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13.如图8所示，已知电源电压为12 V，闭合开关S，电压表V₂的示数为7.5 V，通过灯泡L₂的电流为0.5 A，不考虑温度对灯丝电阻的影响。
(1)求灯泡L₁两端的电压。
(2)求灯泡L₂的电阻。
(3)若将灯泡L₁换成导线接入电路，求通过灯泡L₂的电流。
(1)求灯泡L₁两端的电压。
(2)求灯泡L₂的电阻。
(3)若将灯泡L₁换成导线接入电路，求通过灯泡L₂的电流。
答案
解：
(1) 由电路图可知，灯泡L₁与L₂串联，电压表V₂测量L₂两端的电压，即$U_2=7.5\ \mathrm{V}$。
根据串联电路电压规律$U=U_1+U_2$，可得灯泡L₁两端的电压：
$U_1 = U - U_2 = 12\ \mathrm{V} - 7.5\ \mathrm{V} = 4.5\ \mathrm{V}$
(2) 串联电路电流处处相等，已知通过L₂的电流$I_2=0.5\ \mathrm{A}$，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，可得灯泡L₂的电阻：
$R_2 = \frac{U_2}{I_2} = \frac{7.5\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}} = 15\ \Omega$
(3) 将灯泡L₁换成导线后，L₂两端电压等于电源电压$U'_2=12\ \mathrm{V}$，灯丝电阻不受温度影响，$R_2=15\ \Omega$保持不变，此时通过灯泡L₂的电流：
$I' = \frac{U'_2}{R_2} = \frac{12\ \mathrm{V}}{15\ \Omega} = 0.8\ \mathrm{A}$
答：(1) 灯泡L₁两端的电压为$4.5\ \mathrm{V}$；(2) 灯泡L₂的电阻为$15\ \Omega$；(3) 替换后通过灯泡L₂的电流为$0.8\ \mathrm{A}$。
(1) 由电路图可知，灯泡L₁与L₂串联，电压表V₂测量L₂两端的电压，即$U_2=7.5\ \mathrm{V}$。
根据串联电路电压规律$U=U_1+U_2$，可得灯泡L₁两端的电压：
$U_1 = U - U_2 = 12\ \mathrm{V} - 7.5\ \mathrm{V} = 4.5\ \mathrm{V}$
(2) 串联电路电流处处相等，已知通过L₂的电流$I_2=0.5\ \mathrm{A}$，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，可得灯泡L₂的电阻：
$R_2 = \frac{U_2}{I_2} = \frac{7.5\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}} = 15\ \Omega$
(3) 将灯泡L₁换成导线后，L₂两端电压等于电源电压$U'_2=12\ \mathrm{V}$，灯丝电阻不受温度影响，$R_2=15\ \Omega$保持不变，此时通过灯泡L₂的电流：
$I' = \frac{U'_2}{R_2} = \frac{12\ \mathrm{V}}{15\ \Omega} = 0.8\ \mathrm{A}$
答：(1) 灯泡L₁两端的电压为$4.5\ \mathrm{V}$；(2) 灯泡L₂的电阻为$15\ \Omega$；(3) 替换后通过灯泡L₂的电流为$0.8\ \mathrm{A}$。
解析
【分析】首先分析电路连接：灯泡L₁与L₂串联，电压表V₂测量L₂两端的电压；解题时需先明确串联电路的规律（总电压等于各部分电压之和、电流处处相等），结合欧姆定律逐步计算，第三问替换后需分析电路变化，利用电阻不变的条件求解电流。
【解析】
解：
(1) 由电路图可知，L₁与L₂串联，V₂测L₂两端电压，即$U_2=7.5\ \mathrm{V}$。根据串联电路电压规律$U=U_1+U_2$，可得L₁两端电压：
$U_1 = U - U_2 = 12\ \mathrm{V} - 7.5\ \mathrm{V} = 4.5\ \mathrm{V}$
(2) 串联电路电流处处相等，故通过L₂的电流$I_2=0.5\ \mathrm{A}$。根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，可得L₂的电阻：
$R_2 = \frac{U_2}{I_2} = \frac{7.5\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}} = 15\ \Omega$
(3) 将L₁换成导线后，L₂直接接在电源两端，其两端电压$U'_2=U=12\ \mathrm{V}$，灯丝电阻不受温度影响，$R_2=15\ \Omega$保持不变，此时通过L₂的电流：
$I' = \frac{U'_2}{R_2} = \frac{12\ \mathrm{V}}{15\ \Omega} = 0.8\ \mathrm{A}$
【答案】(1) 灯泡L₁两端的电压为$4.5\ \mathrm{V}$；(2) 灯泡L₂的电阻为$15\ \Omega$；(3) 通过灯泡L₂的电流为$0.8\ \mathrm{A}$
【知识点】串联电路电压规律、欧姆定律、串联电路电流特点
【点评】本题考查串联电路规律与欧姆定律的应用，解题关键是正确分析电路连接和电压表测量对象，属于初中电学基础题，难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】
解：
(1) 由电路图可知，L₁与L₂串联，V₂测L₂两端电压，即$U_2=7.5\ \mathrm{V}$。根据串联电路电压规律$U=U_1+U_2$，可得L₁两端电压：
$U_1 = U - U_2 = 12\ \mathrm{V} - 7.5\ \mathrm{V} = 4.5\ \mathrm{V}$
(2) 串联电路电流处处相等，故通过L₂的电流$I_2=0.5\ \mathrm{A}$。根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，可得L₂的电阻：
$R_2 = \frac{U_2}{I_2} = \frac{7.5\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}} = 15\ \Omega$
(3) 将L₁换成导线后，L₂直接接在电源两端，其两端电压$U'_2=U=12\ \mathrm{V}$，灯丝电阻不受温度影响，$R_2=15\ \Omega$保持不变，此时通过L₂的电流：
$I' = \frac{U'_2}{R_2} = \frac{12\ \mathrm{V}}{15\ \Omega} = 0.8\ \mathrm{A}$
【答案】(1) 灯泡L₁两端的电压为$4.5\ \mathrm{V}$；(2) 灯泡L₂的电阻为$15\ \Omega$；(3) 通过灯泡L₂的电流为$0.8\ \mathrm{A}$
【知识点】串联电路电压规律、欧姆定律、串联电路电流特点
【点评】本题考查串联电路规律与欧姆定律的应用，解题关键是正确分析电路连接和电压表测量对象，属于初中电学基础题，难度适中。
【难度系数】0.6
14.小宇和同学们在“探究电流与电阻的关系”实验中选用了如下器材：电压恒为6 V的电源，阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω的定值电阻，电流表、电压表、开关、滑动变阻器各1个，导线若干。实物电路如图9甲所示。
(1)在检查电路时，小宇发现有一根导线连接错误，在连接错误的那条导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(2)要完成该实验，滑动变阻器的规格应该选（填字母）。
A.20 Ω 0.5 A
B.40 Ω 0.2 A
C.50 Ω 1 A
(3)改正电路后，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑至最（选填“左”或“右”）端。闭合开关，发现电流表无示数，电压表的示数较大；移动滑动变阻器的滑片，两表的示数无变化。原因可能是定值电阻发生了（选填“开路”或“短路”）。
(4)更换正常电阻后，A、B两名同学根据各自的实验数据作出了如图9乙所示的I-R图像。分析图像，你认为（选填“A”或“B”）同学的实验操作是错误的，他操作中的问题是。
(5)改正错误后，他们都正确完成了实验，并记录相关数据，描绘出合理的图像，据此得出结论：在电压一定时，。
(1)在检查电路时，小宇发现有一根导线连接错误，在连接错误的那条导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(2)要完成该实验，滑动变阻器的规格应该选（填字母）。
A.20 Ω 0.5 A
B.40 Ω 0.2 A
C.50 Ω 1 A
(3)改正电路后，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑至最（选填“左”或“右”）端。闭合开关，发现电流表无示数，电压表的示数较大；移动滑动变阻器的滑片，两表的示数无变化。原因可能是定值电阻发生了（选填“开路”或“短路”）。
(4)更换正常电阻后，A、B两名同学根据各自的实验数据作出了如图9乙所示的I-R图像。分析图像，你认为（选填“A”或“B”）同学的实验操作是错误的，他操作中的问题是。
(5)改正错误后，他们都正确完成了实验，并记录相关数据，描绘出合理的图像，据此得出结论：在电压一定时，。
答案
解：
(1) 将电压表连接滑动变阻器右上接线柱的导线标记“×”，把该导线改接到定值电阻的左接线柱上，使电压表并联在定值电阻两端，电路连接正确。
(2) 探究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端电压不变。电源电压为6V，当接入最大阻值25Ω的定值电阻时，由串联分压规律可得，滑动变阻器需要接入的最大阻值满足：
$\frac{R_{\mathrm{滑}}}{R_{\mathrm{定最大}}}=\frac{U-U_R}{U_R}$
实验中控制定值电阻两端电压为2.5V，代入数据得$R_{\mathrm{滑}}=35\ \Omega$，且电路最大电流$I_{\mathrm{max}}=\frac{U_R}{R_{\mathrm{定最小}}}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{5\ \Omega}=0.5\ \mathrm{A}$，因此滑动变阻器最大阻值需大于35Ω，允许通过的最大电流大于0.5A，故选C。
(3) 闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑至接入电路阻值最大的最右端。
电流表无示数说明电路开路，电压表示数较大，移动滑片两表示数无变化，说明定值电阻发生了开路，电压表串联在电路中测量电源电压。
(4) 分析图像可知，A同学的I-R图像中，定值电阻两端的电压$U=IR$不是定值，因此A同学的实验操作错误，他操作中的问题是：更换不同阻值的定值电阻后，没有调节滑动变阻器的滑片，保持定值电阻两端的电压不变。
(5) 在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(1) 将电压表连接滑动变阻器右上接线柱的导线标记“×”，把该导线改接到定值电阻的左接线柱上，使电压表并联在定值电阻两端，电路连接正确。
(2) 探究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端电压不变。电源电压为6V，当接入最大阻值25Ω的定值电阻时，由串联分压规律可得，滑动变阻器需要接入的最大阻值满足：
$\frac{R_{\mathrm{滑}}}{R_{\mathrm{定最大}}}=\frac{U-U_R}{U_R}$
实验中控制定值电阻两端电压为2.5V，代入数据得$R_{\mathrm{滑}}=35\ \Omega$，且电路最大电流$I_{\mathrm{max}}=\frac{U_R}{R_{\mathrm{定最小}}}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{5\ \Omega}=0.5\ \mathrm{A}$，因此滑动变阻器最大阻值需大于35Ω，允许通过的最大电流大于0.5A，故选C。
(3) 闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑至接入电路阻值最大的最右端。
电流表无示数说明电路开路，电压表示数较大，移动滑片两表示数无变化，说明定值电阻发生了开路，电压表串联在电路中测量电源电压。
(4) 分析图像可知，A同学的I-R图像中，定值电阻两端的电压$U=IR$不是定值，因此A同学的实验操作错误，他操作中的问题是：更换不同阻值的定值电阻后，没有调节滑动变阻器的滑片，保持定值电阻两端的电压不变。
(5) 在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
解析
【分析】
本题是“探究电流与电阻的关系”的电学实验题，需结合实验原理、操作规范、故障分析、滑动变阻器选择及实验结论逐步解题：
(1) 电压表应并联在定值电阻两端，需找出错误连线并修正；
(2) 根据串联分压规律，结合定值电阻最大阻值、控制的定值电阻两端电压，计算滑动变阻器所需的最大阻值和允许的最大电流，选择合适规格；
(3) 闭合开关前滑动变阻器滑片需调至最大阻值处；电流表无示数、电压表有示数且移动滑片无变化，对应定值电阻开路故障；
(4) 探究电流与电阻关系需控制定值电阻两端电压不变，分析I-R图像判断错误操作；
(5) 根据正确实验图像总结实验结论。
【解析】
(1) 原电路中电压表并联在滑动变阻器与定值电阻两端，应改接为并联在定值电阻两端：将连接滑动变阻器右上接线柱与电压表负接线柱的导线标记“×”，把该导线改接到定值电阻的左接线柱上，使电压表并联在定值电阻两端，电路连接正确。
(2) 实验需控制定值电阻两端电压为2.5V，电源电压6V。当接入最大定值电阻25Ω时，电路电流$I=\frac{U_R}{R_{定最大}}=\frac{2.5V}{25Ω}=0.1A$，滑动变阻器两端电压$U_{滑}=6V-2.5V=3.5V$，则滑动变阻器最大阻值$R_{滑}=\frac{U_{滑}}{I}=\frac{3.5V}{0.1A}=35Ω$；电路最大电流为接入最小定值电阻5Ω时，$I_{max}=\frac{2.5V}{5Ω}=0.5A$，因此滑动变阻器需最大阻值≥35Ω、允许最大电流≥0.5A，故选C。
(3) 闭合开关前，滑动变阻器滑片应滑至接入阻值最大处，图中滑动变阻器接左下和右上接线柱，滑片在最右端时接入电阻最大；电流表无示数说明电路开路，电压表示数较大且移动滑片无变化，说明定值电阻开路，此时电压表串联在电路中测电源电压。
(4) 探究电流与电阻关系需控制定值电阻两端电压不变（即$IR$为定值），A同学的I-R图像中$IR$不是定值，说明他更换不同阻值定值电阻后，未调节滑动变阻器保持定值电阻两端电压不变，操作错误。
(5) 正确实验得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【答案】
(1) （按上述改线方式标记×并改接）；
(2) C；
(3) 右；开路；
(4) A；更换不同阻值的定值电阻后，没有调节滑动变阻器的滑片，保持定值电阻两端的电压不变；
(5) 通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【知识点】
探究电流与电阻的关系、滑动变阻器的使用、欧姆定律
【点评】
本题为电学实验综合题，考查电路连接、滑动变阻器选择、实验操作规范、电路故障分析及实验结论，是中考电学实验常考题型，需熟练掌握实验原理与操作要点。
【难度系数】
0.6
本题是“探究电流与电阻的关系”的电学实验题，需结合实验原理、操作规范、故障分析、滑动变阻器选择及实验结论逐步解题：
(1) 电压表应并联在定值电阻两端，需找出错误连线并修正；
(2) 根据串联分压规律，结合定值电阻最大阻值、控制的定值电阻两端电压，计算滑动变阻器所需的最大阻值和允许的最大电流，选择合适规格；
(3) 闭合开关前滑动变阻器滑片需调至最大阻值处；电流表无示数、电压表有示数且移动滑片无变化，对应定值电阻开路故障；
(4) 探究电流与电阻关系需控制定值电阻两端电压不变，分析I-R图像判断错误操作；
(5) 根据正确实验图像总结实验结论。
【解析】
(1) 原电路中电压表并联在滑动变阻器与定值电阻两端，应改接为并联在定值电阻两端：将连接滑动变阻器右上接线柱与电压表负接线柱的导线标记“×”，把该导线改接到定值电阻的左接线柱上，使电压表并联在定值电阻两端，电路连接正确。
(2) 实验需控制定值电阻两端电压为2.5V，电源电压6V。当接入最大定值电阻25Ω时，电路电流$I=\frac{U_R}{R_{定最大}}=\frac{2.5V}{25Ω}=0.1A$，滑动变阻器两端电压$U_{滑}=6V-2.5V=3.5V$，则滑动变阻器最大阻值$R_{滑}=\frac{U_{滑}}{I}=\frac{3.5V}{0.1A}=35Ω$；电路最大电流为接入最小定值电阻5Ω时，$I_{max}=\frac{2.5V}{5Ω}=0.5A$，因此滑动变阻器需最大阻值≥35Ω、允许最大电流≥0.5A，故选C。
(3) 闭合开关前，滑动变阻器滑片应滑至接入阻值最大处，图中滑动变阻器接左下和右上接线柱，滑片在最右端时接入电阻最大；电流表无示数说明电路开路，电压表示数较大且移动滑片无变化，说明定值电阻开路，此时电压表串联在电路中测电源电压。
(4) 探究电流与电阻关系需控制定值电阻两端电压不变（即$IR$为定值），A同学的I-R图像中$IR$不是定值，说明他更换不同阻值定值电阻后，未调节滑动变阻器保持定值电阻两端电压不变，操作错误。
(5) 正确实验得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【答案】
(1) （按上述改线方式标记×并改接）；
(2) C；
(3) 右；开路；
(4) A；更换不同阻值的定值电阻后，没有调节滑动变阻器的滑片，保持定值电阻两端的电压不变；
(5) 通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【知识点】
探究电流与电阻的关系、滑动变阻器的使用、欧姆定律
【点评】
本题为电学实验综合题，考查电路连接、滑动变阻器选择、实验操作规范、电路故障分析及实验结论，是中考电学实验常考题型，需熟练掌握实验原理与操作要点。
【难度系数】
0.6
