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17.如图甲所示，电源电压恒定不变，$R_1$为定值电阻，$R_2$为滑动变阻器.闭合开关S，将滑片P从最右端逐渐移到最左端，记录电流表、电压表的示数，并根据记录的数据作出$R_1$和$R_2$的$U-I$图像如图乙所示，则下列说法正确的是（
A.图Ⅱ为$R_2$的$U-I$图像
B.当$R_2=R_1$时，电流的大小为0.2A
C.电源电压为8V
D.$R_1$的阻值为30Ω
C
）A.图Ⅱ为$R_2$的$U-I$图像
B.当$R_2=R_1$时，电流的大小为0.2A
C.电源电压为8V
D.$R_1$的阻值为30Ω
答案
17.C
解析
【分析】首先分析图甲的电路：$R_1$与$R_2$串联，电流表测电路电流，电压表$\mathrm{V}_1$测$R_1$两端电压，$\mathrm{V}_2$测$R_2$两端电压。当滑片$P$左移时，滑动变阻器$R_2$接入电阻减小，电路电流$I$增大；根据$U=IR$，定值电阻$R_1$的电压随电流增大而增大，滑动变阻器$R_2$的电压随电流增大而减小，据此判断图乙中两条$U-I$图像对应的电阻。再结合串联电路电压规律（总电压等于各部分电压之和）和欧姆定律，逐一分析选项。
【解析】1. 判断图像对应电阻：滑片左移，电流增大，$R_2$电压减小，$R_1$电压增大，因此图乙中上升的Ⅱ是$R_1$的$U-I$图像，下降的Ⅰ是$R_2$的$U-I$图像，故A选项（图Ⅱ为$R_2$的$U-I$图像）错误。
2. 求电源电压：串联电路总电压等于各部分电压之和，当电流$I=0.4\mathrm{A}$时，$R_1$和$R_2$的电压均为$4\mathrm{V}$，因此电源电压$U=U_1+U_2=4\mathrm{V}+4\mathrm{V}=8\mathrm{V}$，故C选项正确。
3. 分析B选项：$R_1$的阻值，由Ⅱ的图像，取$I=0.2\mathrm{A}$时，$U_1=2\mathrm{V}$，得$R_1=\frac{U_1}{I}=\frac{2\mathrm{V}}{0.2\mathrm{A}}=10\Omega$；当$R_2=R_1=10\Omega$时，总电阻$R_{\mathrm{总}}=10\Omega+10\Omega=20\Omega$，电流$I=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}=\frac{8\mathrm{V}}{20\Omega}=0.4\mathrm{A}≠0.2\mathrm{A}$，故B错误。
4. 分析D选项：由上述计算，$R_1=10\Omega≠30\Omega$，故D错误。
【答案】C
【知识点】串联电路电压规律、欧姆定律、U-I图像应用
【点评】本题结合串联电路特点和U-I图像考查欧姆定律的应用，核心是判断$R_1$、$R_2$对应的U-I图像，利用串联总电压不变求解电源电压，需掌握图像与电路的对应关系，属于中等难度题。
【难度系数】0.5
【解析】1. 判断图像对应电阻：滑片左移，电流增大，$R_2$电压减小，$R_1$电压增大，因此图乙中上升的Ⅱ是$R_1$的$U-I$图像，下降的Ⅰ是$R_2$的$U-I$图像，故A选项（图Ⅱ为$R_2$的$U-I$图像）错误。
2. 求电源电压：串联电路总电压等于各部分电压之和，当电流$I=0.4\mathrm{A}$时，$R_1$和$R_2$的电压均为$4\mathrm{V}$，因此电源电压$U=U_1+U_2=4\mathrm{V}+4\mathrm{V}=8\mathrm{V}$，故C选项正确。
3. 分析B选项：$R_1$的阻值，由Ⅱ的图像，取$I=0.2\mathrm{A}$时，$U_1=2\mathrm{V}$，得$R_1=\frac{U_1}{I}=\frac{2\mathrm{V}}{0.2\mathrm{A}}=10\Omega$；当$R_2=R_1=10\Omega$时，总电阻$R_{\mathrm{总}}=10\Omega+10\Omega=20\Omega$，电流$I=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}=\frac{8\mathrm{V}}{20\Omega}=0.4\mathrm{A}≠0.2\mathrm{A}$，故B错误。
4. 分析D选项：由上述计算，$R_1=10\Omega≠30\Omega$，故D错误。
【答案】C
【知识点】串联电路电压规律、欧姆定律、U-I图像应用
【点评】本题结合串联电路特点和U-I图像考查欧姆定律的应用，核心是判断$R_1$、$R_2$对应的U-I图像，利用串联总电压不变求解电源电压，需掌握图像与电路的对应关系，属于中等难度题。
【难度系数】0.5
18.如图是小明探究“电流一定时，电压与电阻的关系”的实验电路图.已知电源电压$U=15\mathrm{V}$，滑动变阻器上标有“$20\Omega$ 3A”（实际最大阻值略小于$20\Omega$），实验中所用的四个定值电阻的阻值分别为$5\Omega$、$10\Omega$、$15\Omega$、$20\Omega$.为了使这四个电阻都能为实验所用，电路中电流表选择的量程和应控制的电流最合理的是（
A.0~0.6A 0.5A
B.0~3A 0.8A
C.0~3A 0.7A
D.0~3A 0.75A
C
）A.0~0.6A 0.5A
B.0~3A 0.8A
C.0~3A 0.7A
D.0~3A 0.75A
答案
18.C
解析
【分析】
要解决本题，需明确实验核心是控制电路电流恒定，使四个定值电阻都能通过滑动变阻器调节电流。解题思路：①根据最小定值电阻和滑动变阻器最大阻值，确定控制电流的下限；②根据最大定值电阻，确定控制电流的上限；③结合电流表量程，筛选出符合要求的选项，保证四个电阻都能正常调节。
【解析】
1. 确定控制电流的范围：
当定值电阻最小（$R=5\Omega$）时，滑动变阻器需接入最大阻值（约$20\Omega$），此时电路最大电流为：$I_{\mathrm{max1}}=\frac{U}{R+R_{\mathrm{滑最大}}}=\frac{15\mathrm{V}}{5\Omega+20\Omega}=0.6\mathrm{A}$，因此控制电流需$≥0.6\mathrm{A}$，否则滑动变阻器无法提供足够阻值，电流会超出设定值。
当定值电阻最大（$R=20\Omega$）时，滑动变阻器阻值不能为负，即控制电流需满足：$I_{\mathrm{max2}}=\frac{U}{R}=\frac{15\mathrm{V}}{20\Omega}=0.75\mathrm{A}$，因此控制电流需$≤0.75\mathrm{A}$，否则滑动变阻器需接入负阻值，无法实现。
综上，控制电流范围为$0.6\mathrm{A}≤ I≤0.75\mathrm{A}$。
2. 分析选项：
A选项：控制电流$0.5\mathrm{A}＜0.6\mathrm{A}$，不符合下限，排除；
B选项：控制电流$0.8\mathrm{A}＞0.75\mathrm{A}$，超过上限，排除；
D选项：控制电流$0.75\mathrm{A}$为上限，若滑动变阻器实际最大阻值略小于$20\Omega$，调节时易出现误差，合理性不足；
C选项：控制电流$0.7\mathrm{A}$在合理范围内，电流表选$0∼3\mathrm{A}$量程（0.7A在量程内，$0∼0.6\mathrm{A}$量程无法满足），符合要求。
【答案】
C
【知识点】
欧姆定律、滑动变阻器使用、电路分析
【点评】
本题结合探究电流与电阻关系的实验，考查欧姆定律的应用，关键是根据定值电阻和滑动变阻器的阻值范围，确定控制电流的合理区间，需注意滑动变阻器的调节限制和电流表量程的匹配。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需明确实验核心是控制电路电流恒定，使四个定值电阻都能通过滑动变阻器调节电流。解题思路：①根据最小定值电阻和滑动变阻器最大阻值，确定控制电流的下限；②根据最大定值电阻，确定控制电流的上限；③结合电流表量程，筛选出符合要求的选项，保证四个电阻都能正常调节。
【解析】
1. 确定控制电流的范围：
当定值电阻最小（$R=5\Omega$）时，滑动变阻器需接入最大阻值（约$20\Omega$），此时电路最大电流为：$I_{\mathrm{max1}}=\frac{U}{R+R_{\mathrm{滑最大}}}=\frac{15\mathrm{V}}{5\Omega+20\Omega}=0.6\mathrm{A}$，因此控制电流需$≥0.6\mathrm{A}$，否则滑动变阻器无法提供足够阻值，电流会超出设定值。
当定值电阻最大（$R=20\Omega$）时，滑动变阻器阻值不能为负，即控制电流需满足：$I_{\mathrm{max2}}=\frac{U}{R}=\frac{15\mathrm{V}}{20\Omega}=0.75\mathrm{A}$，因此控制电流需$≤0.75\mathrm{A}$，否则滑动变阻器需接入负阻值，无法实现。
综上，控制电流范围为$0.6\mathrm{A}≤ I≤0.75\mathrm{A}$。
2. 分析选项：
A选项：控制电流$0.5\mathrm{A}＜0.6\mathrm{A}$，不符合下限，排除；
B选项：控制电流$0.8\mathrm{A}＞0.75\mathrm{A}$，超过上限，排除；
D选项：控制电流$0.75\mathrm{A}$为上限，若滑动变阻器实际最大阻值略小于$20\Omega$，调节时易出现误差，合理性不足；
C选项：控制电流$0.7\mathrm{A}$在合理范围内，电流表选$0∼3\mathrm{A}$量程（0.7A在量程内，$0∼0.6\mathrm{A}$量程无法满足），符合要求。
【答案】
C
【知识点】
欧姆定律、滑动变阻器使用、电路分析
【点评】
本题结合探究电流与电阻关系的实验，考查欧姆定律的应用，关键是根据定值电阻和滑动变阻器的阻值范围，确定控制电流的合理区间，需注意滑动变阻器的调节限制和电流表量程的匹配。
【难度系数】
0.5
19.小明利用如图所示的电路探究“导体中电流跟电阻的关系”，电源电压保持不变，更换阻值不同的电阻$R_2$，通过调节滑动变阻器接入电路的电阻$R_1$，正确完成实验，记录各次实验中电压表示数$U$和电流表示数$I$.描点画出下列四幅图，其中最接近实际的是 （
B
）答案
19.B
解析
【分析】
本题电路为滑动变阻器$R_1$与电阻$R_2$串联，探究“导体中电流跟电阻的关系”时，需控制$R_2$两端的电压（电压表示数$U$）保持不变，通过调节$R_1$实现。需逐一分析各选项的物理量关系：
1. 选项A：电流$I$与$R_2$的关系。根据欧姆定律，当电压$U$不变时，$I=\frac{U}{R_2}$，$I$与$R_2$成反比例关系，而A图为下降直线，不符合反比例规律，故A错误。
2. 选项B：$R_2$与$R_1$的关系。串联电路电流处处相等，总电压$U_{总}=U_1+U_2$（$U_1$为$R_1$两端电压，$U_2$为$R_2$两端电压，即电压表示数，保持不变），则$U_1=U_{总}-U_2$为定值。由$I=\frac{U_1}{R_1}$和$U_2=IR_2$，代入得$U_2=\frac{U_1}{R_1}R_2$，整理得$R_2=\frac{U_2}{U_1}R_1$，因$U_2$、$U_1$均为定值，故$R_2$与$R_1$成正比，对应过原点的直线，与B图一致，故B正确。
3. 选项C：电流$I$与$R_1$的关系。总电压$U_{总}$不变，$I=\frac{U_{总}}{R_1+R_2}$，实验中$U_2$不变即$I=\frac{U_2}{R_2}$，$I$随$R_2$变化，不会随$R_1$增大而保持不变，C图不符合，故C错误。
4. 选项D：电压$U$与$R_2$的关系。实验需控制$R_2$两端电压$U$不变，$U$应为定值，不随$R_2$变化，而D图中$U$随$R_2$增大而减小，不符合，故D错误。
【解析】
本题结合探究电流与电阻关系的实验，核心是控制$R_2$两端电压不变，利用串联电路规律和欧姆定律分析各物理量关系：
选项A：$I$与$R_2$为反比例关系，A图为直线，错误；
选项B：推导得$R_2$与$R_1$成正比，对应B图的直线，正确；
选项C：$I$随$R_2$变化，不会随$R_1$增大不变，错误；
选项D：$R_2$两端电压应保持不变，D图错误。
【答案】
B
【知识点】
串联电路规律、欧姆定律、探究电流与电阻的关系
【点评】
本题考查探究电流与电阻关系的实验，需明确实验控制变量的核心，结合串联电路和欧姆定律分析物理量间的关系，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题电路为滑动变阻器$R_1$与电阻$R_2$串联，探究“导体中电流跟电阻的关系”时，需控制$R_2$两端的电压（电压表示数$U$）保持不变，通过调节$R_1$实现。需逐一分析各选项的物理量关系：
1. 选项A：电流$I$与$R_2$的关系。根据欧姆定律，当电压$U$不变时，$I=\frac{U}{R_2}$，$I$与$R_2$成反比例关系，而A图为下降直线，不符合反比例规律，故A错误。
2. 选项B：$R_2$与$R_1$的关系。串联电路电流处处相等，总电压$U_{总}=U_1+U_2$（$U_1$为$R_1$两端电压，$U_2$为$R_2$两端电压，即电压表示数，保持不变），则$U_1=U_{总}-U_2$为定值。由$I=\frac{U_1}{R_1}$和$U_2=IR_2$，代入得$U_2=\frac{U_1}{R_1}R_2$，整理得$R_2=\frac{U_2}{U_1}R_1$，因$U_2$、$U_1$均为定值，故$R_2$与$R_1$成正比，对应过原点的直线，与B图一致，故B正确。
3. 选项C：电流$I$与$R_1$的关系。总电压$U_{总}$不变，$I=\frac{U_{总}}{R_1+R_2}$，实验中$U_2$不变即$I=\frac{U_2}{R_2}$，$I$随$R_2$变化，不会随$R_1$增大而保持不变，C图不符合，故C错误。
4. 选项D：电压$U$与$R_2$的关系。实验需控制$R_2$两端电压$U$不变，$U$应为定值，不随$R_2$变化，而D图中$U$随$R_2$增大而减小，不符合，故D错误。
【解析】
本题结合探究电流与电阻关系的实验，核心是控制$R_2$两端电压不变，利用串联电路规律和欧姆定律分析各物理量关系：
选项A：$I$与$R_2$为反比例关系，A图为直线，错误；
选项B：推导得$R_2$与$R_1$成正比，对应B图的直线，正确；
选项C：$I$随$R_2$变化，不会随$R_1$增大不变，错误；
选项D：$R_2$两端电压应保持不变，D图错误。
【答案】
B
【知识点】
串联电路规律、欧姆定律、探究电流与电阻的关系
【点评】
本题考查探究电流与电阻关系的实验，需明确实验控制变量的核心，结合串联电路和欧姆定律分析物理量间的关系，难度适中。
【难度系数】
0.5
