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10 新素养 科学思维 [2025 泗阳期末]实验小组用如图甲所示电路探究电流与电阻的关系。电源电压(3 V),定值电阻(5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω)。
（1）根据图甲中滑片位置判断，此时
（2）在实验中，首先确定一个保持不变的电压值U，将5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω的电阻依次接入电路，当电阻R由5 Ω换成10 Ω时，闭合开关，眼睛应观察
（3）将测得的数据在图乙中描点连线，由图像可知实验中设定不变的电压值U=
（1）根据图甲中滑片位置判断，此时
不能
（能/不能）直接闭合开关进行实验。（2）在实验中，首先确定一个保持不变的电压值U，将5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω的电阻依次接入电路，当电阻R由5 Ω换成10 Ω时，闭合开关，眼睛应观察
电压
表，同时将滑动变阻器的滑片向右
（左/右）端移动，才能使电压表示数变为U。（3）将测得的数据在图乙中描点连线，由图像可知实验中设定不变的电压值U=
2
V，同时发现有一组数据读取错误，究其原因是电流表选用小量程,按大量程读数了
。剔除掉错误的数据，分析图像可得出结论：在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比
。答案
10. (1)不能 (2)电压 右 (3)2 电流表选用小量程,按大量程读数了 在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比
解析
【分析】
探究电流与电阻的关系实验需控制定值电阻两端电压不变，滑动变阻器用于调节定值电阻两端电压。（1）闭合开关前滑动变阻器应调至最大阻值处，观察图甲可知此时滑动变阻器接入电阻未达最大，直接闭合开关易因电流过大损坏元件；（2）更换定值电阻时，电阻变大导致其两端电压升高，需调节滑动变阻器使电压回到设定值，因此要观察电压表示数，且需增大滑动变阻器电阻，结合接线可知滑片向右移动时接入电阻变大；（3）根据欧姆定律U=IR计算设定电压，分析图像数据时结合电流表量程判断读数错误原因，最终根据图像规律得出实验结论。
【解析】
（1）闭合开关前，滑动变阻器应置于最大阻值处以保护电路。由图甲可知，此时滑动变阻器接入电路的电阻不是最大，若直接闭合开关，电路中电流过大，易损坏元件，故不能直接闭合开关。
（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。将5Ω换成10Ω的电阻后，定值电阻阻值变大，根据串联电路分压规律，定值电阻两端电压会增大，因此闭合开关后，眼睛应观察电压表，调节滑动变阻器使电压表示数回到设定值U；此时需增大滑动变阻器接入电路的电阻，使滑动变阻器分压增大，定值电阻分压减小，结合滑动变阻器接线，滑片向右移动时接入电阻变大，故滑片向右端移动。
（3）根据欧姆定律U=IR，选取图像中R=5Ω、I=0.4A的点，计算得U=5Ω×0.4A=2V；分析图像数据，发现某组数据的IR乘积不等于2V，结合电流表量程，错误原因是电流表选用小量程，却按大量程读数，导致电流测量值偏大；剔除错误数据后，图像为反比例曲线，可得出结论：在电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。
【答案】
(1)不能 (2)电压 右 (3)2 电流表选用小量程,按大量程读数了 在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比
【知识点】
探究电流与电阻的关系、欧姆定律、串联电路分压
【点评】
本题考查电学实验中探究电流与电阻关系的操作要点、控制变量法应用及数据分析，需掌握滑动变阻器调节、欧姆定律计算和实验结论推导，是电学核心实验题型，注重科学思维的培养。
【难度系数】
0.3
探究电流与电阻的关系实验需控制定值电阻两端电压不变，滑动变阻器用于调节定值电阻两端电压。（1）闭合开关前滑动变阻器应调至最大阻值处，观察图甲可知此时滑动变阻器接入电阻未达最大，直接闭合开关易因电流过大损坏元件；（2）更换定值电阻时，电阻变大导致其两端电压升高，需调节滑动变阻器使电压回到设定值，因此要观察电压表示数，且需增大滑动变阻器电阻，结合接线可知滑片向右移动时接入电阻变大；（3）根据欧姆定律U=IR计算设定电压，分析图像数据时结合电流表量程判断读数错误原因，最终根据图像规律得出实验结论。
【解析】
（1）闭合开关前，滑动变阻器应置于最大阻值处以保护电路。由图甲可知，此时滑动变阻器接入电路的电阻不是最大，若直接闭合开关，电路中电流过大，易损坏元件，故不能直接闭合开关。
（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。将5Ω换成10Ω的电阻后，定值电阻阻值变大，根据串联电路分压规律，定值电阻两端电压会增大，因此闭合开关后，眼睛应观察电压表，调节滑动变阻器使电压表示数回到设定值U；此时需增大滑动变阻器接入电路的电阻，使滑动变阻器分压增大，定值电阻分压减小，结合滑动变阻器接线，滑片向右移动时接入电阻变大，故滑片向右端移动。
（3）根据欧姆定律U=IR，选取图像中R=5Ω、I=0.4A的点，计算得U=5Ω×0.4A=2V；分析图像数据，发现某组数据的IR乘积不等于2V，结合电流表量程，错误原因是电流表选用小量程，却按大量程读数，导致电流测量值偏大；剔除错误数据后，图像为反比例曲线，可得出结论：在电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。
【答案】
(1)不能 (2)电压 右 (3)2 电流表选用小量程,按大量程读数了 在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比
【知识点】
探究电流与电阻的关系、欧姆定律、串联电路分压
【点评】
本题考查电学实验中探究电流与电阻关系的操作要点、控制变量法应用及数据分析，需掌握滑动变阻器调节、欧姆定律计算和实验结论推导，是电学核心实验题型，注重科学思维的培养。
【难度系数】
0.3
11 如图所示，电源电压恒为12 V，电阻$R_1$为20 Ω，当开关S闭合后，电压表的示数为8 V。求：
（1）电阻$R_1$两端的电压。
（2）通过电阻$R_2$的电流。
（1）电阻$R_1$两端的电压。
（2）通过电阻$R_2$的电流。
答案
11.（1）由电路图可知，两电阻串联，电压表测$R_2$两端电压，由串联电路的电压特点可得，$R_1$两端的电压$U_1=U-U_2=12\ \mathrm{V}-8\ \mathrm{V}=4\ \mathrm{V}$
（2）由欧姆定律可得，通过$R_1$的电流$I_1=\frac{U_1}{R_1}=\frac{4\ \mathrm{V}}{20\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$，由串联电路的电流特点可得，通过$R_2$的电流$I_2=I_1=0.2\ \mathrm{A}$
（2）由欧姆定律可得，通过$R_1$的电流$I_1=\frac{U_1}{R_1}=\frac{4\ \mathrm{V}}{20\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$，由串联电路的电流特点可得，通过$R_2$的电流$I_2=I_1=0.2\ \mathrm{A}$
解析
【分析】
首先观察电路图，明确R₁与R₂为串联连接，电压表并联在R₂两端，测量R₂两端的电压。解题思路：（1）根据串联电路的电压特点，总电压等于各部分电路两端电压之和，用电源电压减去电压表的示数，即可得到R₁两端的电压；（2）先利用欧姆定律计算通过R₁的电流，再根据串联电路电流处处相等的特点，得出通过R₂的电流。
【解析】
（1）由电路图可知，R₁与R₂串联，电压表测R₂两端的电压，即U₂=8V，电源电压U=12V。根据串联电路的电压特点：U=U₁+U₂，可得R₁两端的电压：
U₁ = U - U₂ = 12V - 8V = 4V；
（2）已知R₁=20Ω，U₁=4V，根据欧姆定律I=U/R，可得通过R₁的电流：
I₁ = U₁/R₁ = 4V / 20Ω = 0.2A；
因为串联电路中各处电流相等，所以通过R₂的电流：
I₂ = I₁ = 0.2A。
【答案】
（1）4 V；（2）0.2 A
【知识点】
串联电路电压规律、串联电路电流规律、欧姆定律
【点评】
本题是基础电学题，考查串联电路的特点和欧姆定律的简单应用，解题关键是正确判断电路连接方式和电压表的测量对象，难度适中，适合多数学生解答。
【难度系数】
0.6
首先观察电路图，明确R₁与R₂为串联连接，电压表并联在R₂两端，测量R₂两端的电压。解题思路：（1）根据串联电路的电压特点，总电压等于各部分电路两端电压之和，用电源电压减去电压表的示数，即可得到R₁两端的电压；（2）先利用欧姆定律计算通过R₁的电流，再根据串联电路电流处处相等的特点，得出通过R₂的电流。
【解析】
（1）由电路图可知，R₁与R₂串联，电压表测R₂两端的电压，即U₂=8V，电源电压U=12V。根据串联电路的电压特点：U=U₁+U₂，可得R₁两端的电压：
U₁ = U - U₂ = 12V - 8V = 4V；
（2）已知R₁=20Ω，U₁=4V，根据欧姆定律I=U/R，可得通过R₁的电流：
I₁ = U₁/R₁ = 4V / 20Ω = 0.2A；
因为串联电路中各处电流相等，所以通过R₂的电流：
I₂ = I₁ = 0.2A。
【答案】
（1）4 V；（2）0.2 A
【知识点】
串联电路电压规律、串联电路电流规律、欧姆定律
【点评】
本题是基础电学题，考查串联电路的特点和欧姆定律的简单应用，解题关键是正确判断电路连接方式和电压表的测量对象，难度适中，适合多数学生解答。
【难度系数】
0.6
12 如图所示的电路中，电源电压保持6 V不变，灯L₂的电阻是10 Ω，闭合开关S，电流表A₁的示数是0.3 A，不考虑温度对灯丝电阻的影响，求：
（1）灯L₁的阻值。
（2）电流表A的示数。
（1）灯L₁的阻值。
（2）电流表A的示数。
答案
12.（1）闭合开关S，两灯并联，电流表$\mathrm{A}_1$的测量$\mathrm{L}_1$的电流，电流表A测量干路总电流，灯$\mathrm{L}_1$的电阻$R_1=\frac{U}{I_1}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$ （2）灯$\mathrm{L}_2$的电流$I_2=\frac{U}{R_2}=\frac{6\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.6\ \mathrm{A}$，电流表A的示数$I=I_1+I_2=0.3\ \mathrm{A}+0.6\ \mathrm{A}=0.9\ \mathrm{A}$
解析
【分析】首先观察电路图，判断出灯L₁与L₂为并联连接；电流表A₁与L₁串联，测量通过L₁的支路电流；电流表A在干路，测量电路的总电流。根据并联电路的电压特点，各支路两端电压等于电源电压，结合已知条件，先利用欧姆定律计算L₁的阻值，再计算L₂的支路电流，最后根据并联电路的电流规律求出干路电流，即电流表A的示数。
【解析】（1）闭合开关S后，L₁与L₂并联，电源电压U=6V，电流表A₁测量通过L₁的电流I₁=0.3A。因为并联电路中各支路两端电压等于电源电压，所以L₁两端电压U₁=U=6V。根据欧姆定律I=U/R，可得灯L₁的阻值：$R_1=\frac{U_1}{I_1}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$。（2）灯L₂两端电压U₂=U=6V，已知L₂的电阻R₂=10Ω，根据欧姆定律，通过L₂的电流：$I_2=\frac{U_2}{R_2}=\frac{6\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.6\ \mathrm{A}$。并联电路干路电流等于各支路电流之和，因此电流表A的示数（干路电流）：$I=I_1+I_2=0.3\ \mathrm{A}+0.6\ \mathrm{A}=0.9\ \mathrm{A}$。
【答案】（1）灯L₁的阻值为20Ω；（2）电流表A的示数为0.9A。
【知识点】并联电路规律、欧姆定律、电流计算
【点评】本题为基础电学计算题，考查并联电路的电压、电流特点及欧姆定律的应用，解题关键是明确电路连接方式和电流表的测量对象，难度较低，适合巩固电学基础。
【难度系数】0.6
【解析】（1）闭合开关S后，L₁与L₂并联，电源电压U=6V，电流表A₁测量通过L₁的电流I₁=0.3A。因为并联电路中各支路两端电压等于电源电压，所以L₁两端电压U₁=U=6V。根据欧姆定律I=U/R，可得灯L₁的阻值：$R_1=\frac{U_1}{I_1}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$。（2）灯L₂两端电压U₂=U=6V，已知L₂的电阻R₂=10Ω，根据欧姆定律，通过L₂的电流：$I_2=\frac{U_2}{R_2}=\frac{6\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.6\ \mathrm{A}$。并联电路干路电流等于各支路电流之和，因此电流表A的示数（干路电流）：$I=I_1+I_2=0.3\ \mathrm{A}+0.6\ \mathrm{A}=0.9\ \mathrm{A}$。
【答案】（1）灯L₁的阻值为20Ω；（2）电流表A的示数为0.9A。
【知识点】并联电路规律、欧姆定律、电流计算
【点评】本题为基础电学计算题，考查并联电路的电压、电流特点及欧姆定律的应用，解题关键是明确电路连接方式和电流表的测量对象，难度较低，适合巩固电学基础。
【难度系数】0.6
13 一个定值电阻两端电压由2 V增大到4 V时，通过该电阻的电流增加了0.1 A，若将该电阻接到10 V电源上，则通过它的电流是（
A.0.3 A
B.0.4 A
C.0.6 A
D.0.5 A
D
）A.0.3 A
B.0.4 A
C.0.6 A
D.0.5 A
答案
13. D 【解析】因电阻是导体本身的一种性质，与两端的电压和通过的电流无关，所以电阻的阻值不变，因电阻两端的电压从2 V增加到4 V时，通过该电阻的电流增加了0.1 A，由$I=\frac{U}{R}$可得$I_2-I_1=\frac{U_2}{R}-\frac{U_1}{R}=\frac{4\ \mathrm{V}}{R}-\frac{2\ \mathrm{V}}{R}=\frac{2\ \mathrm{V}}{R}=0.1\ \mathrm{A}$，解得$R=20\ \Omega$，将该电阻接到10 V电源上时通过它的电流$I=\frac{U}{R}=\frac{10\ \mathrm{V}}{20\ \Omega}=0.5\ \mathrm{A}$。
解析
【分析】
要解决这个问题，需利用定值电阻的阻值不变这一特性，结合欧姆定律逐步推导：首先根据电压变化时的电流变化量求出电阻阻值，再用欧姆定律计算10V电源下的电流。
【解析】
1. 定值电阻的阻值是导体本身的性质，与两端电压、通过的电流无关，设其阻值为$R$。
2. 根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，电压为$2V$时电流$I_1=\frac{U_1}{R}=\frac{2V}{R}$，电压为$4V$时电流$I_2=\frac{U_2}{R}=\frac{4V}{R}$。
3. 已知电流增加了$0.1A$，即$I_2 - I_1 = 0.1A$，代入得：$\frac{4V}{R} - \frac{2V}{R} = \frac{2V}{R}=0.1A$，解得$R=20\Omega$。
4. 将电阻接到$10V$电源上时，电流$I=\frac{U}{R}=\frac{10V}{20\Omega}=0.5A$。
【答案】
D
【知识点】
欧姆定律、电阻的特性
【点评】
本题考查欧姆定律的基础应用，核心是明确定值电阻阻值不随电压、电流变化，利用电流与电压的变化量求电阻，再计算对应电流，属于电学基础题型，需熟练掌握欧姆定律公式。
【难度系数】
0.7
要解决这个问题，需利用定值电阻的阻值不变这一特性，结合欧姆定律逐步推导：首先根据电压变化时的电流变化量求出电阻阻值，再用欧姆定律计算10V电源下的电流。
【解析】
1. 定值电阻的阻值是导体本身的性质，与两端电压、通过的电流无关，设其阻值为$R$。
2. 根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，电压为$2V$时电流$I_1=\frac{U_1}{R}=\frac{2V}{R}$，电压为$4V$时电流$I_2=\frac{U_2}{R}=\frac{4V}{R}$。
3. 已知电流增加了$0.1A$，即$I_2 - I_1 = 0.1A$，代入得：$\frac{4V}{R} - \frac{2V}{R} = \frac{2V}{R}=0.1A$，解得$R=20\Omega$。
4. 将电阻接到$10V$电源上时，电流$I=\frac{U}{R}=\frac{10V}{20\Omega}=0.5A$。
【答案】
D
【知识点】
欧姆定律、电阻的特性
【点评】
本题考查欧姆定律的基础应用，核心是明确定值电阻阻值不随电压、电流变化，利用电流与电压的变化量求电阻，再计算对应电流，属于电学基础题型，需熟练掌握欧姆定律公式。
【难度系数】
0.7
