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5.[新趋势——创新性](2025·孝感云梦县期中)
如图所示是电阻甲和乙的U-I图像,将电阻甲和乙串联接在某电路中时,甲两端的电压为1.5 V,则此时电源两端的电压为
如图所示是电阻甲和乙的U-I图像,将电阻甲和乙串联接在某电路中时,甲两端的电压为1.5 V,则此时电源两端的电压为
2
V;当将电阻甲和乙并联接在另一电路中时,通过电阻乙的电流为0.3 A,则干路电流为0.4
A。小红想选择一个电阻来探究电流与电压的关系,她应该选择电阻甲
(选填“甲”或“乙”)。答案
5.2 0.4 甲
【解析】由图像可知，当甲两端的电压为1.5 V时，通过它的电流为0.3 A，甲、乙两电阻串联，电流相等，此时乙电阻两端电压为0.5 V，电源电压$U=1.5\ \mathrm{V}+0.5\ \mathrm{V}=2\ \mathrm{V}$。当将电阻甲和乙并联接在另一电路中时，通过电阻乙的电流为0.3 A，电阻乙两端的电压为0.5 V，此时通过电阻甲的电流为0.1 A，所以干路电流$I=0.1\ \mathrm{A}+0.3\ \mathrm{A}=0.4\ \mathrm{A}$。由图像可知，电阻甲阻值不变，电阻乙阻值改变，探究电流与电压的关系时，应控制电阻阻值不变，故应选择甲电阻。
【解析】由图像可知，当甲两端的电压为1.5 V时，通过它的电流为0.3 A，甲、乙两电阻串联，电流相等，此时乙电阻两端电压为0.5 V，电源电压$U=1.5\ \mathrm{V}+0.5\ \mathrm{V}=2\ \mathrm{V}$。当将电阻甲和乙并联接在另一电路中时，通过电阻乙的电流为0.3 A，电阻乙两端的电压为0.5 V，此时通过电阻甲的电流为0.1 A，所以干路电流$I=0.1\ \mathrm{A}+0.3\ \mathrm{A}=0.4\ \mathrm{A}$。由图像可知，电阻甲阻值不变，电阻乙阻值改变，探究电流与电压的关系时，应控制电阻阻值不变，故应选择甲电阻。
解析
【分析】
要解决这道题，需结合U-I图像的特点，利用串并联电路的电流、电压规律分析：首先，甲的U-I图像是直线，说明其电阻不变，乙是曲线，电阻随电压变化；当甲、乙串联时，电流处处相等，需先从图像找到甲电压为1.5V时的电流，再找到该电流下乙的电压，两者相加得电源电压；当甲、乙并联时，各支路电压相等，先从图像找到乙电流为0.3A时的电压，再找到该电压下甲的电流，两者相加得干路电流；探究电流与电压的关系时，需保持电阻不变，据此选择电阻。
【解析】
1. 串联情况：由U-I图像可知，甲为定值电阻，当甲两端电压$U_甲=1.5\ \mathrm{V}$时，对应的电流$I=0.3\ \mathrm{A}$。甲、乙串联时电流相等，因此通过乙的电流也为$0.3\ \mathrm{A}$，从图像中可得此时乙两端的电压$U_乙=0.5\ \mathrm{V}$。根据串联电路电压规律，电源电压$U=U_甲+U_乙=1.5\ \mathrm{V}+0.5\ \mathrm{V}=2\ \mathrm{V}$。
2. 并联情况：当甲、乙并联时，各支路电压相等。已知通过乙的电流$I_乙=0.3\ \mathrm{A}$，从图像中可得此时乙两端的电压$U'=0.5\ \mathrm{V}$，则甲两端电压也为$0.5\ \mathrm{V}$，对应的通过甲的电流$I_甲=0.1\ \mathrm{A}$。根据并联电路电流规律，干路电流$I_{总}=I_甲+I_乙=0.1\ \mathrm{A}+0.3\ \mathrm{A}=0.4\ \mathrm{A}$。
3. 探究电流与电压的关系时，需控制电阻阻值不变，由图像可知甲的电阻不变，乙的电阻随电压变化，因此应选择电阻甲。
【答案】
2；0.4；甲
【知识点】
U-I图像、串并联电路特点、电流与电压的关系
【点评】
本题结合U-I图像考查串并联电路的计算，以及探究电流与电压关系的实验条件，关键是能从图像中准确读取对应电压和电流值，掌握串并联电路的电流、电压规律，注重对图像分析能力的考查。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需结合U-I图像的特点，利用串并联电路的电流、电压规律分析：首先，甲的U-I图像是直线，说明其电阻不变，乙是曲线，电阻随电压变化；当甲、乙串联时，电流处处相等，需先从图像找到甲电压为1.5V时的电流，再找到该电流下乙的电压，两者相加得电源电压；当甲、乙并联时，各支路电压相等，先从图像找到乙电流为0.3A时的电压，再找到该电压下甲的电流，两者相加得干路电流；探究电流与电压的关系时，需保持电阻不变，据此选择电阻。
【解析】
1. 串联情况：由U-I图像可知，甲为定值电阻，当甲两端电压$U_甲=1.5\ \mathrm{V}$时，对应的电流$I=0.3\ \mathrm{A}$。甲、乙串联时电流相等，因此通过乙的电流也为$0.3\ \mathrm{A}$，从图像中可得此时乙两端的电压$U_乙=0.5\ \mathrm{V}$。根据串联电路电压规律，电源电压$U=U_甲+U_乙=1.5\ \mathrm{V}+0.5\ \mathrm{V}=2\ \mathrm{V}$。
2. 并联情况：当甲、乙并联时，各支路电压相等。已知通过乙的电流$I_乙=0.3\ \mathrm{A}$，从图像中可得此时乙两端的电压$U'=0.5\ \mathrm{V}$，则甲两端电压也为$0.5\ \mathrm{V}$，对应的通过甲的电流$I_甲=0.1\ \mathrm{A}$。根据并联电路电流规律，干路电流$I_{总}=I_甲+I_乙=0.1\ \mathrm{A}+0.3\ \mathrm{A}=0.4\ \mathrm{A}$。
3. 探究电流与电压的关系时，需控制电阻阻值不变，由图像可知甲的电阻不变，乙的电阻随电压变化，因此应选择电阻甲。
【答案】
2；0.4；甲
【知识点】
U-I图像、串并联电路特点、电流与电压的关系
【点评】
本题结合U-I图像考查串并联电路的计算，以及探究电流与电压关系的实验条件，关键是能从图像中准确读取对应电压和电流值，掌握串并联电路的电流、电压规律，注重对图像分析能力的考查。
【难度系数】
0.6
6. [质疑创新] (2025·山东)某小组在“探究电压一定时,电流与电阻的关系”实验中,设计的电路图如图甲所示。
(1)根据电路图甲,用笔画线代替导线将图乙中的电路补充完整。
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表、电压表均无示数,将另一电压表的两端依次连接图乙中的M与N、N与O、O与P,分别显示0 V、0 V、3.0 V,由此判断电路故障为
(3)排除以上故障后,接入$4\ \Omega$的定值电阻,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.0 V,此时电流表的示数如图丙所示,为
(4)断开开关,用$5\ \Omega$的定值电阻替换$4\ \Omega$的定值电阻后,闭合开关,接下来的操作是
(5)更换不同定值电阻进行实验,得到如下数据:
分析数据,小华发现保持电压不变时,通过导体的电流随着电阻的增大而减小,猜想电流与电阻成反比。为了验证他的猜想,请描点并作出$I-\frac{1}{R}$图像。
(6)根据图像得出结论:实验误差允许范围内,在电压一定的情况下,通过导体的电流与
(1)根据电路图甲,用笔画线代替导线将图乙中的电路补充完整。
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表、电压表均无示数,将另一电压表的两端依次连接图乙中的M与N、N与O、O与P,分别显示0 V、0 V、3.0 V,由此判断电路故障为
导线PM开路
。(3)排除以上故障后,接入$4\ \Omega$的定值电阻,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.0 V,此时电流表的示数如图丙所示,为
0.52
A。(4)断开开关,用$5\ \Omega$的定值电阻替换$4\ \Omega$的定值电阻后,闭合开关,接下来的操作是
向左移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.0 V
,并记录电流表的示数。(5)更换不同定值电阻进行实验,得到如下数据:
分析数据,小华发现保持电压不变时,通过导体的电流随着电阻的增大而减小,猜想电流与电阻成反比。为了验证他的猜想,请描点并作出$I-\frac{1}{R}$图像。
(6)根据图像得出结论:实验误差允许范围内,在电压一定的情况下,通过导体的电流与
$\frac{1}{R}$
(选填“R”或“$\frac{1}{R}$”)成正比,即电流与电阻
成反比。答案
6.(1)如图甲所示
(2)导线PM开路
(3)0.52
(4)向左移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.0 V
(5)如图乙所示
(6)$\frac{1}{R}$ 电阻
解析
【分析】
本题是探究电压一定时电流与电阻关系的实验题，需结合串联电路规律、电路故障分析、电流表读数、实验操作及图像分析解题：
1. 电路连接：滑动变阻器按“一上一下”串联，电压表并联在定值电阻两端，根据实验电压选0~3V量程，补充电路；
2. 故障分析：电表均无示数说明电路断路，通过电压表接不同点的示数判断断路位置；
3. 电流表读数：确定量程和分度值读取示数；
4. 实验操作：更换定值电阻后，需调节滑动变阻器保持定值电阻两端电压不变，结合串联分压确定滑片移动方向；
5. 图像绘制：根据数据描点作I-1/R图像；
6. 实验结论：根据图像线性关系，结合欧姆定律得出电流与电阻的关系。
【解析】
(1) 电路补充：滑动变阻器“一上一下”串联接入，电压表并联在定值电阻两端，选0~3V量程，连接后电路正确；
(2) 故障判断：闭合开关电表无示数说明电路断路，电压表接O-P时示数为电源电压，说明O-P通路，M-N、N-O无电压，故断路在M-P间，即导线PM开路；
(3) 电流表读数：电流表用0~0.6A量程，分度值0.02A，示数为0.52A；
(4) 实验操作：更换更大定值电阻后，其分压变大，需向左移动滑动变阻器滑片，减小滑动变阻器接入电阻，使定值电阻两端电压回到2.0V，再记录电流；
(5) 图像绘制：根据实验数据在I-1/R坐标系描点，连线得到图像；
(6) 结论：I-1/R图像为过原点的直线，说明电压一定时，电流与$\frac{1}{R}$成正比，即电流与电阻成反比。
【答案】
6.(1) 如图甲所示
(2) 导线PM开路
(3) 0.52
(4) 向左移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.0 V
(5) 如图乙所示
(6) $\frac{1}{R}$；电阻
【知识点】
探究电流与电阻的关系、电路故障分析、欧姆定律应用
【点评】
本题考查探究电流与电阻关系的实验，涵盖电路连接、故障分析、实验操作、图像分析等核心考点，需掌握串联分压规律、电流表读数方法，理解控制变量法的应用，是中等难度的实验题。
【难度系数】
0.4
本题是探究电压一定时电流与电阻关系的实验题，需结合串联电路规律、电路故障分析、电流表读数、实验操作及图像分析解题：
1. 电路连接：滑动变阻器按“一上一下”串联，电压表并联在定值电阻两端，根据实验电压选0~3V量程，补充电路；
2. 故障分析：电表均无示数说明电路断路，通过电压表接不同点的示数判断断路位置；
3. 电流表读数：确定量程和分度值读取示数；
4. 实验操作：更换定值电阻后，需调节滑动变阻器保持定值电阻两端电压不变，结合串联分压确定滑片移动方向；
5. 图像绘制：根据数据描点作I-1/R图像；
6. 实验结论：根据图像线性关系，结合欧姆定律得出电流与电阻的关系。
【解析】
(1) 电路补充：滑动变阻器“一上一下”串联接入，电压表并联在定值电阻两端，选0~3V量程，连接后电路正确；
(2) 故障判断：闭合开关电表无示数说明电路断路，电压表接O-P时示数为电源电压，说明O-P通路，M-N、N-O无电压，故断路在M-P间，即导线PM开路；
(3) 电流表读数：电流表用0~0.6A量程，分度值0.02A，示数为0.52A；
(4) 实验操作：更换更大定值电阻后，其分压变大，需向左移动滑动变阻器滑片，减小滑动变阻器接入电阻，使定值电阻两端电压回到2.0V，再记录电流；
(5) 图像绘制：根据实验数据在I-1/R坐标系描点，连线得到图像；
(6) 结论：I-1/R图像为过原点的直线，说明电压一定时，电流与$\frac{1}{R}$成正比，即电流与电阻成反比。
【答案】
6.(1) 如图甲所示
(2) 导线PM开路
(3) 0.52
(4) 向左移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.0 V
(5) 如图乙所示
(6) $\frac{1}{R}$；电阻
【知识点】
探究电流与电阻的关系、电路故障分析、欧姆定律应用
【点评】
本题考查探究电流与电阻关系的实验，涵盖电路连接、故障分析、实验操作、图像分析等核心考点，需掌握串联分压规律、电流表读数方法，理解控制变量法的应用，是中等难度的实验题。
【难度系数】
0.4
