1 电源的电压值设置 [2026江苏无锡模拟,中]在探究“通过导体的电流与电阻的关系”时,现有可调电压电源1个,标有“50 Ω 1.0 A”的滑动变阻器,电流表,电压表,开关,阻值为5 Ω、10 Ω、20 Ω的电阻各一个,导线若干。连接如图所示的电路,为了完成对所有电阻的探究,电源电压可调节的最大值为(各表量程不变) ()


A.17.5 V
B.55 V
C.10.5 V
D.33 V

由图可知,电压表选用小量程,故定值电阻两端最大电压为3 V;当定值电阻阻值为20 Ω时,滑动变阻器连入电路的阻值最大,为50 Ω,若控制定值电阻两端的电压为3 V,则此时电源电压最大;根据串联电路分压原理可知,$\frac{U-U_\mathrm{V}}{U_\mathrm{V}}=\frac{R_\mathrm{滑}}{R_\mathrm{定}}$,即$\frac{U-3\ \mathrm{V}}{3\ \mathrm{V}}=\frac{50\ \Omega}{20\ \Omega}$,解得:$U=10.5\ \mathrm{V}$,即电源电压最大为10.5 V,此时电路电流$I=\frac{10.5\ \mathrm{V}}{70\ \Omega}=0.15\ \mathrm{A}＜0.6\ \mathrm{A}$,符合题意,故ABD错误,C正确。

2 定值电阻两端的电压值设置 [2026湖北武汉模拟,偏难]图甲是小伟探究“导体中电流与电阻的关系”的实验电路图。电源电压恒为4.5 V,滑动变阻器的最大阻值是50 Ω,电流表选用0~0.6 A的量程,电压表的量程任意选择,阻值分别为5 Ω、10 Ω、20 Ω、25 Ω的定值电阻各一个。图乙是他根据实验数据描绘出的I-R关系图像。由图像可知,当电压一定时,电流与电阻成(填“正比”或“反比”);他此次实验控制电阻两端的电压为V。为确保所有定值电阻均能完成实验且保证电路安全,他预设的定值电阻两端的电压的范围为。

由乙图中根据实验数据描绘出的I-R关系图像可知,当电压一定时,电流与电阻成反比;由乙图数据可知:当$R_1=5\ \Omega$时,$I_1=0.5\ \mathrm{A}$,此时$U_1=I_1R_1=5\ \Omega×0.5\ \mathrm{A}=2.5\ \mathrm{V}$,故此次控制定值电阻两端的电压为2.5 V;当接入电路的定值电阻阻值最小,为$R_\mathrm{min}=5\ \Omega$,且滑动变阻器接入电路中的电阻为0 Ω时,电路为定值电阻的简单电路,此时电路中的电流最大,即$I=\frac{U}{R_\mathrm{min}}=\frac{4.5\ \mathrm{V}}{5\ \Omega}=0.9\ \mathrm{A}$,因电流表量程为0~0.6 A,为保证电路安全,则电路中的最大电流只能取$I_\mathrm{max}=0.6\ \mathrm{A}$,为完成实验,定值电阻两端的电压最大为$U_\mathrm{max}=I_\mathrm{max}R_\mathrm{min}=0.6\ \mathrm{A}×5\ \Omega=3\ \mathrm{V}$;当接入电路的定值电阻阻值为$R_\mathrm{max}=25\ \Omega$,滑动变阻器接入电路的电阻为最大值50 Ω时,定值电阻两端的电压最小,根据串联分压原理可知$\frac{U-U_\mathrm{min}}{U_\mathrm{min}}=\frac{50\ \Omega}{25\ \Omega}$,即$\frac{4.5\ \mathrm{V}-U_\mathrm{min}}{U_\mathrm{min}}=2$,解得$U_\mathrm{min}=1.5\ \mathrm{V}$,故定值电阻两端的电压的范围为1.5 V~3 V。

1 并联电路中的图像问题 [2025四川凉山州模拟，中]图甲是小灯泡L和电阻R的I-U图像。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中，只闭合S₁时，电流表的示数为0.5 A。电源电压恒定，下列说法中正确的是 ()


A.只闭合S₁时，小灯泡L的电阻为20 Ω
B.再闭合S₂后，通过电阻的电流为0.3 A
C.闭合S₁、S₂后，电流表的示数为0.7 A
D.若电源电压为6 V，则通过灯泡的电流为0.75 A

由图乙可知,只闭合$\mathrm{S}_1$时,电路中只有小灯泡工作,电流表测量通过灯泡的电流,电流表的示数为0.5 A,由图甲可知,此时灯泡两端的电压$U_\mathrm{L}=U_\mathrm{源}=4\ \mathrm{V}$,则小灯泡L的电阻为$R_\mathrm{L}=\frac{U_\mathrm{L}}{I_\mathrm{L}}=\frac{4\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=8\ \Omega$,故A错误;再闭合$\mathrm{S}_2$后,小灯泡L与电阻R并联,电流表测量干路电流,根据并联电路电压规律可知$U_R=U_\mathrm{源}=4\ \mathrm{V}$,由图甲可知,通过电阻R的电流为0.2 A,电流表的示数即干路电流为$I=I_\mathrm{L}+I_R=0.5\ \mathrm{A}+0.2\ \mathrm{A}=0.7\ \mathrm{A}$,故B错误,C正确;若小灯泡电阻保持8 Ω不变,当电源电压为6 V时,通过灯泡的电流为$I'=\frac{U'_\mathrm{源}}{R_\mathrm{L}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{8\ \Omega}=0.75\ \mathrm{A}$,由于灯泡的电阻随温度的升高而增大,若电源电压为6 V,则通过灯泡的电流小于0.75 A,故D错误。故选C。

2 串联电路中的图像问题 [2025广东惠州质检,偏难]如图所示，电源电压保持不变，闭合开关时，滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端，电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图所示，下列说法中正确的是 ()

A.电源电压是12 V
B.定值电阻R的阻值是6 Ω
C.滑动变阻器的阻值范围是0~18 Ω
D.若定值电阻R接触不良，则电流表示数为0，电压表示数为0

由图1可知,该电路为R和滑动变阻器的串联电路,电流表测电路中的电流,电压表测定值电阻R两端的电压。当滑动变阻器的滑片在a端时,其连入电路的阻值为0 Ω,电路中只有定值电阻R,电路的总电阻最小,由欧姆定律可知电路中的电流最大,由图2可知此时电路中的电流为$I_\mathrm{大}=1.5\ \mathrm{A}$,对应的电压表示数为9 V,即电源电压为$U=9\ \mathrm{V}$,定值电阻R的阻值$R=\frac{U}{I_\mathrm{大}}=\frac{9\ \mathrm{V}}{1.5\ \mathrm{A}}=6\ \Omega$,故A错误,B正确;滑动变阻器的滑片在b端时,其连入电路的阻值最大,电路的总电阻最大,由欧姆定律可知电路中的电流最小,由图2可知此时电路中的电流最小为$I_\mathrm{小}=0.5\ \mathrm{A}$,对应的电压表示数为3 V,即R两端的电压为$U_R=3\ \mathrm{V}$,由串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压$U_{\mathrm{滑大}}=U-U_R=9\ \mathrm{V}-3\ \mathrm{V}=6\ \mathrm{V}$,则滑动变阻器连入电路的最大阻值为$R_{\mathrm{滑大}}=\frac{U_{\mathrm{滑大}}}{I_\mathrm{小}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=12\ \Omega$,因此滑动变阻器的阻值范围是0~12 Ω,故C错误;若定值电阻R接触不良,则电流表示数为0,电压表与电源连通,示数为9 V,故D错误。故选B。