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6.（2025·连云港东海模拟）在探究“电流与电阻的关系”实验中，实验器材有输出电压为6 V的电源、电流表、电压表、“20 Ω1 A”的滑动变阻器甲、“40 Ω 0.5 A”的滑动变阻器乙和开关各一个，定值电阻4个（5 Ω、10 Ω、20 Ω、25 Ω）和导线若干。
（1）连接电路时，开关应处于
（2）排除故障后，小明做了三次实验，并根据数据描绘出了如图乙所示的图像，实验中移动滑动变阻器滑片的目的是使定值电阻两端电压
（3）小明用25 Ω的电阻继续实验，接入后发现无论怎样移动滑动变阻器滑片P，都无法使其两端的电压达到
（1）连接电路时，开关应处于
断开
状态，正确连接电路后，试触时发现电压表指针迅速偏向最右端，电流表示数为零，则电路中出现的故障可能是$R_{0}$断路
（填“断路”或“短路”）。（2）排除故障后，小明做了三次实验，并根据数据描绘出了如图乙所示的图像，实验中移动滑动变阻器滑片的目的是使定值电阻两端电压
不变
（填“不变”或“改变”），滑片P的位置最靠近B端的是第③
（填“①”“②”或“③”）次实验，这三次实验中所选用的滑动变阻器是乙
（填“甲”或“乙”）。（3）小明用25 Ω的电阻继续实验，接入后发现无论怎样移动滑动变阻器滑片P，都无法使其两端的电压达到
2
V。仔细分析后，小明发现可以采用降低
（填“提高”或“降低”）电源电压的方法来继续完成该实验。答案
6. (1) 断开 断路 (2) 不变 ③ 乙 (3) 2 降低 提示:(1) 闭合开关后,电流表无示数,电路可能断路,电压表指针迅速偏向最右端,则电压表与电源连通,与电压表并联的R₀断路。(2) 移动滑动变阻器滑片的目的是使电压表示数保持U=IR=0.4 A×5 Ω=2 V不变。滑片位置最靠近B端时,滑动变阻器接入的电阻较大,为保持定值电阻和滑动变阻器两端的电压不变,定值电阻也应较大,故是图中的③。U变=U-U定=6 V-2 V=4 V,即U变是U定的2倍,R变是R定的2倍,这三次实验中,R定最大是20 Ω,滑动变阻器的最大阻值至少是2×20 Ω=40 Ω。(3) R定=25 Ω时,滑动变阻器的最大阻值较小,无法使电压表示数达到原来的2 V,要使滑动变阻器需要连入电路的阻值减小,因而要减小滑动变阻器两端的电压,即减小电源电压。
解析
【分析】
我们可以按照题目设问顺序逐步梳理思路：
1. 第一小问：连接电路的基础安全操作要求开关必须断开；电流表无示数说明电路大概率断路，电压表偏到最右端接近电源电压，说明电压表两端直接连通电源，由此可判断和电压表并联的R₀发生断路。
2. 第二小问：探究电流与电阻的关系要使用控制变量法，必须保持定值电阻两端电压不变。先根据图乙的①点数据算出定值电阻控制的电压为2V，结合电源总电压6V，可知滑动变阻器分压是4V，串联分压规律下滑动变阻器接入阻值是定值电阻的2倍，定值电阻越大，需要滑动变阻器接入的阻值就越大，滑片就越靠近B端，对应定值电阻最大的第③次实验。第三次实验定值电阻为20Ω，对应需要滑动变阻器阻值为40Ω，因此要选最大阻值40Ω的乙滑动变阻器。
3. 第三小问：换25Ω电阻后，要保持定值电阻电压为2V，需要滑动变阻器接入50Ω，超过了乙的最大40Ω，因此无法让定值电阻两端电压降到之前控制的2V，此时降低电源电压，就可以减小滑动变阻器需要分担的电压，降低对滑动变阻器接入阻值的要求，就能完成实验。
【解析】
（1）连接电路时，为了保护电路元件，开关应处于断开状态。试触时电流表示数为零，说明电路存在断路故障；电压表指针迅速偏向最右端，说明电压表两端直接与电源正负极连通，因此与电压表并联的定值电阻R₀发生断路。
（2）探究电流与电阻的关系实验采用控制变量法，移动滑动变阻器滑片的目的是使定值电阻两端电压保持不变。由图乙数据可计算定值电阻两端控制的电压：$U=IR=0.4\mathrm{A} × 5\Omega=2\mathrm{V}$，电源总电压为6V，因此滑动变阻器两端分压为$U_{\mathrm{滑}}=6\mathrm{V}-2\mathrm{V}=4\mathrm{V}$，串联电路中电压之比等于电阻之比，因此滑动变阻器接入的阻值始终是对应定值电阻的2倍。三次实验中第③次的定值电阻阻值最大（20Ω），对应需要滑动变阻器接入的阻值最大，此时滑片位置最靠近B端。第三次实验定值电阻为20Ω，对应需要滑动变阻器接入的阻值为40Ω，因此所选滑动变阻器最大阻值至少为40Ω，即选用的是滑动变阻器乙。
（3）接入25Ω的定值电阻后，若要保持其两端电压为2V，需要滑动变阻器接入的阻值为$2×25\Omega=50\Omega$，超过了乙滑动变阻器的最大阻值40Ω，因此无论怎样移动滑片，都无法使其两端的电压达到2V。采用降低电源电压的方法，可以减小滑动变阻器需要分担的电压，降低对滑动变阻器接入阻值的要求，从而继续完成实验。
【答案】
(1) 断开 断路 (2) 不变 ③ 乙 (3) 2 降低
【知识点】
电路连接规范，串联分压规律，电流与电阻的探究实验
【点评】
本题是电学经典探究实验题，综合考察了实验操作规范、电路故障判断、控制变量法的应用、串联分压计算以及实验异常的优化方案，考点覆盖全面，需要学生理解滑动变阻器在本实验中的核心作用，熟练运用串联电路规律分析问题。
【难度系数】
0.6
我们可以按照题目设问顺序逐步梳理思路：
1. 第一小问：连接电路的基础安全操作要求开关必须断开；电流表无示数说明电路大概率断路，电压表偏到最右端接近电源电压，说明电压表两端直接连通电源，由此可判断和电压表并联的R₀发生断路。
2. 第二小问：探究电流与电阻的关系要使用控制变量法，必须保持定值电阻两端电压不变。先根据图乙的①点数据算出定值电阻控制的电压为2V，结合电源总电压6V，可知滑动变阻器分压是4V，串联分压规律下滑动变阻器接入阻值是定值电阻的2倍，定值电阻越大，需要滑动变阻器接入的阻值就越大，滑片就越靠近B端，对应定值电阻最大的第③次实验。第三次实验定值电阻为20Ω，对应需要滑动变阻器阻值为40Ω，因此要选最大阻值40Ω的乙滑动变阻器。
3. 第三小问：换25Ω电阻后，要保持定值电阻电压为2V，需要滑动变阻器接入50Ω，超过了乙的最大40Ω，因此无法让定值电阻两端电压降到之前控制的2V，此时降低电源电压，就可以减小滑动变阻器需要分担的电压，降低对滑动变阻器接入阻值的要求，就能完成实验。
【解析】
（1）连接电路时，为了保护电路元件，开关应处于断开状态。试触时电流表示数为零，说明电路存在断路故障；电压表指针迅速偏向最右端，说明电压表两端直接与电源正负极连通，因此与电压表并联的定值电阻R₀发生断路。
（2）探究电流与电阻的关系实验采用控制变量法，移动滑动变阻器滑片的目的是使定值电阻两端电压保持不变。由图乙数据可计算定值电阻两端控制的电压：$U=IR=0.4\mathrm{A} × 5\Omega=2\mathrm{V}$，电源总电压为6V，因此滑动变阻器两端分压为$U_{\mathrm{滑}}=6\mathrm{V}-2\mathrm{V}=4\mathrm{V}$，串联电路中电压之比等于电阻之比，因此滑动变阻器接入的阻值始终是对应定值电阻的2倍。三次实验中第③次的定值电阻阻值最大（20Ω），对应需要滑动变阻器接入的阻值最大，此时滑片位置最靠近B端。第三次实验定值电阻为20Ω，对应需要滑动变阻器接入的阻值为40Ω，因此所选滑动变阻器最大阻值至少为40Ω，即选用的是滑动变阻器乙。
（3）接入25Ω的定值电阻后，若要保持其两端电压为2V，需要滑动变阻器接入的阻值为$2×25\Omega=50\Omega$，超过了乙滑动变阻器的最大阻值40Ω，因此无论怎样移动滑片，都无法使其两端的电压达到2V。采用降低电源电压的方法，可以减小滑动变阻器需要分担的电压，降低对滑动变阻器接入阻值的要求，从而继续完成实验。
【答案】
(1) 断开 断路 (2) 不变 ③ 乙 (3) 2 降低
【知识点】
电路连接规范，串联分压规律，电流与电阻的探究实验
【点评】
本题是电学经典探究实验题，综合考察了实验操作规范、电路故障判断、控制变量法的应用、串联分压计算以及实验异常的优化方案，考点覆盖全面，需要学生理解滑动变阻器在本实验中的核心作用，熟练运用串联电路规律分析问题。
【难度系数】
0.6
7. 小明用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”，电源电压不变，滑动变阻器的铭牌标有“$20\ \Omega\ \ 2\ \mathrm{A}$”字样。下表是实验数据，若第3次实验时将定值电阻的阻值由$20\ \Omega$换为$30\ \Omega$后就直接读出电流表的示数，这个示数可能是（
A.0.3
B.0.24
C.0.17
D.0.2
B
）A.0.3
B.0.24
C.0.17
D.0.2
答案
7. B 提示:探究“导体的电流与电阻的关系”时,要保持U_R不变。U_R=I₁R₁=0.6 A×10 Ω=6 V,当R₃=30 Ω时,I₃=U_R/R₃=6 V/30 Ω=0.2 A。将R的阻值从20 Ω调为30 Ω后,要保持U_R不变,应向右移动滑动变阻器滑片,使其接入电路的阻值变大,滑动变阻器分压变大,从而保持U_R不变,故当未移动滑片时,电流应大于0.2 A而小于0.3 A。
解析
【分析】
首先明确本题的核心考点是探究电流与电阻关系的实验逻辑，解题思路分三步：第一，先回忆该实验的控制变量要求，即必须保持定值电阻两端的电压恒定，结合已知的实验数据先算出这个被控制的不变电压值；第二，计算出如果规范操作、移动滑片保持定值电阻电压不变时，接入30Ω电阻对应的理论电流值；第三，分析“更换30Ω电阻后不移动滑片”的特殊情况：此时滑动变阻器接入的阻值和之前接20Ω电阻时的接入阻值完全相同，对比规范操作的总电阻大小，就能推导出此时实际电流的取值范围，最后匹配选项得到答案。
【解析】
解：
1. 探究“电流与电阻的关系”实验中，需要控制定值电阻两端的电压$U_R$保持不变，由实验数据可知，当定值电阻$R_1=10\ \Omega$时，电流$I_1=0.6\ \mathrm{A}$，因此控制不变的定值电阻两端电压为：
$U_R = I_1 R_1 = 0.6\ \mathrm{A} × 10\ \Omega = 6\ \mathrm{V}$
2. 当接入定值电阻为$20\ \Omega$时，为保持$U_R=6\ \mathrm{V}$，电路中的电流为：
$I_2 = \frac{U_R}{R_2} = \frac{6\ \mathrm{V}}{20\ \Omega} = 0.3\ \mathrm{A}$，此时滑动变阻器接入电路的阻值记为$R_{\mathrm{滑}}$。
3. 将定值电阻从$20\ \Omega$更换为$30\ \Omega$后，不移动滑片直接读数，此时滑动变阻器接入的阻值仍为$R_{\mathrm{滑}}$：
若规范操作，要保持$30\ \Omega$定值电阻两端电压为$6\ \mathrm{V}$，需要将滑动变阻器阻值调大到$R'_{\mathrm{滑}}$，此时对应电流为$I_3=\frac{6\ \mathrm{V}}{30\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$。由于$R'_{\mathrm{滑}}＞R_{\mathrm{滑}}$，因此未调滑片时的总电阻$R_{\mathrm{总}}=30\ \Omega + R_{\mathrm{滑}} ＜ 30\ \Omega + R'_{\mathrm{滑}}$，可得实际电流$I ＞ 0.2\ \mathrm{A}$。
同时，未调滑片时的总电阻$R_{\mathrm{总}}=30\ \Omega + R_{\mathrm{滑}} ＞ 20\ \Omega + R_{\mathrm{滑}}$（即接入20Ω时的总电阻），因此实际电流$I ＜ I_2=0.3\ \mathrm{A}$。
4. 综上可得电流的取值范围为$0.2\ \mathrm{A} ＜ I ＜ 0.3\ \mathrm{A}$，选项中只有$0.24\ \mathrm{A}$符合该范围。
【答案】
B
【知识点】
欧姆定律应用；串联分压规律；电流与电阻实验
【点评】
本题的易错点是很多同学会直接套用控制电压下的欧姆定律算出0.2A就错选D，忽略了题干中“换电阻后直接读数、未移动滑片”的特殊条件，需要结合串联电路总电阻变化对电流的影响推导取值范围，重点考察对实验操作逻辑的深度理解，不能死套公式。
【难度系数】
0.4
首先明确本题的核心考点是探究电流与电阻关系的实验逻辑，解题思路分三步：第一，先回忆该实验的控制变量要求，即必须保持定值电阻两端的电压恒定，结合已知的实验数据先算出这个被控制的不变电压值；第二，计算出如果规范操作、移动滑片保持定值电阻电压不变时，接入30Ω电阻对应的理论电流值；第三，分析“更换30Ω电阻后不移动滑片”的特殊情况：此时滑动变阻器接入的阻值和之前接20Ω电阻时的接入阻值完全相同，对比规范操作的总电阻大小，就能推导出此时实际电流的取值范围，最后匹配选项得到答案。
【解析】
解：
1. 探究“电流与电阻的关系”实验中，需要控制定值电阻两端的电压$U_R$保持不变，由实验数据可知，当定值电阻$R_1=10\ \Omega$时，电流$I_1=0.6\ \mathrm{A}$，因此控制不变的定值电阻两端电压为：
$U_R = I_1 R_1 = 0.6\ \mathrm{A} × 10\ \Omega = 6\ \mathrm{V}$
2. 当接入定值电阻为$20\ \Omega$时，为保持$U_R=6\ \mathrm{V}$，电路中的电流为：
$I_2 = \frac{U_R}{R_2} = \frac{6\ \mathrm{V}}{20\ \Omega} = 0.3\ \mathrm{A}$，此时滑动变阻器接入电路的阻值记为$R_{\mathrm{滑}}$。
3. 将定值电阻从$20\ \Omega$更换为$30\ \Omega$后，不移动滑片直接读数，此时滑动变阻器接入的阻值仍为$R_{\mathrm{滑}}$：
若规范操作，要保持$30\ \Omega$定值电阻两端电压为$6\ \mathrm{V}$，需要将滑动变阻器阻值调大到$R'_{\mathrm{滑}}$，此时对应电流为$I_3=\frac{6\ \mathrm{V}}{30\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$。由于$R'_{\mathrm{滑}}＞R_{\mathrm{滑}}$，因此未调滑片时的总电阻$R_{\mathrm{总}}=30\ \Omega + R_{\mathrm{滑}} ＜ 30\ \Omega + R'_{\mathrm{滑}}$，可得实际电流$I ＞ 0.2\ \mathrm{A}$。
同时，未调滑片时的总电阻$R_{\mathrm{总}}=30\ \Omega + R_{\mathrm{滑}} ＞ 20\ \Omega + R_{\mathrm{滑}}$（即接入20Ω时的总电阻），因此实际电流$I ＜ I_2=0.3\ \mathrm{A}$。
4. 综上可得电流的取值范围为$0.2\ \mathrm{A} ＜ I ＜ 0.3\ \mathrm{A}$，选项中只有$0.24\ \mathrm{A}$符合该范围。
【答案】
B
【知识点】
欧姆定律应用；串联分压规律；电流与电阻实验
【点评】
本题的易错点是很多同学会直接套用控制电压下的欧姆定律算出0.2A就错选D，忽略了题干中“换电阻后直接读数、未移动滑片”的特殊条件，需要结合串联电路总电阻变化对电流的影响推导取值范围，重点考察对实验操作逻辑的深度理解，不能死套公式。
【难度系数】
0.4
8. 用如图所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”。器材:干电池2节(每节1.5 V,串联使用),开关、滑动变阻器(20 Ω2 A)、电压表、电流表各一个,阻值为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω的定值电阻各一个,导线若干。连接好电路,设定加在电阻两端的电压为1.2 V进行探究,发现在获得两组数据后无法再进行实验,为了继续使用前面两组数据,利用现有器材完成探究,下列方案中可行的是（
①用1节干电池作为电源
②将设定加在电阻两端的电压调整为2 V
③将5 Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间
④将10 Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间
A.只有①②
B.只有①④
C.只有③④
D.只有①③④
B
）①用1节干电池作为电源
②将设定加在电阻两端的电压调整为2 V
③将5 Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间
④将10 Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间
A.只有①②
B.只有①④
C.只有③④
D.只有①③④
答案
8. B 提示:用1节干电池时,U变=U'-U_V=1.5 V-1.2 V=0.3 V,R=20 Ω时,I=U_V/R=U变/R变,1.2 V/20 Ω=0.3 V/R变,解得R变=5 Ω,故可行。U'_V=2 V时,前面的数据不可用,故不可行。保持U_V=1.2 V不变,U变=U-U_V=3 V-1.2 V=1.8 V,R=20 Ω时,1.2 V/20 Ω=1.8 V/R'变,解得R'变=30 Ω,只有将10 Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间才可行。
解析
【分析】
首先明确本题核心要求：探究电流与电阻的关系需要控制定值电阻两端电压不变，且要保留前两组实验数据，因此定值电阻两端的控制电压必须保持为1.2V不能改变。首先分析原电路无法完成全部实验的原因：2节干电池总电压为3V，设定定值电阻两端电压U_R=1.2V时，滑动变阻器需要分担的电压为U滑=3V-1.2V=1.8V。根据串联分压规律，电压之比等于电阻之比，即U_R/U滑 = R/R滑，当接入最大阻值20Ω的定值电阻时，所需滑动变阻器的阻值R滑=(U滑/U_R)·R=(1.8V/1.2V)×20Ω=30Ω，但现有滑动变阻器最大阻值仅为20Ω，无法满足要求，因此后续实验无法进行。接下来逐个验证四个方案是否符合要求，判断出可行的方案即可。
【解析】
解：原电源总电压$U_总=2×1.5V=3V$，实验要求控制定值电阻两端电压$U_R=1.2V$不变，因此滑动变阻器需要分担的电压$U_滑=U_总-U_R=3V-1.2V=1.8V$。
根据串联分压规律：$\frac{U_R}{U_滑}=\frac{R}{R_滑}$，当接入最大定值电阻$R=20Ω$时，所需滑动变阻器的阻值：
$R_滑=\frac{U_滑}{U_R}· R=\frac{1.8V}{1.2V}×20Ω=30Ω$，现有滑动变阻器最大阻值仅20Ω，无法满足该分压要求，因此后续实验无法进行。
逐个分析方案：
① 换用1节干电池作为电源，总电压变为1.5V，此时滑动变阻器分压$U_{滑1}=1.5V-1.2V=0.3V$，接入20Ω定值电阻时，所需滑动变阻器阻值$R_{滑1}=\frac{0.3V}{1.2V}×20Ω=5Ω＜20Ω$，可实现，且$U_R$仍为1.2V，前两组数据有效，可行；
② 将定值电阻两端电压调整为2V，前两组实验的控制电压不再统一，之前的两组数据无法使用，不符合题意，不可行；
③ 串联5Ω的定值电阻，等效最大可变总阻值为$20Ω+5Ω=25Ω＜30Ω$，无法满足接入20Ω定值电阻的分压要求，不可行；
④ 串联10Ω的定值电阻，等效最大可变总阻值为$20Ω+10Ω=30Ω$，刚好满足分压要求，且$U_R$仍为1.2V，前两组数据有效，可行。
因此可行的方案是①④，答案选B。
【答案】
B
【知识点】
串联分压规律；欧姆定律；探究电流与电阻的关系
【点评】
本题结合探究电流与电阻关系的实验场景，重点考察串联分压规律的实际应用，易错点是忽略题干“继续使用前面两组数据”的隐含要求，误判调整控制电压的方案可行，同时需要准确计算接入最大定值电阻时所需的滑动变阻器总阻值，判断串联额外电阻的可行性，对学生的综合应用能力有一定要求。
【难度系数】
0.3
首先明确本题核心要求：探究电流与电阻的关系需要控制定值电阻两端电压不变，且要保留前两组实验数据，因此定值电阻两端的控制电压必须保持为1.2V不能改变。首先分析原电路无法完成全部实验的原因：2节干电池总电压为3V，设定定值电阻两端电压U_R=1.2V时，滑动变阻器需要分担的电压为U滑=3V-1.2V=1.8V。根据串联分压规律，电压之比等于电阻之比，即U_R/U滑 = R/R滑，当接入最大阻值20Ω的定值电阻时，所需滑动变阻器的阻值R滑=(U滑/U_R)·R=(1.8V/1.2V)×20Ω=30Ω，但现有滑动变阻器最大阻值仅为20Ω，无法满足要求，因此后续实验无法进行。接下来逐个验证四个方案是否符合要求，判断出可行的方案即可。
【解析】
解：原电源总电压$U_总=2×1.5V=3V$，实验要求控制定值电阻两端电压$U_R=1.2V$不变，因此滑动变阻器需要分担的电压$U_滑=U_总-U_R=3V-1.2V=1.8V$。
根据串联分压规律：$\frac{U_R}{U_滑}=\frac{R}{R_滑}$，当接入最大定值电阻$R=20Ω$时，所需滑动变阻器的阻值：
$R_滑=\frac{U_滑}{U_R}· R=\frac{1.8V}{1.2V}×20Ω=30Ω$，现有滑动变阻器最大阻值仅20Ω，无法满足该分压要求，因此后续实验无法进行。
逐个分析方案：
① 换用1节干电池作为电源，总电压变为1.5V，此时滑动变阻器分压$U_{滑1}=1.5V-1.2V=0.3V$，接入20Ω定值电阻时，所需滑动变阻器阻值$R_{滑1}=\frac{0.3V}{1.2V}×20Ω=5Ω＜20Ω$，可实现，且$U_R$仍为1.2V，前两组数据有效，可行；
② 将定值电阻两端电压调整为2V，前两组实验的控制电压不再统一，之前的两组数据无法使用，不符合题意，不可行；
③ 串联5Ω的定值电阻，等效最大可变总阻值为$20Ω+5Ω=25Ω＜30Ω$，无法满足接入20Ω定值电阻的分压要求，不可行；
④ 串联10Ω的定值电阻，等效最大可变总阻值为$20Ω+10Ω=30Ω$，刚好满足分压要求，且$U_R$仍为1.2V，前两组数据有效，可行。
因此可行的方案是①④，答案选B。
【答案】
B
【知识点】
串联分压规律；欧姆定律；探究电流与电阻的关系
【点评】
本题结合探究电流与电阻关系的实验场景，重点考察串联分压规律的实际应用，易错点是忽略题干“继续使用前面两组数据”的隐含要求，误判调整控制电压的方案可行，同时需要准确计算接入最大定值电阻时所需的滑动变阻器总阻值，判断串联额外电阻的可行性，对学生的综合应用能力有一定要求。
【难度系数】
0.3
