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8 小明和小红在做“探究电流与电压关系”实验时，设计了如图所示的电路图，并选用阻值为$10\ \Omega$的定值电阻作为研究对象进行实验，将测得的电压、电流值记录在表中。
| 实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 电压$U/\mathrm{V}$ | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.4 | 1.6 |
| 电流$I/\mathrm{A}$ | 0.08 | 0.10 | 0.12 | 0.14 | 0.16 |
| $\dfrac{U}{I}/(\mathrm{V·A}^{-1})$ | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ |
(1) 实验过程中，两位同学通过
(2) 为找寻电流与电压的关系，他们还计算了“电压与电流的比值”，请完成表格最后一行的填写；根据表中数据及相关条件，可得出初步结论：
(3) 为使上述结论更具有普遍性，你认为他们还应进行的实验是
| 实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 电压$U/\mathrm{V}$ | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.4 | 1.6 |
| 电流$I/\mathrm{A}$ | 0.08 | 0.10 | 0.12 | 0.14 | 0.16 |
| $\dfrac{U}{I}/(\mathrm{V·A}^{-1})$ | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ |
(1) 实验过程中，两位同学通过
移动滑动变阻器的滑片，改变接入电路的电阻值
，从而改变导体两端的电压。(2) 为找寻电流与电压的关系，他们还计算了“电压与电流的比值”，请完成表格最后一行的填写；根据表中数据及相关条件，可得出初步结论：
同一电阻，通过它的电流与它两端的电压成正比
；(3) 为使上述结论更具有普遍性，你认为他们还应进行的实验是
更换阻值不同的定值电阻，并多次重复上述实验
。答案
(1) 移动滑动变阻器的滑片，改变接入电路的电阻值
(2) ①10 ②10 ③10 ④10 ⑤10 同一电阻，通过它的电流与它两端的电压成正比
(3) 更换阻值不同的定值电阻，并多次重复上述实验
(2) ①10 ②10 ③10 ④10 ⑤10 同一电阻，通过它的电流与它两端的电压成正比
(3) 更换阻值不同的定值电阻，并多次重复上述实验
解析
【分析】
要解决这道题，需结合“探究电流与电压关系”的实验原理和操作要点分析：
1. 实验中改变定值电阻两端电压的方法：利用滑动变阻器，移动滑片改变接入电阻，从而改变电路电流，进而改变定值电阻的电压；
2. 计算电压与电流的比值时，利用定值电阻阻值不变的特点，结合表格数据计算，再根据比值不变的规律推导电流与电压的关系；
3. 为使结论普遍，需更换不同电阻重复实验，避免偶然性。
【解析】
(1) 在探究电流与电压关系的实验中，滑动变阻器的作用是改变电路中的电流，从而改变定值电阻两端的电压，因此操作是移动滑动变阻器的滑片，改变接入电路的电阻值；
(2) 计算各次实验的$\frac{U}{I}$：
① $\frac{0.8\ \mathrm{V}}{0.08\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$，② $\frac{1.0\ \mathrm{V}}{0.10\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$，③ $\frac{1.2\ \mathrm{V}}{0.12\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$，④ $\frac{1.4\ \mathrm{V}}{0.14\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$，⑤ $\frac{1.6\ \mathrm{V}}{0.16\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$；
由数据可知，定值电阻阻值不变时，电压增大为原来的几倍，电流也增大为原来的几倍，因此结论为：同一电阻，通过它的电流与它两端的电压成正比；
(3) 为避免实验偶然性，使结论更具普遍性，需更换阻值不同的定值电阻，多次重复上述实验。
【答案】
(1) 移动滑动变阻器的滑片，改变接入电路的电阻值
(2) ①10；②10；③10；④10；⑤10；同一电阻，通过它的电流与它两端的电压成正比
(3) 更换阻值不同的定值电阻，并多次重复上述实验
【知识点】
探究电流与电压的关系、滑动变阻器的作用、实验结论的普遍性
【点评】
本题是电学基础实验题，考查探究电流与电压关系的核心知识点，涵盖实验操作、数据处理及实验设计的严谨性，属于学生需掌握的常规实验内容。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需结合“探究电流与电压关系”的实验原理和操作要点分析：
1. 实验中改变定值电阻两端电压的方法：利用滑动变阻器，移动滑片改变接入电阻，从而改变电路电流，进而改变定值电阻的电压；
2. 计算电压与电流的比值时，利用定值电阻阻值不变的特点，结合表格数据计算，再根据比值不变的规律推导电流与电压的关系；
3. 为使结论普遍，需更换不同电阻重复实验，避免偶然性。
【解析】
(1) 在探究电流与电压关系的实验中，滑动变阻器的作用是改变电路中的电流，从而改变定值电阻两端的电压，因此操作是移动滑动变阻器的滑片，改变接入电路的电阻值；
(2) 计算各次实验的$\frac{U}{I}$：
① $\frac{0.8\ \mathrm{V}}{0.08\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$，② $\frac{1.0\ \mathrm{V}}{0.10\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$，③ $\frac{1.2\ \mathrm{V}}{0.12\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$，④ $\frac{1.4\ \mathrm{V}}{0.14\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$，⑤ $\frac{1.6\ \mathrm{V}}{0.16\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$；
由数据可知，定值电阻阻值不变时，电压增大为原来的几倍，电流也增大为原来的几倍，因此结论为：同一电阻，通过它的电流与它两端的电压成正比；
(3) 为避免实验偶然性，使结论更具普遍性，需更换阻值不同的定值电阻，多次重复上述实验。
【答案】
(1) 移动滑动变阻器的滑片，改变接入电路的电阻值
(2) ①10；②10；③10；④10；⑤10；同一电阻，通过它的电流与它两端的电压成正比
(3) 更换阻值不同的定值电阻，并多次重复上述实验
【知识点】
探究电流与电压的关系、滑动变阻器的作用、实验结论的普遍性
【点评】
本题是电学基础实验题，考查探究电流与电压关系的核心知识点，涵盖实验操作、数据处理及实验设计的严谨性，属于学生需掌握的常规实验内容。
【难度系数】
0.6
9 小明在“探究电流与电压的关系”实验中，连接电路如图所示。由于元件出现故障，闭合开关后，移动滑动变阻器滑片P的过程中，电压表的示数始终不变且不为零。已知电路中仅有一处故障，且只发生在电阻$R_1$或滑动变阻器$R_2$上。请写出移动滑片P的过程中，电流表可能的示数及相应的故障：
若电流表的示数为0，则$R_1$开路；若电流表的示数大于0，则$R_2$短路
。答案
若电流表的示数为0，则$R_1$开路；若电流表的示数大于0，则$R_2$短路
解析
【分析】首先明确电路结构：R₁与滑动变阻器R₂串联，电流表测电路中的电流，电压表测R₁两端的电压。故障仅发生在R₁或R₂上，且只有一处故障，需结合电表示数变化分析：移动滑片时电压表示数始终不变且不为零，说明电压表始终能接到电源两端，据此判断故障类型。
【解析】
1. 若R₁开路：电路断开，电流表无示数（电流为0）；此时电压表的两端通过滑动变阻器、开关连接到电源的正负极，测电源电压，因此电压表示数始终等于电源电压，不为零且不变，符合题意。
2. 若R₂短路：滑动变阻器相当于导线，电路总电阻为R₁的阻值，移动滑片时电路总电阻不变，电源电压不变，根据欧姆定律I=U/R，电路电流不变，电流表有示数（大于0）；此时电压表测R₁两端电压，等于电源电压，示数始终不变且不为零，符合题意。
【答案】若电流表的示数为0，则R₁开路；若电流表的示数大于0，则R₂短路
【知识点】电路故障分析、欧姆定律、串联电路特点
【点评】本题考查串联电路的故障分析，需结合电流表、电压表的工作原理，分析开路和短路时的电表示数变化，是电学实验中的常见题型，要求学生掌握故障分析的基本方法。
【难度系数】0.5
【解析】
1. 若R₁开路：电路断开，电流表无示数（电流为0）；此时电压表的两端通过滑动变阻器、开关连接到电源的正负极，测电源电压，因此电压表示数始终等于电源电压，不为零且不变，符合题意。
2. 若R₂短路：滑动变阻器相当于导线，电路总电阻为R₁的阻值，移动滑片时电路总电阻不变，电源电压不变，根据欧姆定律I=U/R，电路电流不变，电流表有示数（大于0）；此时电压表测R₁两端电压，等于电源电压，示数始终不变且不为零，符合题意。
【答案】若电流表的示数为0，则R₁开路；若电流表的示数大于0，则R₂短路
【知识点】电路故障分析、欧姆定律、串联电路特点
【点评】本题考查串联电路的故障分析，需结合电流表、电压表的工作原理，分析开路和短路时的电表示数变化，是电学实验中的常见题型，要求学生掌握故障分析的基本方法。
【难度系数】0.5
10 在如图所示的电路中有两根导线尚未连接，请以笔画线代替导线补上。要求：该电路可以探究电流与电压的关系；闭合开关，向右移动滑片P时，电压表的示数变小。
答案
如答图所示。
解析
【分析】首先明确实验要求：探究电流与电压的关系，需将定值电阻R与滑动变阻器串联，电流表串联测电路电流，电压表并联在定值电阻R两端。其次，闭合开关后向右移动滑片P时电压表示数变小，根据串联分压规律，定值电阻电压变小意味着滑动变阻器接入电路的电阻需变大，因此滑动变阻器应接左下接线柱A（向右移滑片时，接入电阻丝变长，电阻变大）；同时电源为两节干电池，总电压3V，故电压表选用0~3V量程，并联在R两端。需要补充的两根导线分别连接滑动变阻器的A接线柱与定值电阻R的左端、电压表的“3”接线柱与定值电阻R的右端，使电路符合要求。
【解析】1. 电路结构：探究电流与电压的关系时，定值电阻R需与滑动变阻器串联，电流表串联在电路中，电压表并联在R两端，滑动变阻器采用“一上一下”接线。2. 滑动变阻器接线：向右移滑片P时电压表示数变小→R两端电压变小→滑动变阻器分压变大→接入电阻变大，因此滑动变阻器下接线柱选A（上接线柱已接C）。3. 电压表连接：电源电压为3V，电压表选0~3V量程，需将电压表“3”接线柱接R右端，负接线柱已接R左端。4. 补线操作：将滑动变阻器的A接线柱与R左端相连，电压表“3”接线柱与R右端相连，完成电路连接，如答图所示。
【答案】如答图所示。
【知识点】探究电流与电压的关系、滑动变阻器的使用、电压表的使用
【点评】本题考查探究电流与电压关系的电路连接，需结合滑动变阻器的变阻规律和电压表的使用要求分析，关键是根据电压表示数变化确定滑动变阻器的接线柱，属于中等难度的实验电路题。
【难度系数】0.5
【解析】1. 电路结构：探究电流与电压的关系时，定值电阻R需与滑动变阻器串联，电流表串联在电路中，电压表并联在R两端，滑动变阻器采用“一上一下”接线。2. 滑动变阻器接线：向右移滑片P时电压表示数变小→R两端电压变小→滑动变阻器分压变大→接入电阻变大，因此滑动变阻器下接线柱选A（上接线柱已接C）。3. 电压表连接：电源电压为3V，电压表选0~3V量程，需将电压表“3”接线柱接R右端，负接线柱已接R左端。4. 补线操作：将滑动变阻器的A接线柱与R左端相连，电压表“3”接线柱与R右端相连，完成电路连接，如答图所示。
【答案】如答图所示。
【知识点】探究电流与电压的关系、滑动变阻器的使用、电压表的使用
【点评】本题考查探究电流与电压关系的电路连接，需结合滑动变阻器的变阻规律和电压表的使用要求分析，关键是根据电压表示数变化确定滑动变阻器的接线柱，属于中等难度的实验电路题。
【难度系数】0.5
