）该实验选择金属圆环的优点是 。
（2）实验过程中，小宁控制电压表示数U恒为 V。
（3）为保证移动触点N在金属圆环的位置均能顺利完成实验，且确保实验器材的安全，小宁移动触点N在金属圆环的位置L的范围是 。
10．小宁在探究“电流与电阻关系”，实验中，按照如图甲连接好电路，已知电源电压恒为6V。第一次实验：依次接入阻值为4Ω、5Ω的电阻，测得两组数据，在图乙中描出a、b两点。更换成10Ω电阻，无论如何调节滑动变阻器，均无法完成实验。经检查，发现电压表在接入电路前未调零。小宁断开开关，将电压表调零并进行第二次实验：测得三组数据，在图乙中描出A、B、C三点（实验中，其他仪器均正常）。
（1）分析图乙中A、B、C三组数据，实验中控制电阻两端电压为 V。
（2）两次实验都通过调节滑动变阻器使电压表指针指在同样示数。请分析图乙，未调零的电压表在接入电路前，指针所指的刻度值为 V。
（3）小宁在本实验中所使用的滑动变阻器可能是如下的 （填字母）。
A.10Ω 2Α B.15Ω 1Α C.25Ω 3A D.35Ω 1.5A
11．“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中，实验器材有：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（甲“50Ω 1A”，乙“10Ω 2A”）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图（要求连线不得交叉）；
（2）连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数，电流表始终无示数，造成这一现象的原因可能是 （填序号）；
A．定值电阻R短路 B．定值电阻 R开路 C．滑动变阻器开路 D．电流表开路
（3）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变化的图像。由图像可以得出结论：电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成 （选填“正比”或“反比”）；
（4）上述实验中，小强用R＝5Ω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，他应向 （选填“A”或“B”）端移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 V时，读出电流表的示数；
（5）为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器 （选填“甲”或“乙”）。
12．小红利用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系。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）实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，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I随电阻R变化的图象，由图象可得出结论： 。
（2）在上述实验中，某同学在读取完电流表示数后，直接拆下阻值为5Ω的电阻，改换成阻值为10Ω的电阻，请你指出他在操作中的错误： ；在读取电流表示数之前，他应进行的操作是：向 移动滑片，使电压表示数为 V。
（3）若在实验过程中出现电流表示数为0，电压表的示数为6V，则电路出现的故障可能是 。
（4）小红想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系，你认为她的实验方案可行吗？ （选填“可行”或“不可行”），你的理由是 。
四、电流与电阻、电压关系类
13．小刚同学利用图甲所示的电路“探究电流与电压、电阻的关系”，所选择的器材有新干电池两节，5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一只，“30Ω 1A”的滑动变阻器电压表、电流表、开关各一只，导线若干。
（1）图乙是按照图甲连接的实物图，其中有一根导线连接错了，请你在接错的那根导线上画“×”，并用笔画线代表导线将电路连接正确（要求导线不能交叉）；
（2）正确连接后，闭合开关，移动滑片，发现电流表有示数，电压表无示数。可能的故障是定值电阻R （选填“断路”或“短路”）；
（3）排除故障后，小刚首先探究电流与电压的关系。以下实验步骤中正确且最合理的顺序是 ；
①立即闭合开关，开始实验；
②将滑片移到最右端，再闭合开关；
③缓慢移动滑片，调节电压表示数依次为1.5V、2V、3V，并记下电流表示数；
④缓慢移动滑片，调节电压表示数依次为3V、2V、1.5V，并记下电流表示数；
⑤断开开关，分析数据，得出结论；
⑥更换不同阻值的定值电阻，再次改变3次电压表示数，并记下电流表示数；
A．①③⑤ B．②③⑤ C．②③⑥⑤ D．②④⑥⑤
（4）小刚继续探究电流与电阻的关系。他首先把5Ω电阻接入电路，缓慢移动滑片，直到使电压表指针如图丙所示，则电压表示数为 V；
（5）他又分别将10Ω、15Ω和20Ω的电阻接入电路进行实验，当 Ω的电阻接入电路后，无法将电压表示数调节到用5Ω的电阻进行实验时的控制电压值。为了用以上四个电阻都能完成实验，定值电阻两端所控制的电压应该不低于 V；
14． 小芳利用如图甲所示的电路，探究“电流与电压、电阻的关系”。实验器材：电源（电压恒为4.5V）、电流表、电压表各一个，一个开关，若干定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω），一个滑动变阻器（60Ω 3A），导线若干。
（1）请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线把图乙所示的实物电路连接完整。
（2）小芳在闭合开关S时，发现电压表指针反向偏转，出现这种现象的原因可能是： 。
（3）小芳在探究“电流与电压的关系”，连接电路时开关应 ，滑片应置于 端（选填“A”或“B”），通过实验得到多组实验数据，由这些数据画出如图丙所示的图象，由图象可得结论：当电阻一定时， 。
（4）小芳在探究“电流与电阻的关系”时，现将5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关S，发现电流表无示数而电压表有示数，则电路中的故障可能是 ；纠正错误后，为了保证所有定值电阻均能完成实验，实验过程中小芳应该保证电压表示数 （选填“至多”、“至少”）为 V不变。
（5）小芳找来一个小灯泡将定值电阻更换，测得数据后发现小灯泡两端电压与通过的电流关系如图丁所示，若闭合开关S，小灯泡发光，滑动变阻器滑片P滑动过程中，小灯泡阻值的变化量大小为ΔR1，滑动变阻器连入电路阻值的变化量大小为ΔR2，则这两个量的大小关系是：ΔR1 ΔR2（选填“大于”、“小于”或“等于”）
15．兴趣小组在探究电流与电压、电阻关系的实验中：
（1）在“探究电流与电压的关系”时：
①如图甲中有一根导线未连接，请用笔画线代替导线将电路连接完整；
②如图乙所示，电流表示数为 A。
（2）在“探究电流与电阻的关系“时，将原来5Ω的电阻更换为10Ω后，应移动滑动变阻器的滑片，使变阻器接入电路的阻值 （选填“增大”或“减小”），从而保持 （选填“电流表”或“电压表”）示数不变。
（3）干电池内部其实是有电阻的，如图丙所示，可以等效为一个没有电阻的电池和一个定值电阻R串联而成。为测定干电池的阻值，小聪设计了如图丁所示的电路。已知滑动变阻器最大值为R0，请完成下列的实验步骤：
①闭合开关S，断开开关S1，记录电压表示数为U；
②接着闭合开关S和S1，将变阻器滑片移动到最右端，记录电压表示数为U1；
③干电池电阻的表达式：R＝_____________ （用已知量和测量的物理量符号表示）.
五、测量电阻类
16．小方利用下图所示的装置“测量小灯泡的电阻”，电源电压为6V且保持不变，选用的小灯泡标有“2.5V”字样；
（1）图中有一根导线未连接，请用笔画线代替导线将电路连接完整 ；
（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，则接下来合理的操作是 （选填字母代号）；
A．断开开关，更换小灯泡 B．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
（3）若在上述操作中小灯泡仍不发光，电流表有示数，则电路故障可能是小灯泡发生了 （选填“短路”或“断路”）；
（4）排除故障后，闭合开关，调节滑片到某一位置后，电压表的示数如下图所示，其示数为 V；此时应向 （选填“左”或“右”）移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光，记录电压表和电流表的示数，并绘制成下图所示的I－U关系图像，根据图像信息，可计算出小灯泡正常发光时的电阻是 Ω；
（5）实验中，将滑动变阻器的滑片向左移动，请写出电流表、电压表的示数变化情况： ；
（6）根据I－U图像，你还有什么新的发现 ；（写出一条即可）
（7）小明建议根据所记录的数据计算出电阻再求平均值作为小灯泡的电阻值，你认为小明的建议是 （选填“正确”或“错误”）的，原因是 。
17．如图所示，甲是用“伏安法”测量未知电阻Rx的实物电路图。
（1）排除故障后，闭合开关，当滑片移动到某位置时，电压表示数为2.4V，电流表示数如图乙所示，其读数为 A，则未知电阻Rx= Ω；
（2）实验中电压表损坏，利用原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值。实验电路如图丙所示（滑动变阻最大阻值为R0，电源电压未知且不变），请将相关实验步骤补充完整：
①合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端，记录电流表示数为I1；
②闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到 ，记录电流表示数I2；
③写出待测电阻的表达式，Rx= （用已知量和测量符号表示）。
18．如图甲是测定额定电压为“2.5V”小灯泡正常发光时电阻的电路。
（1）连接电路时，开关应 ；开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应滑到 端（选填“A”或“B”）；
（2）图乙是该小灯泡两端电压U和通过它的电流I的关系图像，则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω；
（3）小明根据所测数据计算出小灯泡的电阻不是一个定值，原因可能是 ；
（4）小亮实验时发现他的桌上没有电流表，却多了一个最大阻值为R0的滑动变阻器，于是他设计了如图丙所示电路，也测出了额定电压为“2.5V”小灯泡正常发光时的电阻，请补全下列步骤：
① 闭合开关S，先调节滑动变阻器R0的滑片到最左端，再调节滑动变阻器R，直到电压表的示数
为 V；
② 接着调节滑动变阻器 （选填“R0”或“R”）的滑片到最右端，读出此时电压表的示数为U；
③ 小灯泡正常发光时电阻的表达式RL= （用U、R0和已知量表示）。
六、项目化设计类
19．同学们发现马路上许多骑电瓶车的市民缺乏安全意识，骑车不戴安全头盔。为此，某校项目化学习小组设计了与车身相连的具有自动提示功能的安全头盔原理图，骑电瓶车不戴头盔时电铃响起发出警报，项目化学习小组设计过程如下。请回答下列问题：
（1）如图所示为甲组项目化学习小组设计的安全头盔原理图。乙组同学认为甲组同学的设计不合理，请说明理由 。
注：S1为电瓶车总开关，插入电瓶车钥匙，启动电瓶车后S1闭合。 S2为头盔内部开关，戴上头盔后S2由断开变为闭合
【方案改进】
（2）为此乙组同学对甲组同学的方案进行了改进，认为只要在甲组同学电路（如图）的 （选填“a”“b”或“c”）点处串联一个电阻即可。
注： S1为电瓶车总开关，插入电瓶车钥匙，启动电瓶车后S1闭合。 S2为头盔内部开关，戴上头盔后S2由断开变为闭合
（3）乙组同学按上述方法，成功地改进后，丙组同学认为乙组同学的改进不够节能，因为 ；于是丙组同学设计了图丙所示的两套关于安全头盔原理图的方案，从长远使用的角度看，哪套方案更为合理，并说明理由 。
方案一 注：①S1位于电瓶车坐垫下方，坐上电瓶车后， 开关S1闭合。 ②S2为头盔内部开关，默认闭合，戴上头盔后S2由闭合变为断开。 ③独立电源为干电池组 方案二 注：①S1为电瓶车总开关，插入电瓶车钥匙， 启动电瓶车后S1闭合。 ②S2为头盔内部开关，默认闭合，戴上 头盔后S2由闭合变为断开。
【讨论拓展】
（4）上述各项方案中均有导线与电瓶车车身相连，这根导线可能会影响行车安全，且这根导线也容易被弄断，老师提示可以在电瓶车上安装遥感电路，既能提醒是否携带安全头盔，又能提醒是否佩戴安全头盔，于是同学们又进行了新一轮的探索……
20．握力是体质健康测试项目之一，握力测试如图甲。某小组同学想制作简易握力计，选用电压表来显示握力的大小。他们设计的电路图如图乙，电源电压3伏，定值电阻R1＝5欧，电压表量程为“0～3V”，轻质细杆将弹簧与滑动变阻器R2的滑片相连。
（1）【初步调试】往下拉弹簧，电压表示数 。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
（2）【注意事项】图乙中定值电阻R1的作用是 。
（3）【表盘改造】为方便读数，小组同学想在电压表表盘上标注相应的握力值。经测定，变阻器R2接入电路的阻值与握力F关系如图丙，求在电压表刻度为2伏的位置上所标注的握力大小。（写出计算过程）
21．如图甲为某项目化学习小组设计的测量液体密度的电子密度计图乙为电路示意图。其工作原理是：向容器中倒入固定体积（500毫升）的不同液体时，会使压敏电阻发生变化，电子显示器上就会显示密度值。其中电源电压为6伏，容器质量忽略不计，定值电阻R0的阻值为10欧，电压表量程为0～3伏，压敏电阻RF的阻值随压力变化如表。
压敏电阻受到的压力（牛） 0 5 10 20 30 40 50 60 70
压敏电阻的阻值（欧姆） 20 19 18 16 14 12 10 8 6
（1）小明先配制出溶质质量分数为10%的氯化钠溶液，然后用此电子密度计测量出自己配制的氯化钠溶液的密度为1.1克/厘米3。则500毫升10%的氯化钠溶液中溶质的质量是 克。
（2）某次实验电压表的示数为2.4伏，则待测液体的密度为 克/厘米3。
（3）为了方便在电压表的表盘上标注对应的密度值，请根据上述信息，写出密度ρ与电压U的关系式：ρ＝ 克/厘米3。
22．自制电子身高测量仪。学习小组分别设计了甲、乙、丙三图所示测量仪。所用材料规格均相同。其中：电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.3A，定值电阻R0＝15Ω，电源电压恒为4.5V。R是固定的、竖直放置的硬电阻棒长10cm，总电阻为30Ω，其接入电路的电阻与接入电路的长度成正比，金属杆cd和MP（右端P是滑片）与电路接触良好，电阻不计。
评价指标 优秀 良好 待改进
指标a 两只电表均安全 一只电表安全 两电表会损坏
指标b 身高越高，电压表示数越大 身高越高，电压表示数越小 电压表示数不能显示身高
指标c 刻度均匀 刻度不均匀 无正相关
（1）R0在丙图电路中的作用是 。
（2）按“评价指标b”，乙图的评价等级是 。
（3）有小组认为丙图中的电流表示数一直都不变。请计算丙图中电流表的示数大小？
（4）标刻度。身高为168cm的小成同学用乙图测量时，电流表示数为0.15A。若将电压表改装成身高仪，则电压表刻度盘2.7V处应标上身高 cm。
（5）产品迭代。上述三个产品都会存在缺陷。请在丁图中再加以改装：将电压表安装在最合适的位置，从而达到指标豆为优秀等级。
23． 如图所示是一种用电学量的变化来反映物体移动方向及距离变化的装置原理图。图中R0是定值电阻，ab是沿竖直方向固定放置的金属杆，其总电阻为15Ω，长24cm，粗细均匀，电阻随长度均匀变化。M是上下均有挂环、可沿竖直导轨上下移动的小物块，M上连有一根左端有滑片P、电阻不计的水平金属细杆，细杆、导线及P与ab均接触良好，P在ab的中点时，对应于既不上移也不下移的初始位置。除金属杆ab、小物块M、金属细杆和导轨，电源（三节新干电池串联，电压为4.5V）、开关S一个，导线（足够长）若干外，他们还准备了以下器材：电流表A（量程0﹣0.6A）、电压表V1（量程0﹣3V）、电压表V2（量程0﹣15V）、可替换R的定值电阻R1＝5Ω、R2＝7.5Ω和R3＝12.5Ω。
（1）研究该原理图，小科认为图中有一只电表示数在M移动时不会变化，于是他将其去掉，则去掉的电表所在处应该 （填“让其断路”或“用一根导线替代”）
（2）小军希望该装置能尽量大地反映M移动的距离范围，同时还希望电表上的每根刻度线都能够表示出移动方向和距离。要达到此目的，电表和定值电阻选择的最佳组合为 。
A.V1、R3 B.V1、R2 C.V2、R2 D.A1、R1
（3）在他们改进并初步完善的设计方案，合理选择器材后，他们决定进行测量。当电压表示数为1V，
则M的移动情况是 （需说明移动方向及距离）。
（4）科技兴趣小组完成表盘刻度更改和测量后对该器材进行了评估，下列说法正确的是 。
A、移动滑片P时，电路的总电阻会发生变化
B、电压表的示数变化量跟移动距离不成正比
C、若Rab的总阻值不变，长度越长，该装置的精确程度越高
D、随着使用次数越来越多，电池电压会降低，可通过更换
阻值更小的定值电阻进行重新校正
24．小王同学在科技创新活动中设计了一个可以测量回形针A移动距离的电路。如图甲所示，灯泡在电路中作为指示灯使用，新蓄电池电源电压保持不变，电流表量程为0～0.6A，一根粗型均匀的铅笔芯，其阻值与长度成正比。回形针P固定在铅笔芯左端，回形针A可以在铅笔芯上自由滑动。
（1）闭合开关发现小灯泡不亮，电流表示数较小，接下来应进行的操作是 。
A．断开开关，拆掉连线，重新连接电路
B．检查电路有无短路，断路
C．移动回形针A，观察小灯泡发光情况
（2）小李同学认为灯丝电阻会随温度面变化，可能对测量回形针A移动的距离影响较大，于是小李用一个定值电阻R替换掉小灯泡，并且增加一个量程为0～15V的电压表组成如图乙所示电路。闭合开关后，在回形针A从最右端向左滑动过程中，小李绘制出滑动距离x从7cm到11cm，电压表该数U与滑动距离x、电流表读数I与滑动题离x的关系如图丙所示。
①根据图丙可知，小王同学所选的蓄电池电压为 V，铅笔芯1cm的电阻为 。
②为保证电路安全，回形针A离铅笔芯量右端的最大距离为 cm。
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