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8. 在探究“电压一定时，电流与电阻的关系”的实验中，设计电路如图甲所示。
（1）连接电路前，开关必须
（2）请根据图甲所示电路图，用笔画线代替导线将图乙所示实物连接成完整的电路。（导线不允许交叉）
（3）连接电路后，闭合开关，发现电流表没有示数。移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是（
A. 电流表坏了 B. 滑动变阻器短路
C. 电阻R断路 D. 电阻短路
（4）排除电路故障后进行实验，多次改变R的阻值，调节滑动变阻器，使电压表示数保持不变，记录实验数据如下表。其中第5次实验的电流表示数如图丙所示，其示数为
| 实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 电阻$R/\Omega$ | 5 | 10
| 15 | 20 | 25 |
| 电流$I/\mathrm{A}$ | 0.6 | 0.3 | 0.2 | 0.15 | |
（5）本实验的结论是
（1）连接电路前，开关必须
断开
。（2）请根据图甲所示电路图，用笔画线代替导线将图乙所示实物连接成完整的电路。（导线不允许交叉）
（3）连接电路后，闭合开关，发现电流表没有示数。移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是（
C
）。A. 电流表坏了 B. 滑动变阻器短路
C. 电阻R断路 D. 电阻短路
（4）排除电路故障后进行实验，多次改变R的阻值，调节滑动变阻器，使电压表示数保持不变，记录实验数据如下表。其中第5次实验的电流表示数如图丙所示，其示数为
0.12
A。| 实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 电阻$R/\Omega$ | 5 | 10
| 15 | 20 | 25 || 电流$I/\mathrm{A}$ | 0.6 | 0.3 | 0.2 | 0.15 | |
（5）本实验的结论是
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
。答案
8.（1）断开 （2）图略 （3）C （4）0.12 （5）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
解析
【分析】
本题围绕“电压一定时，电流与电阻的关系”实验展开，需结合电学实验操作规范、电路故障判断、欧姆定律应用及实验结论总结来解题：
1. 连接电路前，开关状态是电学实验的基础操作要求，目的是保护电路；
2. 实物连接需依据电路图，明确各元件的连接方式（电流表串联、电压表并联定值电阻、滑动变阻器一上一下接线）；
3. 电路故障分析：电流表无示数说明断路，电压表示数接近电源电压说明电压表两端与电源连通，据此判断故障；
4. 电流计算需先利用实验数据算出定值电阻两端的控制电压，再结合第五次电阻值求电流，同时注意电流表量程和分度值；
5. 实验结论需紧扣“电压一定”的前提，明确电流与电阻的关系。
【解析】
（1）连接电路前，为防止电路连接过程中出现短路损坏元件，开关必须断开；
（2）根据图甲电路图，电流表串联在电路中，电压表并联在定值电阻R两端，滑动变阻器采用“一上一下”接线原则，将电压表并联到定值电阻两端、滑动变阻器正确接入电路即可（导线不交叉，图略）；
（3）电流表无示数说明电路断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表串联在电路中，故障为定值电阻R断路，故选C；
（4）由第一次实验数据得定值电阻两端控制电压：U=I₁R₁=0.6A×5Ω=3V，第五次实验电阻R₅=25Ω，电流I₅=U/R₅=3V/25Ω=0.12A；
（5）实验中控制定值电阻两端电压不变，改变电阻后电流与电阻的乘积为定值，故结论为：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。
【答案】
（1）断开；（2）图略；（3）C；（4）0.12；（5）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
【知识点】
电学实验基本操作、电路故障分析、欧姆定律应用、探究电流与电阻的关系
【点评】
本题是初中电学核心实验题，涵盖电学实验基础操作、故障判断、定量计算及实验结论总结，全面考查学生对探究电流与电阻关系实验的掌握程度，是电学知识综合应用的典型题型。
【难度系数】
0.3
本题围绕“电压一定时，电流与电阻的关系”实验展开，需结合电学实验操作规范、电路故障判断、欧姆定律应用及实验结论总结来解题：
1. 连接电路前，开关状态是电学实验的基础操作要求，目的是保护电路；
2. 实物连接需依据电路图，明确各元件的连接方式（电流表串联、电压表并联定值电阻、滑动变阻器一上一下接线）；
3. 电路故障分析：电流表无示数说明断路，电压表示数接近电源电压说明电压表两端与电源连通，据此判断故障；
4. 电流计算需先利用实验数据算出定值电阻两端的控制电压，再结合第五次电阻值求电流，同时注意电流表量程和分度值；
5. 实验结论需紧扣“电压一定”的前提，明确电流与电阻的关系。
【解析】
（1）连接电路前，为防止电路连接过程中出现短路损坏元件，开关必须断开；
（2）根据图甲电路图，电流表串联在电路中，电压表并联在定值电阻R两端，滑动变阻器采用“一上一下”接线原则，将电压表并联到定值电阻两端、滑动变阻器正确接入电路即可（导线不交叉，图略）；
（3）电流表无示数说明电路断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表串联在电路中，故障为定值电阻R断路，故选C；
（4）由第一次实验数据得定值电阻两端控制电压：U=I₁R₁=0.6A×5Ω=3V，第五次实验电阻R₅=25Ω，电流I₅=U/R₅=3V/25Ω=0.12A；
（5）实验中控制定值电阻两端电压不变，改变电阻后电流与电阻的乘积为定值，故结论为：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。
【答案】
（1）断开；（2）图略；（3）C；（4）0.12；（5）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
【知识点】
电学实验基本操作、电路故障分析、欧姆定律应用、探究电流与电阻的关系
【点评】
本题是初中电学核心实验题，涵盖电学实验基础操作、故障判断、定量计算及实验结论总结，全面考查学生对探究电流与电阻关系实验的掌握程度，是电学知识综合应用的典型题型。
【难度系数】
0.3
9. 在相距20km的甲、乙两地之间有两条输电线，在两条输电线之间的某处发生短路。为确定短路位置，检测员用电压表、电流表和电源连成如图所示电路进行检测。已知每1m输电线的电阻为0.01 Ω，电压表的示数为3V，电流表的示数为20mA，则短路位置离甲地多远？
答案
9. 7.5km
解析
【分析】
要确定短路位置离甲地的距离，需先根据欧姆定律计算甲地到短路点间输电线的总电阻，再结合每米输电线的电阻算出对应输电线的总长度。由于短路后电流从甲地经两条输电线（往返）形成回路，该总长度是短路位置到甲地距离的2倍，据此即可求出目标距离。
【解析】
1. 单位换算：电流表的示数$ I = 20\ \mathrm{mA} = 0.02\ \mathrm{A} $。
2. 根据欧姆定律$ R = \frac{U}{I} $，计算甲地到短路点间输电线的总电阻：
$ R = \frac{3\ \mathrm{V}}{0.02\ \mathrm{A}} = 150\ \Omega $。
3. 已知每1m输电线电阻为$ 0.01\ \Omega $，则甲地到短路点间两条输电线的总长度：
$ L_{\mathrm{总}} = \frac{150\ \Omega}{0.01\ \Omega/\mathrm{m}} = 15000\ \mathrm{m} = 15\ \mathrm{km} $。
4. 因总长度是短路位置到甲地距离的2倍（电流往返两条输电线），故短路位置离甲地的距离：
$ s = \frac{L_{\mathrm{总}}}{2} = \frac{15\ \mathrm{km}}{2} = 7.5\ \mathrm{km} $。
【答案】
7.5km
【知识点】
欧姆定律、电阻计算、电路故障分析
【点评】
本题结合实际电路故障考查欧姆定律的应用，核心是理解短路后回路电阻对应往返输电线的总电阻，需注意单位换算和总长度与距离的关系，是物理知识在生活中的典型应用。
【难度系数】
0.5
要确定短路位置离甲地的距离，需先根据欧姆定律计算甲地到短路点间输电线的总电阻，再结合每米输电线的电阻算出对应输电线的总长度。由于短路后电流从甲地经两条输电线（往返）形成回路，该总长度是短路位置到甲地距离的2倍，据此即可求出目标距离。
【解析】
1. 单位换算：电流表的示数$ I = 20\ \mathrm{mA} = 0.02\ \mathrm{A} $。
2. 根据欧姆定律$ R = \frac{U}{I} $，计算甲地到短路点间输电线的总电阻：
$ R = \frac{3\ \mathrm{V}}{0.02\ \mathrm{A}} = 150\ \Omega $。
3. 已知每1m输电线电阻为$ 0.01\ \Omega $，则甲地到短路点间两条输电线的总长度：
$ L_{\mathrm{总}} = \frac{150\ \Omega}{0.01\ \Omega/\mathrm{m}} = 15000\ \mathrm{m} = 15\ \mathrm{km} $。
4. 因总长度是短路位置到甲地距离的2倍（电流往返两条输电线），故短路位置离甲地的距离：
$ s = \frac{L_{\mathrm{总}}}{2} = \frac{15\ \mathrm{km}}{2} = 7.5\ \mathrm{km} $。
【答案】
7.5km
【知识点】
欧姆定律、电阻计算、电路故障分析
【点评】
本题结合实际电路故障考查欧姆定律的应用，核心是理解短路后回路电阻对应往返输电线的总电阻，需注意单位换算和总长度与距离的关系，是物理知识在生活中的典型应用。
【难度系数】
0.5
