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6. (2025·无锡宜兴市期末)小明利用如图甲所示电路进行“探究电流与电阻关系”的实验，已知电源电压为6 V，实验用到的电阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω，实验中所得数据画出如图乙所示的图像.
(1)根据图像，实验中应保持电阻R两端的电压为
(2)为完成整个实验应选取最大阻值不小于
(3)若滑动变阻器的最大阻值为50 Ω，要完成上述实验，定值电阻两端电压的最小预设值是
(1)根据图像，实验中应保持电阻R两端的电压为
2.5
V不变.(2)为完成整个实验应选取最大阻值不小于
35
Ω的滑动变阻器.(3)若滑动变阻器的最大阻值为50 Ω，要完成上述实验，定值电阻两端电压的最小预设值是
2
V.答案
6. (1)2.5 (2)35 (3)2
解析:(1)由图乙可知,电阻$R$两端的电压为$U_{\mathrm{V}}=I_{1}R_{1}=0.5\ \mathrm{A} × 5\ \Omega=2.5\ \mathrm{V}$;
(2)实验中使用的定值电阻阻值最大为25 Ω,定值电阻两端的电压始终保持$U_{\mathrm{V}}=2.5\ \mathrm{V}$,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为$U_{\mathrm{滑}}=U-U_{\mathrm{V}}=6\ \mathrm{V}-2.5\ \mathrm{V}=3.5\ \mathrm{V}$,当接入25 Ω电阻时,根据分压原理得到$\frac{25\ \Omega}{R_{\mathrm{滑}}}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{3.5\ \mathrm{V}}$,$R_{\mathrm{滑}}=35\ \Omega$,所选择的变阻器的最大阻值不能小于35 Ω.
(3)探究电流与电阻关系时,滑动变阻器和定值电阻串联接入电路,串联电路总电压等于各分电压之和,当变阻器连入的电阻最大时对应的定值电阻也最大,此时电压表的示数最小,有$\frac{6\ \mathrm{V}-U'_{\mathrm{V}}}{U'_{\mathrm{V}}}=\frac{50\ \Omega}{25\ \Omega}$,解得$U'_{\mathrm{V}}=2\ \mathrm{V}$,即定值电阻两端电压的最小预设值是2 V.
解析:(1)由图乙可知,电阻$R$两端的电压为$U_{\mathrm{V}}=I_{1}R_{1}=0.5\ \mathrm{A} × 5\ \Omega=2.5\ \mathrm{V}$;
(2)实验中使用的定值电阻阻值最大为25 Ω,定值电阻两端的电压始终保持$U_{\mathrm{V}}=2.5\ \mathrm{V}$,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为$U_{\mathrm{滑}}=U-U_{\mathrm{V}}=6\ \mathrm{V}-2.5\ \mathrm{V}=3.5\ \mathrm{V}$,当接入25 Ω电阻时,根据分压原理得到$\frac{25\ \Omega}{R_{\mathrm{滑}}}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{3.5\ \mathrm{V}}$,$R_{\mathrm{滑}}=35\ \Omega$,所选择的变阻器的最大阻值不能小于35 Ω.
(3)探究电流与电阻关系时,滑动变阻器和定值电阻串联接入电路,串联电路总电压等于各分电压之和,当变阻器连入的电阻最大时对应的定值电阻也最大,此时电压表的示数最小,有$\frac{6\ \mathrm{V}-U'_{\mathrm{V}}}{U'_{\mathrm{V}}}=\frac{50\ \Omega}{25\ \Omega}$,解得$U'_{\mathrm{V}}=2\ \mathrm{V}$,即定值电阻两端电压的最小预设值是2 V.
解析
【分析】
这是一道探究电流与电阻关系的实验题，解题核心围绕控制变量法和串联电路的规律展开：
1. 第一问：该实验要求控制定值电阻两端电压不变，我们可以从I-R图像中任取一组对应的电流、电阻值，利用欧姆定律U=IR直接计算出需要保持不变的定值电阻两端电压。
2. 第二问：根据串联电路电压规律，电源电压减去定值电阻的控制电压，就是滑动变阻器需要分担的电压。由串联分压原理可知，定值电阻阻值越大，需要接入的滑动变阻器阻值也越大，因此取最大的定值电阻25Ω，结合分压比就能算出滑动变阻器需要满足的最小最大阻值。
3. 第三问：要得到定值电阻两端电压的最小预设值，需要让滑动变阻器调到自身最大阻值，同时接入最大的定值电阻，该状态下滑动变阻器能分担的电压最多，此时定值电阻两端的电压就是可实现的最小控制电压，代入串联分压公式即可求解。
【解析】
(1) 从图乙的I-R图像中选取R=5Ω、对应电流I=0.5A的一组数据，根据欧姆定律计算定值电阻两端保持不变的电压：
$U_{\mathrm{V}}=IR=0.5\ \mathrm{A} × 5\ \Omega=2.5\ \mathrm{V}$，其余组数据代入验证也满足电压为2.5V，符合控制变量要求。
(2) 已知电源电压U=6V，根据串联电路电压规律，滑动变阻器需要分担的电压：
$U_{\mathrm{滑}}=U-U_{\mathrm{V}}=6\ \mathrm{V}-2.5\ \mathrm{V}=3.5\ \mathrm{V}$
根据串联分压规律，串联电路中电压之比等于电阻之比：$\frac{U_{\mathrm{V}}}{U_{\mathrm{滑}}}=\frac{R}{R_{\mathrm{滑}}}$
当接入最大的定值电阻R=25Ω时，所需滑动变阻器的阻值最大，代入数据得：
$\frac{2.5\ \mathrm{V}}{3.5\ \mathrm{V}}=\frac{25\ \Omega}{R_{\mathrm{滑}}}$，解得$R_{\mathrm{滑}}=35\ \Omega$，因此滑动变阻器的最大阻值不能小于35Ω。
(3) 当滑动变阻器接入最大阻值$R_{\mathrm{滑}}'=50\ \Omega$，同时接入最大的定值电阻$R_{\mathrm{大}}=25\ \Omega$时，定值电阻两端可实现的预设电压最小，设该最小电压为$U_{\mathrm{V}}'$，此时滑动变阻器分担的电压为$6\ \mathrm{V}-U_{\mathrm{V}}'$，代入串联分压规律：
$\frac{6\ \mathrm{V}-U_{\mathrm{V}}'}{U_{\mathrm{V}}'}=\frac{50\ \Omega}{25\ \Omega}$，解得$U_{\mathrm{V}}'=2\ \mathrm{V}$。
【答案】
(1) 2.5 (2) 35 (3) 2
【知识点】
欧姆定律，串联分压规律，电流与电阻的关系
【点评】
本题是探究电流与电阻关系的经典考题，前两问属于常规基础考点，第三问的最小预设电压是易错点，需要学生理解：若预设电压比计算得到的最小值更小，滑动变阻器即使全部接入电路也无法分担足够的电压，无法完成控制定值电阻两端电压不变的实验要求，整体综合考察了学生对串联电路规律和控制变量实验逻辑的理解能力。
【难度系数】
0.4
这是一道探究电流与电阻关系的实验题，解题核心围绕控制变量法和串联电路的规律展开：
1. 第一问：该实验要求控制定值电阻两端电压不变，我们可以从I-R图像中任取一组对应的电流、电阻值，利用欧姆定律U=IR直接计算出需要保持不变的定值电阻两端电压。
2. 第二问：根据串联电路电压规律，电源电压减去定值电阻的控制电压，就是滑动变阻器需要分担的电压。由串联分压原理可知，定值电阻阻值越大，需要接入的滑动变阻器阻值也越大，因此取最大的定值电阻25Ω，结合分压比就能算出滑动变阻器需要满足的最小最大阻值。
3. 第三问：要得到定值电阻两端电压的最小预设值，需要让滑动变阻器调到自身最大阻值，同时接入最大的定值电阻，该状态下滑动变阻器能分担的电压最多，此时定值电阻两端的电压就是可实现的最小控制电压，代入串联分压公式即可求解。
【解析】
(1) 从图乙的I-R图像中选取R=5Ω、对应电流I=0.5A的一组数据，根据欧姆定律计算定值电阻两端保持不变的电压：
$U_{\mathrm{V}}=IR=0.5\ \mathrm{A} × 5\ \Omega=2.5\ \mathrm{V}$，其余组数据代入验证也满足电压为2.5V，符合控制变量要求。
(2) 已知电源电压U=6V，根据串联电路电压规律，滑动变阻器需要分担的电压：
$U_{\mathrm{滑}}=U-U_{\mathrm{V}}=6\ \mathrm{V}-2.5\ \mathrm{V}=3.5\ \mathrm{V}$
根据串联分压规律，串联电路中电压之比等于电阻之比：$\frac{U_{\mathrm{V}}}{U_{\mathrm{滑}}}=\frac{R}{R_{\mathrm{滑}}}$
当接入最大的定值电阻R=25Ω时，所需滑动变阻器的阻值最大，代入数据得：
$\frac{2.5\ \mathrm{V}}{3.5\ \mathrm{V}}=\frac{25\ \Omega}{R_{\mathrm{滑}}}$，解得$R_{\mathrm{滑}}=35\ \Omega$，因此滑动变阻器的最大阻值不能小于35Ω。
(3) 当滑动变阻器接入最大阻值$R_{\mathrm{滑}}'=50\ \Omega$，同时接入最大的定值电阻$R_{\mathrm{大}}=25\ \Omega$时，定值电阻两端可实现的预设电压最小，设该最小电压为$U_{\mathrm{V}}'$，此时滑动变阻器分担的电压为$6\ \mathrm{V}-U_{\mathrm{V}}'$，代入串联分压规律：
$\frac{6\ \mathrm{V}-U_{\mathrm{V}}'}{U_{\mathrm{V}}'}=\frac{50\ \Omega}{25\ \Omega}$，解得$U_{\mathrm{V}}'=2\ \mathrm{V}$。
【答案】
(1) 2.5 (2) 35 (3) 2
【知识点】
欧姆定律，串联分压规律，电流与电阻的关系
【点评】
本题是探究电流与电阻关系的经典考题，前两问属于常规基础考点，第三问的最小预设电压是易错点，需要学生理解：若预设电压比计算得到的最小值更小，滑动变阻器即使全部接入电路也无法分担足够的电压，无法完成控制定值电阻两端电压不变的实验要求，整体综合考察了学生对串联电路规律和控制变量实验逻辑的理解能力。
【难度系数】
0.4
7. 如图甲为小俊和小红在“探究电阻一定时,电流与电压的关系”的实验中连接的部分实物图.
(1)用笔画线代替导线将实物图连接完整,使滑片向右滑动时电流表的示数变大.
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数,则电路可能出现的故障是
(3)排除故障后,测量出的数据如表所示,请在图乙的坐标纸中描点画出$I-U$图像.
(4)小俊和小红分析图像后得出了结论,为了使结论具有普遍性,小俊提出用刚才的实验器材增加实验次数,小红提出换用不同的定值电阻重复前面的实验.你觉得科学合理的是
(5)他们发现另外一组的同学画出的图像(如图丙)所反映出的规律与自己的不同,请你分析该小组实验中可能存在的问题是
(1)用笔画线代替导线将实物图连接完整,使滑片向右滑动时电流表的示数变大.
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数,则电路可能出现的故障是
定值电阻$R$断路
.(3)排除故障后,测量出的数据如表所示,请在图乙的坐标纸中描点画出$I-U$图像.
(4)小俊和小红分析图像后得出了结论,为了使结论具有普遍性,小俊提出用刚才的实验器材增加实验次数,小红提出换用不同的定值电阻重复前面的实验.你觉得科学合理的是
小红
(填“小俊”或“小红”)的方案.(5)他们发现另外一组的同学画出的图像(如图丙)所反映出的规律与自己的不同,请你分析该小组实验中可能存在的问题是
电压表与滑动变阻器$R'$并联
.答案
7. (1)如图1所示 (2)定值电阻$R$断路 (3)如图2所示
(4)小红 (5)电压表与滑动变阻器$R'$并联
解析:(1)滑动变阻器和定值电阻串联,电压表并联在定值电阻两端,滑片向右滑动时电流表的示数变大,即滑片向右滑动时,变阻器接入电路的电阻丝变短,所以要把开关右接线柱和变阻器右下接线柱相连.
(2)闭合开关后,发现电流表没有示数,说明电路中可能某处断路,没有形成通路;电压表有示数,说明电压表和电源之间保持通路,则电路可能出现的故障是与电压表并联的定值电阻$R$断路.
(3)根据表中的测量数据,在图乙的坐标纸中描点画出$I-U$图像,注意第3组数据误差较大,可能是读数错误,不将该点连入图线.
(4)本实验是探究电阻一定时电流与电压的关系,为了使结论具有普遍性,需要多次换用不同的定值电阻重复前面的实验,以验证结论的普遍性.所以题中小红提出的方案科学合理.
(5)如题图丙所示,随着电压的增大,电流线性减小.出现这种情况可能是电压表和滑动变阻器并联了,电压表的示数反映的是变阻器两端的电压值.根据串联电路中电压规律可知,电源电压恒定,定值电阻两端电压与电流成正比,变阻器两端电压即为电源电压减去定值电阻两端电压,故图像如题图丙所示.
解析
【分析】
我们可以逐问梳理清晰的解题思路：
1. 第一问连接实物：首先明确要求滑片右滑时电流表示数变大，说明此时滑动变阻器接入电路的电阻要变小，因此滑动变阻器需要选择右下接线柱接入电路，同时要保证电压表并联在定值电阻两端，完成电路连接。
2. 第二问故障判断：电流表无示数首先指向电路断路，电压表有示数说明电压表两端到电源两极是通路，由此可以定位故障出在和电压表并联的定值电阻处。
3. 第三问画I-U图像：先根据表格数据逐一描点，注意偏离正比趋势的异常误差点不要连入图线，最终画出过原点的倾斜直线即可。
4. 第四问实验方案评估：本实验要得到普遍规律，不能仅用同一个定值电阻重复实验，必须换用不同的定值电阻多次实验，避免结论的偶然性，因此小红的方案更合理。
5. 第五问异常图像分析：正常定值电阻的I-U图像是电流随电压增大而增大，图丙是电流随电压增大而减小，结合串联电路电压规律反向推导，说明电压表测量的不是定值电阻的电压，而是滑动变阻器的电压，就会出现该反向变化的规律。
【解析】
(1) 滑动变阻器与定值电阻串联，滑片向右滑动电流变大，说明接入电路的电阻丝长度变短，因此将开关右接线柱与滑动变阻器的右下接线柱相连，同时电压表并联在定值电阻两端，保证正负接线柱连接正确，完成电路连接。
(2) 闭合开关后电流表无示数，说明电路存在断路故障；电压表有示数，说明电压表的两个接线柱可以正常连通到电源正负极，因此故障为与电压表并联的定值电阻R断路。
(3) 对照表格中的每组电压、电流数据，在坐标纸中对应位置描点，剔除明显偏离正比规律的异常数据点，将其余点拟合为过原点的倾斜直线，得到I-U图像。
(4) 探究电阻一定时电流与电压的关系，若仅用同一根定值电阻增加实验次数，得到的结论存在偶然性，换用不同的定值电阻重复实验，才能验证结论的普适性，因此小红的方案科学合理。
(5) 图丙中电流随电压的增大而线性减小，不符合定值电阻的I-U正比特性，结合串联电路电压规律：电源电压恒定，若电压表并联在滑动变阻器两端，滑动变阻器两端电压越大，定值电阻两端的电压就越小，电路中的电流也就越小，完全符合图丙的变化规律，因此该小组的问题是电压表与滑动变阻器R'并联。
【答案】
(1)
(2) 定值电阻$R$断路
(3)
(4) 小红
(5) 电压表与滑动变阻器$R'$并联
【知识点】
滑动变阻器使用；电路故障分析；电流与电压的关系
【点评】
本题是探究电流与电压关系的经典实验题，全面覆盖了实物连线、故障排查、图像绘制、实验方案评估、异常图像溯源多个核心考点，既考察基础实验操作细节，也对串联电路规律的灵活应用提出了要求，其中第五问的反向异常图像分析是易错点，需要学生跳出常规思维，结合串联分压规律反向推导电压表的测量对象。
【难度系数】
0.6
我们可以逐问梳理清晰的解题思路：
1. 第一问连接实物：首先明确要求滑片右滑时电流表示数变大，说明此时滑动变阻器接入电路的电阻要变小，因此滑动变阻器需要选择右下接线柱接入电路，同时要保证电压表并联在定值电阻两端，完成电路连接。
2. 第二问故障判断：电流表无示数首先指向电路断路，电压表有示数说明电压表两端到电源两极是通路，由此可以定位故障出在和电压表并联的定值电阻处。
3. 第三问画I-U图像：先根据表格数据逐一描点，注意偏离正比趋势的异常误差点不要连入图线，最终画出过原点的倾斜直线即可。
4. 第四问实验方案评估：本实验要得到普遍规律，不能仅用同一个定值电阻重复实验，必须换用不同的定值电阻多次实验，避免结论的偶然性，因此小红的方案更合理。
5. 第五问异常图像分析：正常定值电阻的I-U图像是电流随电压增大而增大，图丙是电流随电压增大而减小，结合串联电路电压规律反向推导，说明电压表测量的不是定值电阻的电压，而是滑动变阻器的电压，就会出现该反向变化的规律。
【解析】
(1) 滑动变阻器与定值电阻串联，滑片向右滑动电流变大，说明接入电路的电阻丝长度变短，因此将开关右接线柱与滑动变阻器的右下接线柱相连，同时电压表并联在定值电阻两端，保证正负接线柱连接正确，完成电路连接。
(2) 闭合开关后电流表无示数，说明电路存在断路故障；电压表有示数，说明电压表的两个接线柱可以正常连通到电源正负极，因此故障为与电压表并联的定值电阻R断路。
(3) 对照表格中的每组电压、电流数据，在坐标纸中对应位置描点，剔除明显偏离正比规律的异常数据点，将其余点拟合为过原点的倾斜直线，得到I-U图像。
(4) 探究电阻一定时电流与电压的关系，若仅用同一根定值电阻增加实验次数，得到的结论存在偶然性，换用不同的定值电阻重复实验，才能验证结论的普适性，因此小红的方案科学合理。
(5) 图丙中电流随电压的增大而线性减小，不符合定值电阻的I-U正比特性，结合串联电路电压规律：电源电压恒定，若电压表并联在滑动变阻器两端，滑动变阻器两端电压越大，定值电阻两端的电压就越小，电路中的电流也就越小，完全符合图丙的变化规律，因此该小组的问题是电压表与滑动变阻器R'并联。
【答案】
(1)
(2) 定值电阻$R$断路
(3)
(4) 小红
(5) 电压表与滑动变阻器$R'$并联
【知识点】
滑动变阻器使用；电路故障分析；电流与电压的关系
【点评】
本题是探究电流与电压关系的经典实验题，全面覆盖了实物连线、故障排查、图像绘制、实验方案评估、异常图像溯源多个核心考点，既考察基础实验操作细节，也对串联电路规律的灵活应用提出了要求，其中第五问的反向异常图像分析是易错点，需要学生跳出常规思维，结合串联分压规律反向推导电压表的测量对象。
【难度系数】
0.6
8. 在“探究电流与电阻的关系”实验中,提供的器材有:电源(电压6 V)、定值电阻(5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω)、滑动变阻器(0~20 Ω)、电流表、电压表、开关及导线若干.
(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接完整,要求:滑片 P 向右移动时,变阻器接入电路的阻值变大.
(2)闭合开关,移动滑片,发现电流表有示数,电压表无示数,故障可能是
(3)排除故障后,移动滑片 P 使电压表示数为4 V,请在图乙中标出指针的位置,记录数据;将5 Ω电阻换成10 Ω,按规范调整电路,继续操作,使电压表示数仍为4 V,此时滑动变阻器接入电路的阻值比上一次
(4)将测得的数据在图丙中描点连线,发现有一组数据错误,原因最可能是
(5)仅用电阻箱(最小倍率是×1)替换滑动变阻器,仍控制定值电阻两端电压为4 V,利用上述器材能否完成实验探究?
简述你的判断依据:
(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接完整,要求:滑片 P 向右移动时,变阻器接入电路的阻值变大.
(2)闭合开关,移动滑片,发现电流表有示数,电压表无示数,故障可能是
定值电阻$R$短路
.(3)排除故障后,移动滑片 P 使电压表示数为4 V,请在图乙中标出指针的位置,记录数据;将5 Ω电阻换成10 Ω,按规范调整电路,继续操作,使电压表示数仍为4 V,此时滑动变阻器接入电路的阻值比上一次
大
.(4)将测得的数据在图丙中描点连线,发现有一组数据错误,原因最可能是
实验过程中电流表接“0.6”接线柱时,读数时按照0~3 A的表盘读数,导致读数扩大5倍
;进一步分析数据得出结论.(5)仅用电阻箱(最小倍率是×1)替换滑动变阻器,仍控制定值电阻两端电压为4 V,利用上述器材能否完成实验探究?
不能
.简述你的判断依据:
要控制定值电阻的电压为4 V,根据串联电路电压特点可知,需控制电阻箱两端的电压为2 V;串联电路中电流相等,根据欧姆定律可得,$R_{\mathrm{电阻箱}}=\frac{U_{\mathrm{电阻箱}}}{I}=\frac{U_{\mathrm{电阻箱}}}{\frac{U_{\mathrm{定值}}}{R_{\mathrm{定值}}}}=\frac{U_{\mathrm{电阻箱}}R_{\mathrm{定值}}}{U_{\mathrm{定值}}}=\frac{2\ \mathrm{V} · R_{\mathrm{定值}}}{4\ \mathrm{V}}=\frac{R_{\mathrm{定值}}}{2}$,如果定值电阻选用5 Ω、15 Ω、25 Ω,电阻箱的阻值需为2.5 Ω、7.5 Ω、12.5 Ω,因为电阻箱的最小倍率为×1,无法调出0.5 Ω,所以无法完成实验探究
.答案
8. (1)如图所示
(2)定值电阻$R$短路
(3)如图所示 大
(4)实验过程中电流表接“0.6”接线柱时,读数时按照0~3 A的表盘读数,导致读数扩大5倍.
(5)不能 依据:要控制定值电阻的电压为4 V,根据串联电路电压特点可知,需控制电阻箱两端的电压为2 V;串联电路中电流相等,根据欧姆定律可得,$R_{\mathrm{电阻箱}}=\frac{U_{\mathrm{电阻箱}}}{I}=\frac{U_{\mathrm{电阻箱}}}{\frac{U_{\mathrm{定值}}}{R_{\mathrm{定值}}}}=\frac{U_{\mathrm{电阻箱}}R_{\mathrm{定值}}}{U_{\mathrm{定值}}}=\frac{2\ \mathrm{V} · R_{\mathrm{定值}}}{4\ \mathrm{V}}=\frac{R_{\mathrm{定值}}}{2}$,如果定值电阻选用5 Ω、15 Ω、25 Ω,电阻箱的阻值需为2.5 Ω、7.5 Ω、12.5 Ω,因为电阻箱的最小倍率为×1,无法调出0.5 Ω,所以无法完成实验探究.
解析:(1)连接电压表的“-”接线柱与电阻左侧接线柱,连接电压表的“15”接线柱(或电阻右侧接线柱)与滑动变阻器左下接线柱.
(2)闭合开关,移动滑片,发现电流表有示数,说明电路是通路;电压表无示数,说明故障可能是定值电阻$R$短路.
(3)电压表的测量范围是0~15 V,看上面表盘,每小格表示0.5 V,指针指向从左数第八个小格,如答图所示.因将5 Ω的电阻换成10 Ω,电路中总电阻变大,电流变小.要保证电压表示数仍为4 V,则滑动变阻器两端的电压也要保持不变,而通过变阻器的电流变小,则变阻器接入电路的阻值要变大.
(4)实验过程中电流表接“0.6”接线柱时,读数时按照0~3 A的表盘读数,导致读数扩大5倍.
(5)要控制定值电阻的电压为4 V,根据串联电路电压特点可知,需控制电阻箱两端的电压为2 V;串联电路中电流相等,根据欧姆定律可得,$R_{\mathrm{电阻箱}}=\frac{U_{\mathrm{电阻箱}}}{I}=\frac{U_{\mathrm{电阻箱}}}{\frac{U_{\mathrm{定值}}}{R_{\mathrm{定值}}}}=\frac{U_{\mathrm{电阻箱}}R_{\mathrm{定值}}}{U_{\mathrm{定值}}}=\frac{2\ \mathrm{V} · R_{\mathrm{定值}}}{4\ \mathrm{V}}=\frac{R_{\mathrm{定值}}}{2}$,如果定值电阻选用5 Ω、15 Ω、25 Ω,电阻箱的阻值需为2.5 Ω、7.5 Ω、12.5 Ω,因为电阻箱的最小倍率为×1,无法调出0.5 Ω,所以无法完成实验探究.
解析
【分析】
我们逐问梳理解题思路：
1. 第一问连接电路：首先明确滑动变阻器的接线要求，滑片P右移时接入阻值变大，说明接入电路的电阻丝长度随滑片右移变长，因此必须接滑动变阻器的左下接线柱；同时电压表要并联在定值电阻R两端，由于后续实验要控制R两端电压为4V，超过3V，所以电压表选择0~15V量程，完成剩余接线即可。
2. 第二问故障判断：电流表有示数说明整个电路是通路，不存在断路；电压表无示数，说明与电压表并联的部分出现短路，也就是定值电阻R短路，此时电压表相当于测导线电压，示数为0，完全符合现象。
3. 第三问：电压表选0~15V量程，分度值0.5V，4V对应指针位置在表盘4V刻度处；更换更大的定值电阻后，根据串联分压规律，定值电阻分得的电压会变大，为了让它的电压回到4V，需要增大滑动变阻器接入的阻值，来分走更多的电压，因此滑动变阻器阻值比上一次大。
4. 第四问：观察I-R图像，定值电阻两端控制电压为4V时，正常电流I=4V/R，计算得20Ω对应的电流应该是0.2A，但图中20Ω对应的电流是1A，恰好是0.2A的5倍，说明电流表接的是0~0.6A小量程，却误按0~3A大量程读数，导致读数扩大5倍，是错误数据的来源。
5. 第五问：根据串联分压，电源6V，定值电阻两端4V，那么电阻箱两端电压为2V，串联电路电流相等，因此电阻箱的阻值需要等于定值电阻阻值的1/2，部分定值电阻对应的电阻箱需要的阻值存在0.5Ω的小数，而电阻箱最小倍率是×1，无法调出小于1Ω的阻值，因此不能完成实验。
【解析】
(1) 滑动变阻器接左下接线柱，满足滑片右移接入电阻变大的要求；电压表选择0~15V量程，并联在定值电阻R两端，将电压表负接线柱接R左端，电压表15V接线柱接R右端，即可完成电路连接。
(2) 电流表有示数说明电路为通路，电压表无示数，故障为定值电阻R短路，此时电压表被短路无示数，电路仍导通，电流表有正常读数。
(3) 电压表0~15V量程分度值为0.5V，4V对应指针位置为从0刻度向右数第8个小格，按要求标注指针即可；将5Ω电阻换为10Ω后，定值电阻分压变大，为保持其两端电压为4V，需要增大滑动变阻器的分压，因此滑动变阻器接入阻值比上一次大。
(4) 控制定值电阻两端电压为4V时，由I=U/R计算得20Ω对应的理论电流为0.2A，图中该点电流为1A，是实际值的5倍，说明电流表使用0~0.6A量程时，误按0~3A量程读数，导致读数扩大5倍，得到错误数据。
(5) 不能完成实验；电源电压6V，控制定值电阻两端电压为4V，由串联分压可知电阻箱两端电压为2V，串联电路电流相等，由欧姆定律推导可得$R_{\mathrm{电阻箱}}=\frac{R_{\mathrm{定值}}}{2}$，当定值电阻为5Ω、15Ω、25Ω时，电阻箱需要的阻值分别为2.5Ω、7.5Ω、12.5Ω，由于电阻箱最小倍率为×1，无法调出0.5Ω的阻值，因此无法完成全部实验。
【答案】
(1)
(2) 定值电阻$R$短路
(3) 大
(4) 实验过程中电流表接“0.6”接线柱时，读数时按照0~3 A的表盘读数，导致读数扩大5倍
(5) 不能 依据：要控制定值电阻的电压为4 V，根据串联电路电压特点可知，需控制电阻箱两端的电压为2 V；串联电路中电流相等，根据欧姆定律可得，$R_{\mathrm{电阻箱}}=\frac{U_{\mathrm{电阻箱}}}{I}=\frac{U_{\mathrm{电阻箱}}}{\frac{U_{\mathrm{定值}}}{R_{\mathrm{定值}}}}=\frac{U_{\mathrm{电阻箱}}R_{\mathrm{定值}}}{U_{\mathrm{定值}}}=\frac{2\ \mathrm{V} · R_{\mathrm{定值}}}{4\ \mathrm{V}}=\frac{R_{\mathrm{定值}}}{2}$，如果定值电阻选用5 Ω、15 Ω、25 Ω，电阻箱的阻值需为2.5 Ω、7.5 Ω、12.5 Ω，因为电阻箱的最小倍率为×1，无法调出0.5 Ω，所以无法完成实验探究。
【知识点】
探究电流与电阻的关系；串联分压规律；欧姆定律应用
【点评】
本题是探究电流与电阻关系的综合实验题，覆盖了实物连线、故障排查、实验操作分析、错误数据识别、实验方案评估多个考点，既考察基础实验操作细节，也要求学生结合串联分压规律推导特殊器材的适配性，对实验综合能力有一定要求，其中最后一问的电阻箱替换评估是易错点。
【难度系数】
0.65
我们逐问梳理解题思路：
1. 第一问连接电路：首先明确滑动变阻器的接线要求，滑片P右移时接入阻值变大，说明接入电路的电阻丝长度随滑片右移变长，因此必须接滑动变阻器的左下接线柱；同时电压表要并联在定值电阻R两端，由于后续实验要控制R两端电压为4V，超过3V，所以电压表选择0~15V量程，完成剩余接线即可。
2. 第二问故障判断：电流表有示数说明整个电路是通路，不存在断路；电压表无示数，说明与电压表并联的部分出现短路，也就是定值电阻R短路，此时电压表相当于测导线电压，示数为0，完全符合现象。
3. 第三问：电压表选0~15V量程，分度值0.5V，4V对应指针位置在表盘4V刻度处；更换更大的定值电阻后，根据串联分压规律，定值电阻分得的电压会变大，为了让它的电压回到4V，需要增大滑动变阻器接入的阻值，来分走更多的电压，因此滑动变阻器阻值比上一次大。
4. 第四问：观察I-R图像，定值电阻两端控制电压为4V时，正常电流I=4V/R，计算得20Ω对应的电流应该是0.2A，但图中20Ω对应的电流是1A，恰好是0.2A的5倍，说明电流表接的是0~0.6A小量程，却误按0~3A大量程读数，导致读数扩大5倍，是错误数据的来源。
5. 第五问：根据串联分压，电源6V，定值电阻两端4V，那么电阻箱两端电压为2V，串联电路电流相等，因此电阻箱的阻值需要等于定值电阻阻值的1/2，部分定值电阻对应的电阻箱需要的阻值存在0.5Ω的小数，而电阻箱最小倍率是×1，无法调出小于1Ω的阻值，因此不能完成实验。
【解析】
(1) 滑动变阻器接左下接线柱，满足滑片右移接入电阻变大的要求；电压表选择0~15V量程，并联在定值电阻R两端，将电压表负接线柱接R左端，电压表15V接线柱接R右端，即可完成电路连接。
(2) 电流表有示数说明电路为通路，电压表无示数，故障为定值电阻R短路，此时电压表被短路无示数，电路仍导通，电流表有正常读数。
(3) 电压表0~15V量程分度值为0.5V，4V对应指针位置为从0刻度向右数第8个小格，按要求标注指针即可；将5Ω电阻换为10Ω后，定值电阻分压变大，为保持其两端电压为4V，需要增大滑动变阻器的分压，因此滑动变阻器接入阻值比上一次大。
(4) 控制定值电阻两端电压为4V时，由I=U/R计算得20Ω对应的理论电流为0.2A，图中该点电流为1A，是实际值的5倍，说明电流表使用0~0.6A量程时，误按0~3A量程读数，导致读数扩大5倍，得到错误数据。
(5) 不能完成实验；电源电压6V，控制定值电阻两端电压为4V，由串联分压可知电阻箱两端电压为2V，串联电路电流相等，由欧姆定律推导可得$R_{\mathrm{电阻箱}}=\frac{R_{\mathrm{定值}}}{2}$，当定值电阻为5Ω、15Ω、25Ω时，电阻箱需要的阻值分别为2.5Ω、7.5Ω、12.5Ω，由于电阻箱最小倍率为×1，无法调出0.5Ω的阻值，因此无法完成全部实验。
【答案】
(1)
(2) 定值电阻$R$短路
(3)
大(4) 实验过程中电流表接“0.6”接线柱时，读数时按照0~3 A的表盘读数，导致读数扩大5倍
(5) 不能 依据：要控制定值电阻的电压为4 V，根据串联电路电压特点可知，需控制电阻箱两端的电压为2 V；串联电路中电流相等，根据欧姆定律可得，$R_{\mathrm{电阻箱}}=\frac{U_{\mathrm{电阻箱}}}{I}=\frac{U_{\mathrm{电阻箱}}}{\frac{U_{\mathrm{定值}}}{R_{\mathrm{定值}}}}=\frac{U_{\mathrm{电阻箱}}R_{\mathrm{定值}}}{U_{\mathrm{定值}}}=\frac{2\ \mathrm{V} · R_{\mathrm{定值}}}{4\ \mathrm{V}}=\frac{R_{\mathrm{定值}}}{2}$，如果定值电阻选用5 Ω、15 Ω、25 Ω，电阻箱的阻值需为2.5 Ω、7.5 Ω、12.5 Ω，因为电阻箱的最小倍率为×1，无法调出0.5 Ω，所以无法完成实验探究。
【知识点】
探究电流与电阻的关系；串联分压规律；欧姆定律应用
【点评】
本题是探究电流与电阻关系的综合实验题，覆盖了实物连线、故障排查、实验操作分析、错误数据识别、实验方案评估多个考点，既考察基础实验操作细节，也要求学生结合串联分压规律推导特殊器材的适配性，对实验综合能力有一定要求，其中最后一问的电阻箱替换评估是易错点。
【难度系数】
0.65
