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18. (3分)排油烟机有照明和排风双功能且照明和排风互不影响,照明由开关S控制,排风开关由$S_1$、$S_2$控制,按下开关$S_1$或开关$S_2$分别对应弱排风 和强排风;若同时按下$S_1$、$S_2$,则强排风.请根据上述信息,将图中排油烟机内部电路连接完整.
答案
18. 如图所示
解析:由题意可知,照明灯由开关S控制(S与照明灯串联);照明与排风互不影响,说明照明灯与风扇并联;如单独按下开关$S_{1}$,定值电阻应与电动机串联(电动机分得的电压较小),为弱排风;单独按下开关$S_{2}$,电路中只有电动机,为强排风;如同时按下开关$S_{1}$、$S_{2}$,定值电阻短路,也为强排风.由此可知开关$S_{1}$与定值电阻串联,再与开关$S_{2}$并联,共同控制电动机.
解析
【分析】
我们可以按照题目给出的功能要求逐步推导电路连接：
1. 首先从“照明和排风互不影响”这个条件入手，说明照明灯和排风电动机是并联关系，两条支路独立工作，互不干扰。
2. 先处理照明支路：题目明确照明仅由开关S控制，因此只需要将开关S和照明灯串联，就能实现S单独控制灯的通断。
3. 再处理排风支路的逻辑：仅按下S₁是弱排风，说明此时电动机的功率更小、转速更低，需要串联一个定值电阻来分压限流，降低电动机两端的电压；仅按下S₂、同时按下S₁和S₂都是强排风，说明此时定值电阻不接入电路，电动机直接接电源两端获得全电压。因此可以把S₁和定值电阻串联，再将S₂并联在这个串联组合的两端，最后整体和电动机M串联，就完全符合排风的三种工作状态要求。
4. 最后把照明支路、排风支路的两端分别连接到电源的两个接线端，就完成全部电路连接。
【解析】
步骤1：确定总电路框架，照明灯与排风电动机并联，两端分别接电源两极，保证两者工作互不影响。
步骤2：搭建照明支路：将开关S与灯泡首尾相连串联，作为独立支路接入并联电路中，实现S单独控制照明灯。
步骤3：搭建排风支路：
① 将开关S₁和定值电阻串联，实现仅闭合S₁时，定值电阻和电动机M串联，电阻分压，电动机低速运转，对应弱排风；
② 将开关S₂并联在S₁和定值电阻的串联组合两端，此时仅闭合S₂时，定值电阻所在支路断开，电流直接经S₂流向电动机M，电动机两端为电源电压，高速运转对应强排风；若S₁、S₂同时闭合，S₂会将定值电阻短路，电动机仍直接接电源，同样为强排风，完全符合题目要求；
③ 把上述S₁、S₂、定值电阻的组合和电动机M串联，组成完整的排风支路。
步骤4：将照明支路和排风支路的两个端点分别连接到电源的两个引出端，完成电路连接。
【答案】
【知识点】
并联电路特点，局部短路应用，生活电路设计
【点评】
本题结合排油烟机的实际功能考察电路设计能力，需要学生将生活中的不同工作状态转化为对应的电学电路模型，易错点是排风支路中开关、定值电阻和电动机的连接逻辑，要注意区分弱风需要分压限流、强风需要电动机获得全电压的设计思路，避免出现电阻并联在电动机两端的错误接法。
【难度系数】
0.4
我们可以按照题目给出的功能要求逐步推导电路连接：
1. 首先从“照明和排风互不影响”这个条件入手，说明照明灯和排风电动机是并联关系，两条支路独立工作，互不干扰。
2. 先处理照明支路：题目明确照明仅由开关S控制，因此只需要将开关S和照明灯串联，就能实现S单独控制灯的通断。
3. 再处理排风支路的逻辑：仅按下S₁是弱排风，说明此时电动机的功率更小、转速更低，需要串联一个定值电阻来分压限流，降低电动机两端的电压；仅按下S₂、同时按下S₁和S₂都是强排风，说明此时定值电阻不接入电路，电动机直接接电源两端获得全电压。因此可以把S₁和定值电阻串联，再将S₂并联在这个串联组合的两端，最后整体和电动机M串联，就完全符合排风的三种工作状态要求。
4. 最后把照明支路、排风支路的两端分别连接到电源的两个接线端，就完成全部电路连接。
【解析】
步骤1：确定总电路框架，照明灯与排风电动机并联，两端分别接电源两极，保证两者工作互不影响。
步骤2：搭建照明支路：将开关S与灯泡首尾相连串联，作为独立支路接入并联电路中，实现S单独控制照明灯。
步骤3：搭建排风支路：
① 将开关S₁和定值电阻串联，实现仅闭合S₁时，定值电阻和电动机M串联，电阻分压，电动机低速运转，对应弱排风；
② 将开关S₂并联在S₁和定值电阻的串联组合两端，此时仅闭合S₂时，定值电阻所在支路断开，电流直接经S₂流向电动机M，电动机两端为电源电压，高速运转对应强排风；若S₁、S₂同时闭合，S₂会将定值电阻短路，电动机仍直接接电源，同样为强排风，完全符合题目要求；
③ 把上述S₁、S₂、定值电阻的组合和电动机M串联，组成完整的排风支路。
步骤4：将照明支路和排风支路的两个端点分别连接到电源的两个引出端，完成电路连接。
【答案】
【知识点】
并联电路特点，局部短路应用，生活电路设计
【点评】
本题结合排油烟机的实际功能考察电路设计能力，需要学生将生活中的不同工作状态转化为对应的电学电路模型，易错点是排风支路中开关、定值电阻和电动机的连接逻辑，要注意区分弱风需要分压限流、强风需要电动机获得全电压的设计思路，避免出现电阻并联在电动机两端的错误接法。
【难度系数】
0.4
19. (8分)(2025·扬州树人学校期中)小明在测量滑轮组机械效率的实验中,所用装置如图所示,实验中每个钩码重2 N,测得的数据如下表:
(1)在实验中,测绳端拉力F时,应尽量竖直向上
(2)第1次实验测得的机械效率为
(3)分析表中数据可知:第2次实验是用图
(4)分析第1、2两次实验数据可知:使用同一滑轮组,通过
(5)根据第1、2两次实验数据分析可知,该滑轮组中动滑轮的重力可能是
A. 1 N B. 1.5 N C. 2 N
(1)在实验中,测绳端拉力F时,应尽量竖直向上
匀速
拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数.(2)第1次实验测得的机械效率为
74
%.(3)分析表中数据可知:第2次实验是用图
乙
(填“甲”“乙”或“丙”)做的.(4)分析第1、2两次实验数据可知:使用同一滑轮组,通过
增大
(填“增大”或“减小”)物重,可以提高滑轮组的机械效率;分析第1、3两次实验数据可知:使用不同的滑轮组提升相同的重物,动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重),滑轮组的机械效率越低
.(5)根据第1、2两次实验数据分析可知,该滑轮组中动滑轮的重力可能是
A
.A. 1 N B. 1.5 N C. 2 N
答案
19. (1)匀速 (2)74 (3)乙 (4)增大 越低 (5)A
解析:(1)在测量绳端拉力时,为了使弹簧测力计的示数稳定且等于拉力的真实值,应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计,此时系统处于平衡状态,拉力等于测力计示数.
(2)机械效率的公式为$η=\frac {W_{有用}}{W_{总}}×100\% =\frac {Gh}{Fs}×100\% $,第1次实验中,$G=4N,h=0.1m,F=1.8N,s=0.3m$,代入得$η=\frac {4N×0.1m}{1.8N×0.3m}×100\% \approx 74\% .$
(3)滑轮组中,绳子自由端移动的距离s与钩码上升高度h的关系为$s=nh$,n为承担物重的绳子段数.第2次实验中,$h=0.1m,s=0.3m$,则$n=\frac {s}{h}=\frac {0.3m}{0.1m}=3$;观察装置图,甲图中$n=3$,乙图中$n=3$,但乙图钩码数更多,丙图中$n=5$.第2次实验3个钩码,每个2 N,钩码总重为6 N,因此是用图乙做的.
(4)分析第1、2次实验:同一滑轮组,动滑轮重力不变,物重从4 N增大到6 N,机械效率从约74%提高到80%,说明使用同一滑轮组,增大物重可以提高机械效率.分析第1、3次实验:提升相同物重4 N,第3次实验动滑轮个数更多,动滑轮更重,机械效率从约74%降低到53%,说明使用不同滑轮组提升相同重物,动滑轮个数越多,动滑轮总重越重,滑轮组的机械效率越低.
(5)不计绳重和摩擦时,拉力公式为$F=\frac {G+G_{动}}{n}$.第1次实验中,$n=3,G=4N,F=1.8N$,代入得$1.8N=\frac {4N+G_{动}}{3},G_{动}=$ $3×1.8N-4N=1.4N$;由于实际实验中存在绳重和摩擦,动滑轮重力应略小于1.4 N,故选A.
解析:(1)在测量绳端拉力时,为了使弹簧测力计的示数稳定且等于拉力的真实值,应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计,此时系统处于平衡状态,拉力等于测力计示数.
(2)机械效率的公式为$η=\frac {W_{有用}}{W_{总}}×100\% =\frac {Gh}{Fs}×100\% $,第1次实验中,$G=4N,h=0.1m,F=1.8N,s=0.3m$,代入得$η=\frac {4N×0.1m}{1.8N×0.3m}×100\% \approx 74\% .$
(3)滑轮组中,绳子自由端移动的距离s与钩码上升高度h的关系为$s=nh$,n为承担物重的绳子段数.第2次实验中,$h=0.1m,s=0.3m$,则$n=\frac {s}{h}=\frac {0.3m}{0.1m}=3$;观察装置图,甲图中$n=3$,乙图中$n=3$,但乙图钩码数更多,丙图中$n=5$.第2次实验3个钩码,每个2 N,钩码总重为6 N,因此是用图乙做的.
(4)分析第1、2次实验:同一滑轮组,动滑轮重力不变,物重从4 N增大到6 N,机械效率从约74%提高到80%,说明使用同一滑轮组,增大物重可以提高机械效率.分析第1、3次实验:提升相同物重4 N,第3次实验动滑轮个数更多,动滑轮更重,机械效率从约74%降低到53%,说明使用不同滑轮组提升相同重物,动滑轮个数越多,动滑轮总重越重,滑轮组的机械效率越低.
(5)不计绳重和摩擦时,拉力公式为$F=\frac {G+G_{动}}{n}$.第1次实验中,$n=3,G=4N,F=1.8N$,代入得$1.8N=\frac {4N+G_{动}}{3},G_{动}=$ $3×1.8N-4N=1.4N$;由于实际实验中存在绳重和摩擦,动滑轮重力应略小于1.4 N,故选A.
解析
【分析】
这是一道滑轮组机械效率测量的常规实验题，我们可以逐个小问梳理解题思路：
1. 第一问回忆实验操作规范：只有竖直向上匀速拉动弹簧测力计时，滑轮组整体处于平衡状态，拉力大小才等于弹簧测力计的示数，读数才能准确。
2. 第二问计算机械效率，直接代入机械效率的定义式η=W有/W总×100%=Gh/(Fs)×100%，把第一次实验对应的G、h、F、s数值代入计算即可得到结果。
3. 第三问判断实验对应的装置，先根据滑轮组s=nh的关系算出承担物重的绳子段数n，再结合不同装置的n值、实验的物重大小，匹配对应的实验图即可。
4. 第四问用控制变量法分析数据：1、2次实验滑轮组完全相同，仅改变提升的物重，对比效率变化就能得出对应规律；1、3次实验提升的物重相同，仅改变动滑轮总重，对比效率变化就能得到对应结论。
5. 第五问估算动滑轮重力，先利用不计绳重和摩擦时的拉力公式F=(G+G动)/n算出理论上的动滑轮重力，再结合实际实验中存在绳重和摩擦的情况，判断真实动滑轮重力比理论值小，选出符合条件的选项。
【解析】
(1) 实验过程中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计时，系统处于平衡状态，拉力大小等于弹簧测力计的示数，此时读数稳定准确，因此填匀速。
(2) 代入第1次实验数据计算机械效率：
$\eta = \frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\% = \frac{G_1h_1}{F_1s_1} × 100\% = \frac{4N × 0.1m}{1.8N × 0.3m} × 100\% \approx 74\%$
(3) 第2次实验中h=0.1m，s=0.3m，由s=nh得承担物重的绳子段数$n=\frac{s}{h}=\frac{0.3m}{0.1m}=3$，甲、乙装置的n都为3，丙装置n为5；第2次实验物重为3个钩码总重6N，对应钩码数量更多的乙图，因此是用图乙做的。
(4) 对比1、2次实验：同一滑轮组，物重从4N增大到6N，机械效率从74%提升到80%，说明使用同一滑轮组，增大物重可以提高滑轮组的机械效率；对比1、3次实验：提升相同物重4N，动滑轮总重更大时，机械效率从74%降到53%，说明动滑轮个数越多、动滑轮总重越重，滑轮组的机械效率越低。
(5) 若不计绳重和摩擦，由$F=\frac{G+G_{动}}{n}$，代入第1次实验数据n=3，G=4N，F=1.8N，得$G_{动}=3F-G=3×1.8N-4N=1.4N$，实际实验中存在绳重和摩擦，所以动滑轮的真实重力要小于1.4N，选项中只有1N符合条件，选A。
【答案】
(1) 匀速 (2) 74 (3) 乙 (4) 增大 越低 (5) A
【知识点】
滑轮组机械效率测量；机械效率计算；控制变量法
【点评】
本题是滑轮组机械效率实验的经典考题，覆盖了实验操作规范、公式计算、数据分析推导多个考点，易错点在最后估算动滑轮重力时，容易忽略实际实验存在绳重和摩擦直接选1.5N，需要学生结合实际情况修正理论计算结果。
【难度系数】
0.7
这是一道滑轮组机械效率测量的常规实验题，我们可以逐个小问梳理解题思路：
1. 第一问回忆实验操作规范：只有竖直向上匀速拉动弹簧测力计时，滑轮组整体处于平衡状态，拉力大小才等于弹簧测力计的示数，读数才能准确。
2. 第二问计算机械效率，直接代入机械效率的定义式η=W有/W总×100%=Gh/(Fs)×100%，把第一次实验对应的G、h、F、s数值代入计算即可得到结果。
3. 第三问判断实验对应的装置，先根据滑轮组s=nh的关系算出承担物重的绳子段数n，再结合不同装置的n值、实验的物重大小，匹配对应的实验图即可。
4. 第四问用控制变量法分析数据：1、2次实验滑轮组完全相同，仅改变提升的物重，对比效率变化就能得出对应规律；1、3次实验提升的物重相同，仅改变动滑轮总重，对比效率变化就能得到对应结论。
5. 第五问估算动滑轮重力，先利用不计绳重和摩擦时的拉力公式F=(G+G动)/n算出理论上的动滑轮重力，再结合实际实验中存在绳重和摩擦的情况，判断真实动滑轮重力比理论值小，选出符合条件的选项。
【解析】
(1) 实验过程中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计时，系统处于平衡状态，拉力大小等于弹簧测力计的示数，此时读数稳定准确，因此填匀速。
(2) 代入第1次实验数据计算机械效率：
$\eta = \frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\% = \frac{G_1h_1}{F_1s_1} × 100\% = \frac{4N × 0.1m}{1.8N × 0.3m} × 100\% \approx 74\%$
(3) 第2次实验中h=0.1m，s=0.3m，由s=nh得承担物重的绳子段数$n=\frac{s}{h}=\frac{0.3m}{0.1m}=3$，甲、乙装置的n都为3，丙装置n为5；第2次实验物重为3个钩码总重6N，对应钩码数量更多的乙图，因此是用图乙做的。
(4) 对比1、2次实验：同一滑轮组，物重从4N增大到6N，机械效率从74%提升到80%，说明使用同一滑轮组，增大物重可以提高滑轮组的机械效率；对比1、3次实验：提升相同物重4N，动滑轮总重更大时，机械效率从74%降到53%，说明动滑轮个数越多、动滑轮总重越重，滑轮组的机械效率越低。
(5) 若不计绳重和摩擦，由$F=\frac{G+G_{动}}{n}$，代入第1次实验数据n=3，G=4N，F=1.8N，得$G_{动}=3F-G=3×1.8N-4N=1.4N$，实际实验中存在绳重和摩擦，所以动滑轮的真实重力要小于1.4N，选项中只有1N符合条件，选A。
【答案】
(1) 匀速 (2) 74 (3) 乙 (4) 增大 越低 (5) A
【知识点】
滑轮组机械效率测量；机械效率计算；控制变量法
【点评】
本题是滑轮组机械效率实验的经典考题，覆盖了实验操作规范、公式计算、数据分析推导多个考点，易错点在最后估算动滑轮重力时，容易忽略实际实验存在绳重和摩擦直接选1.5N，需要学生结合实际情况修正理论计算结果。
【难度系数】
0.7
20. (16分)瑶瑶同学在“探究电流与电阻的关系”实验中,利用器材如下:电源(电压恒定但未知),四个定值电阻$R_1(5\ \Omega)$、$R_2(10\ \Omega)$、$R_3(15\ \Omega)$、$R_4(20\ \Omega)$,标有“$××\ \Omega\ \ 1\ \mathrm{A}$”的滑动变阻器,电压表(可用量程:$0\mathrm{~}3\ \mathrm{V}$、$0\mathrm{~}15\ \mathrm{V}$),电流表(可用量程:$0\mathrm{~}0.6\ \mathrm{A}$),导线,开关.
(1)设计并正确连接如图甲所示的电路,把定值电阻$R_4(20\ \Omega)$接入图甲中的$A$、$B$两点之间,将滑动变阻器的滑片移到最
(2)使用$R_1(5\ \Omega)$进行实验,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为$2\ \mathrm{V}$时,则此时电流表的示数为
(3)分别用定值电阻$R_2$、$R_3$、$R_4$依次替换$R_1$,重复(1)的实验步骤.根据所得的四次实验数据绘制出$I-R$图像,如图乙所示.由图像可得出的结论是:在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成
(4)使用$R_3$进行实验时,如果闭合开关后发现电流表无示数、电压表有示数,则电路故障的原因可能是$R_3$
(5)另一组的骆骆设计了测量定值电阻的电路,如图丙,她想将电流表直接改装成测电阻的欧姆表.所用实验器材有:电源(电压$6\ \mathrm{V}$),电流表(量程$0\mathrm{~}0.6\ \mathrm{A}$),滑动变阻器.
①她将滑动变阻器调至$10\ \Omega$接入,且保持不变,在$M$、$N$之间接入待测电阻$R_x$,依据$R_x$与$I$的对应关系,在电流表表盘原来的刻度线处标上对应的阻值,下列标记正确的是
②该装置使用一段时间后,电源电压减小,这将导致电阻的测量值
(1)设计并正确连接如图甲所示的电路,把定值电阻$R_4(20\ \Omega)$接入图甲中的$A$、$B$两点之间,将滑动变阻器的滑片移到最
右
(填“左”或“右”)端.刚一闭合开关,就发现电压表示数恰好为$2\ \mathrm{V}$,为了用以上四个定值电阻完成实验且确保电路安全,应控制$A$、$B$两点之间的电压大于
(填“大于”或“小于”)或等于$2\ \mathrm{V}$.(2)使用$R_1(5\ \Omega)$进行实验,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为$2\ \mathrm{V}$时,则此时电流表的示数为
0.4
A.(3)分别用定值电阻$R_2$、$R_3$、$R_4$依次替换$R_1$,重复(1)的实验步骤.根据所得的四次实验数据绘制出$I-R$图像,如图乙所示.由图像可得出的结论是:在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成
反比
.(4)使用$R_3$进行实验时,如果闭合开关后发现电流表无示数、电压表有示数,则电路故障的原因可能是$R_3$
断路
(填“短路”或“断路”),要想完成实验也可以利用$R_1$和$R_2$串联
等效替代$R_3$.(5)另一组的骆骆设计了测量定值电阻的电路,如图丙,她想将电流表直接改装成测电阻的欧姆表.所用实验器材有:电源(电压$6\ \mathrm{V}$),电流表(量程$0\mathrm{~}0.6\ \mathrm{A}$),滑动变阻器.
①她将滑动变阻器调至$10\ \Omega$接入,且保持不变,在$M$、$N$之间接入待测电阻$R_x$,依据$R_x$与$I$的对应关系,在电流表表盘原来的刻度线处标上对应的阻值,下列标记正确的是
D
.②该装置使用一段时间后,电源电压减小,这将导致电阻的测量值
偏大
(填“偏小”“不变”或“偏大”).答案
20. (1)右 大于 (2)0.4 (3)反比 (4)断路 $R_{1}$和$R_{2}$串联 (5)①D ②偏大
解析:(1)闭合开关前,需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,故将滑片移到最右端.因为$R_{4}$的阻值最大,因此当$R_{4}$接入电路时,电压表示数刚好为2 V,说明$R_{4}$两端的最小电压为2 V,因此为了用以上四个定值电阻完成实验且确保电路安全,应控制A、B两点之间的电压大于2 V或等于2 V.
(2)电流表的示数$I=\frac {U_{1}}{R_{1}}=\frac {2V}{5Ω}=0.4A.$
(3)根据图乙可知,通过电阻的电流与电阻之积为定值2 V,得出的结论是:在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.
(4)若$R_{3}$短路,则电压表示数为0,电流表有示数,不符合题意;若$R_{3}$断路,电压表串联在电路中,电流表无示数,电压表与电源连通,电压表有示数,符合题意,电路故障的原因可能是$R_{3}$断路.$R_{1}(5Ω)$、$R_{2}(10Ω)$、$R_{3}(15Ω)$、$R_{4}(20Ω)$,根据电阻的串联,要想完成实验也可以利用$R_{1}$和$R_{2}$串联等效替代$R_{3}.$
(5)①AB.分析电路图可知,滑动变阻器与$R_{x}$串联,根据欧姆定律可知电路的总电阻为$R_{总}=\frac {U}{I}$,根据串联电路的电阻特点可知$R_{x}=R_{总}-R_{滑}=\frac {U}{I}-R_{滑}$,即电流越大,$R_{x}$的阻值越小,所以表盘的左侧应为较大的电阻值,故AB错误;CD.当电流为0.2 A时,根据串联电阻的规律及欧姆定律有$R_{x}=R_{总}-R_{滑}=\frac {U}{I}-R_{滑}=\frac {6V}{0.2A}-10Ω=20Ω$,故C错误,D正确.故选D.
②装置使用一段时间后,电源实际电压减小,则将待测电阻接入电路时,电路中电流偏小,电流表指针偏转角度偏小,由表盘的改装情况可知,电流越小表盘上所对应的电阻值越大,所以测得的电阻值偏大.
解析:(1)闭合开关前,需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,故将滑片移到最右端.因为$R_{4}$的阻值最大,因此当$R_{4}$接入电路时,电压表示数刚好为2 V,说明$R_{4}$两端的最小电压为2 V,因此为了用以上四个定值电阻完成实验且确保电路安全,应控制A、B两点之间的电压大于2 V或等于2 V.
(2)电流表的示数$I=\frac {U_{1}}{R_{1}}=\frac {2V}{5Ω}=0.4A.$
(3)根据图乙可知,通过电阻的电流与电阻之积为定值2 V,得出的结论是:在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.
(4)若$R_{3}$短路,则电压表示数为0,电流表有示数,不符合题意;若$R_{3}$断路,电压表串联在电路中,电流表无示数,电压表与电源连通,电压表有示数,符合题意,电路故障的原因可能是$R_{3}$断路.$R_{1}(5Ω)$、$R_{2}(10Ω)$、$R_{3}(15Ω)$、$R_{4}(20Ω)$,根据电阻的串联,要想完成实验也可以利用$R_{1}$和$R_{2}$串联等效替代$R_{3}.$
(5)①AB.分析电路图可知,滑动变阻器与$R_{x}$串联,根据欧姆定律可知电路的总电阻为$R_{总}=\frac {U}{I}$,根据串联电路的电阻特点可知$R_{x}=R_{总}-R_{滑}=\frac {U}{I}-R_{滑}$,即电流越大,$R_{x}$的阻值越小,所以表盘的左侧应为较大的电阻值,故AB错误;CD.当电流为0.2 A时,根据串联电阻的规律及欧姆定律有$R_{x}=R_{总}-R_{滑}=\frac {U}{I}-R_{滑}=\frac {6V}{0.2A}-10Ω=20Ω$,故C错误,D正确.故选D.
②装置使用一段时间后,电源实际电压减小,则将待测电阻接入电路时,电路中电流偏小,电流表指针偏转角度偏小,由表盘的改装情况可知,电流越小表盘上所对应的电阻值越大,所以测得的电阻值偏大.
解析
【分析】
这是一道电学综合实验题，围绕探究电流与电阻的关系展开，还拓展了欧姆表改装的相关内容，解题思路可以按小问逐一梳理：
1. 第(1)问：首先回忆电学实验闭合开关前的操作规范，滑动变阻器要调到最大阻值处，判断滑片位置；刚闭合开关时接入的是最大的定值电阻R4，此时它两端电压刚好为2V，说明如果控制定值电阻两端的电压小于2V，滑动变阻器无法提供足够的分压，无法完成所有定值电阻的实验，因此要控制AB间电压大于等于2V。
2. 第(2)问：已知定值电阻两端电压和阻值，直接用欧姆定律I=U/R计算电流即可。
3. 第(3)问：探究电流与电阻的关系时控制电阻两端电压不变，I-R图像中电流和电阻的乘积是定值，符合反比的规律，直接得出结论。
4. 第(4)问：电流表无示数说明电路断路，电压表有示数说明电压表两端到电源是通路，因此故障是和电压表并联的R3断路；要等效替代15Ω的R3，找两个电阻串联总阻值为15Ω即可，刚好R1(5Ω)和R2(10Ω)串联总阻值为15Ω。
5. 第(5)问①：滑动变阻器和Rx串联，根据欧姆定律推导Rx=U/I - R滑，可知电流越大Rx越小，电阻刻度左大右小，代入数值计算对应电流下的Rx阻值，选出正确的标记。②电源电压减小后，相同的待测电阻接入时，电路电流会比标定刻度时的电流更小，对应表盘上更大的电阻示数，因此测量值偏大。
【解析】
(1) 闭合开关前，滑动变阻器需调到最大阻值处，由图甲可知滑片移到最右端时接入电阻最大；将最大的定值电阻R4(20Ω)接入电路，刚闭合开关滑动变阻器阻值最大时，R4两端电压恰好为2V，若控制AB间电压小于2V，更换其他定值电阻时滑动变阻器无法分压到要求的数值，无法完成所有实验，因此应控制A、B两点之间的电压大于或等于2V。
(2) 已知R1=5Ω，两端电压为2V，由欧姆定律得电流$I=\frac{U_1}{R_1}=\frac{2V}{5Ω}=0.4A$。
(3) 由I-R图像可知，四次实验中电流与对应电阻的乘积始终为2V，即定值电阻两端电压保持不变，因此可得结论：在导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4) 闭合开关后电流表无示数说明电路断路，电压表有示数说明电压表与电源连通，因此故障为R3断路；R3阻值为15Ω，R1(5Ω)和R2(10Ω)串联总阻值为15Ω，因此可以利用R1和R2串联等效替代R3完成实验。
(5) ① 滑动变阻器与Rx串联，电源电压U=6V，滑动变阻器接入阻值为10Ω，由欧姆定律得总电阻$R_总=\frac{U}{I}$，因此$R_x=R_总-R_滑=\frac{6V}{I}-10Ω$，可知电流越大，Rx阻值越小，表盘左侧对应大电阻，排除AB；当电流为0.2A时，$R_x=\frac{6V}{0.2A}-10Ω=20Ω$，排除C，因此选D。
② 电源电压减小后，接入相同的待测电阻Rx时，电路中的实际电流会小于原标定刻度对应的电流，电流表指针偏转变小，对应表盘上标注的电阻值更大，因此测量值偏大。
【答案】
(1) 右 大于 (2) 0.4 (3) 反比 (4) 断路 $R_{1}$和$R_{2}$串联 (5) ①D ②偏大
【知识点】
滑动变阻器的使用，欧姆定律，电流与电阻的关系
【点评】
本题是电学核心实验的综合考题，既覆盖了探究电流与电阻关系实验的基础操作、控制变量法的应用、电路故障判断等核心考点，又拓展了欧姆表改装的创新应用，对学生的欧姆定律灵活运用能力有一定要求，其中控制定值电阻两端电压的选择、电源电压下降带来的测量误差分析是学生容易出错的点。
【难度系数】
0.6
这是一道电学综合实验题，围绕探究电流与电阻的关系展开，还拓展了欧姆表改装的相关内容，解题思路可以按小问逐一梳理：
1. 第(1)问：首先回忆电学实验闭合开关前的操作规范，滑动变阻器要调到最大阻值处，判断滑片位置；刚闭合开关时接入的是最大的定值电阻R4，此时它两端电压刚好为2V，说明如果控制定值电阻两端的电压小于2V，滑动变阻器无法提供足够的分压，无法完成所有定值电阻的实验，因此要控制AB间电压大于等于2V。
2. 第(2)问：已知定值电阻两端电压和阻值，直接用欧姆定律I=U/R计算电流即可。
3. 第(3)问：探究电流与电阻的关系时控制电阻两端电压不变，I-R图像中电流和电阻的乘积是定值，符合反比的规律，直接得出结论。
4. 第(4)问：电流表无示数说明电路断路，电压表有示数说明电压表两端到电源是通路，因此故障是和电压表并联的R3断路；要等效替代15Ω的R3，找两个电阻串联总阻值为15Ω即可，刚好R1(5Ω)和R2(10Ω)串联总阻值为15Ω。
5. 第(5)问①：滑动变阻器和Rx串联，根据欧姆定律推导Rx=U/I - R滑，可知电流越大Rx越小，电阻刻度左大右小，代入数值计算对应电流下的Rx阻值，选出正确的标记。②电源电压减小后，相同的待测电阻接入时，电路电流会比标定刻度时的电流更小，对应表盘上更大的电阻示数，因此测量值偏大。
【解析】
(1) 闭合开关前，滑动变阻器需调到最大阻值处，由图甲可知滑片移到最右端时接入电阻最大；将最大的定值电阻R4(20Ω)接入电路，刚闭合开关滑动变阻器阻值最大时，R4两端电压恰好为2V，若控制AB间电压小于2V，更换其他定值电阻时滑动变阻器无法分压到要求的数值，无法完成所有实验，因此应控制A、B两点之间的电压大于或等于2V。
(2) 已知R1=5Ω，两端电压为2V，由欧姆定律得电流$I=\frac{U_1}{R_1}=\frac{2V}{5Ω}=0.4A$。
(3) 由I-R图像可知，四次实验中电流与对应电阻的乘积始终为2V，即定值电阻两端电压保持不变，因此可得结论：在导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4) 闭合开关后电流表无示数说明电路断路，电压表有示数说明电压表与电源连通，因此故障为R3断路；R3阻值为15Ω，R1(5Ω)和R2(10Ω)串联总阻值为15Ω，因此可以利用R1和R2串联等效替代R3完成实验。
(5) ① 滑动变阻器与Rx串联，电源电压U=6V，滑动变阻器接入阻值为10Ω，由欧姆定律得总电阻$R_总=\frac{U}{I}$，因此$R_x=R_总-R_滑=\frac{6V}{I}-10Ω$，可知电流越大，Rx阻值越小，表盘左侧对应大电阻，排除AB；当电流为0.2A时，$R_x=\frac{6V}{0.2A}-10Ω=20Ω$，排除C，因此选D。
② 电源电压减小后，接入相同的待测电阻Rx时，电路中的实际电流会小于原标定刻度对应的电流，电流表指针偏转变小，对应表盘上标注的电阻值更大，因此测量值偏大。
【答案】
(1) 右 大于 (2) 0.4 (3) 反比 (4) 断路 $R_{1}$和$R_{2}$串联 (5) ①D ②偏大
【知识点】
滑动变阻器的使用，欧姆定律，电流与电阻的关系
【点评】
本题是电学核心实验的综合考题，既覆盖了探究电流与电阻关系实验的基础操作、控制变量法的应用、电路故障判断等核心考点，又拓展了欧姆表改装的创新应用，对学生的欧姆定律灵活运用能力有一定要求，其中控制定值电阻两端电压的选择、电源电压下降带来的测量误差分析是学生容易出错的点。
【难度系数】
0.6
