5[2025山西中考,中]如图是探究电流与电阻关系的实验装置,电源电压为3 V,实验用到定值电阻的阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω。

| 次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 电阻 R/Ω | 5 | | 15 | 20 | 25 |
| 电流 I/A | 0.4 | 0.2 | 0.14 | 0.1 | 0.08 |
(1)请你用笔画线代替导线,把图中实物电路连接完整(导线不得交叉)。
(2)连接电路时,开关应。连接好电路,实验前,应将滑动变阻器的滑片移至(填“A”或“B”)端。实验中,滑动变阻器除保护电路外,还有的作用。
(3)闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,其原因可能是。
(4)排除故障后,通过实验获得数据如上表,分析数据可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成。第5次实验时,滑动变阻器接入电路的电阻应为Ω。

5. (1)如图2所示 (2)断开 A 更换电阻后控制电阻两端电压不变 (3)电阻R短路(合理即可) (4)反比 12.5 【解析】(1)电源电压为3 V,故电压表选用小量程与待测电阻并联。(2)连接电路的过程中,为保护电路,开关必须是断开的;闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,即A端;本题探究电流与电阻的关系,应使用控制变量法控制电压不变,滑动变阻器起到更换电阻后控制电阻两端电压不变的作用。(3)分析实物图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表有示数,电压表无示数,原因可能是电路中与电压表并联的部分短路,即电阻R短路。(4)由题中表格数据得出实验结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$的变形形式得到定值电阻两端电压为$U_x=IR=0.4 A×5 Ω=2 V$,根据串联电路的特点,滑动变阻器两端电压为$U_{滑变}=U_总-U_x=3 V-2 V=1 V$,则第5次实验时,滑动变阻器接入电路的电阻$R_{滑变}=\frac{U_{滑变}}{I'}=\frac{1 V}{0.08 A}=12.5 Ω$。

【分析】
本题是探究电流与电阻关系的电学实验题，解题思路如下：
1. 第(1)问：根据电源电压确定电压表量程，将电压表并联在定值电阻两端，完成无交叉的电路连接；
2. 第(2)问：连接电路时为保护电路，开关需断开；闭合开关前滑动变阻器滑片移到阻值最大处；探究电流与电阻关系需控制定值电阻两端电压不变，滑动变阻器的作用即为此；
3. 第(3)问：电流表有示数说明电路通路，电压表无示数，故障为与电压表并联的定值电阻短路；
4. 第(4)问：分析表格数据，由电流与电阻的乘积为定值得出实验结论；利用欧姆定律算出定值电阻的控制电压，结合串联电路电压规律算出滑动变阻器电压，再用欧姆定律算出第5次实验时滑动变阻器的电阻。
【解析】
(1) 电源电压为3V，电压表选用0~3V量程，将电压表并联在定值电阻两端，导线不交叉，完成电路连接；
(2) 连接电路时，为防止短路损坏元件，开关应断开；闭合开关前，滑动变阻器滑片移至阻值最大处，即A端；探究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端电压不变，因此滑动变阻器除保护电路外，还能更换电阻后控制电阻两端电压不变；
(3) 电流表有示数说明电路为通路，电压表无示数，故障原因是与电压表并联的定值电阻R短路；
(4) 由表格数据可知，每组电流与电阻的乘积（定值电阻两端电压）为定值，因此结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；第1次实验时定值电阻两端电压$U_R=I_1R_1=0.4A×5Ω=2V$，串联电路总电压等于各部分电压之和，滑动变阻器两端电压$U_{滑}=U_总-U_R=3V-2V=1V$；第5次实验电流$I_5=0.08A$，根据欧姆定律，滑动变阻器接入电阻$R_{滑}=\frac{U_{滑}}{I_5}=\frac{1V}{0.08A}=12.5Ω$。
【答案】
(1) 如图2所示；
(2) 断开；A；更换电阻后控制电阻两端电压不变；
(3) 电阻R短路（合理即可）；
(4) 反比；12.5
【知识点】
探究电流与电阻的关系、欧姆定律、电路故障分析
【点评】
本题为中考电学实验典型题，综合考查电路连接、实验操作规范、故障判断、结论总结及欧姆定律应用，重点考查控制变量法的运用，需熟练掌握串联电路规律及欧姆定律计算。
【难度系数】
0.6

6[2025甘肃武威中考改编,中]小勤从废旧收音机上拆下一个完好的定值电阻$R$,他想知道该电阻的阻值,采用“伏安法”进行测量,图甲实验所用电源电压为3 V。

(1)请用笔画线表示导线,补全图甲实物电路的连接。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于(填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关后,发现电压表有示数,电流表无示数,由此可判断产生的故障是断路。
(4)排除故障后,正确连接电路。移动滑动变阻器滑片到某一位置时,发现电流表示数为0.24 A,电压表示数如图乙所示,为V,则定值电阻$R$的阻值为Ω。
(5)为了减小实验误差,小勤应采取的措施是:。
(6)小勤不小心将电压表损坏,爸爸告诉小勤,仅利用电流表和已知阻值的定值电阻也可以测电阻。小勤设计了图丙所示的电路(电源电压未知)来测量另一个待测电阻$R_x$的阻值,电流表选0~0.6 A的量程,定值电阻$R_0$的阻值为10 Ω。
①具体操作如下:
a.闭合开关$S_1$,断开开关$S_2$,读出电流表示数为0.4 A;
b.,读出电流表示数为0.5 A(请将实验操作补充完整);
②由以上数据可得,待测电阻$R_x$的阻值为Ω;
③小勤研究发现,在电源电压和电流表量程不变的情况下,利用该电路能测出的最小阻值为Ω,原因是。

6. (1)见解析图 (2)A (3)电阻R (4)2.4 10 (5)多次测量求平均值 (6)①闭合开关$S_1$、$S_2$ ②40 ③20 当待测电阻阻值为20 Ω时,干路中的电流已达到电流表小量程所能测量的最大值 【解析】(1)电源电压为3 V,故电压表选用小量程并联在电阻R两端,如图3所示; (2)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处,即A端; (3)闭合开关后,发现电流表无示数,说明电路可能断路,电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联部分以外的电路是完好的,则故障为与电压表并联部分断路,则故障是电阻R断路; (4)由(1)可知,电压表选用小量程,则图乙中电压表的分度值为0.1 V,示数为2.4 V,则定值电阻R的阻值为:$R=\frac{U}{I}=\frac{2.4 V}{0.24 A}=10 Ω$; (5)为了减小误差,应多次测量求平均值; (6)实验步骤: ①a.闭合开关$S_1$,断开开关$S_2$,读出电流表示数为0.4 A; b.闭合开关$S_1$、$S_2$,读出电流表示数为0.5 A; ②在步骤①a中,电路为$R_0$的简单电路,电流表测电路中的电流,由欧姆定律知,电源电压$U'=U_0=I_0 R_0=0.4 A×10 Ω=4 V$;在步骤①b中,两电阻并联,电流表测干路电流;根据并联电路电流规律可知,通过$R_x$的电流为$I_x=I'-I_0=0.5 A-0.4 A=0.1 A$,则待测电阻$R_x$的阻值为:$R_x=\frac{U'}{I_x}=\frac{4 V}{0.1 A}=40 Ω$; ③电流表量程为0~0.6 A,即电路中最大电流为0.6 A,因电源电压不变,则通过$R_0$的电流不变,故通过待测电阻的最大电流为$I_x'=0.6 A-0.4 A=0.2 A$,故利用该电路能测出的最小阻值为$R_x'=\frac{U'}{I_x'}=\frac{4 V}{0.2 A}=20 Ω$。

【分析】
本题围绕伏安法测电阻及特殊方法测电阻展开，需逐步分析各小问：
1. 补全电路：电源电压为3V，电压表选0~3V量程并联在电阻R两端，滑动变阻器按“一上一下”接入电路，据此补全导线。
2. 滑动变阻器使用：闭合开关前，滑片需置于阻值最大处，根据滑动变阻器接线判断对应端点。
3. 电路故障分析：电流表无示数说明电路断路，电压表有示数说明电压表与电源连通，故障为与电压表并联的部分断路。
4. 电压与电阻计算：先确定电压表量程和读数，再利用欧姆定律计算定值电阻R的阻值。
5. 减小误差方法：伏安法测电阻时，多次测量求平均值可减小实验误差。
6. 特殊方法测待测电阻：利用并联电路电流规律和欧姆定律，先求电源电压，再计算待测电阻阻值，最后结合电流表量程确定可测的最小阻值。
【解析】
(1) 电源电压为3V，电压表选用0~3V量程并联在电阻R两端，滑动变阻器已接B端，需将电压表“3”接线柱连接到电阻R的右端，实物连接图见解析（对应）。
(2) 闭合开关前，滑动变阻器滑片应位于阻值最大处，滑动变阻器接B和C，滑片在A端时电阻最大，故填A。
(3) 电流表无示数说明电路断路，电压表有示数说明电压表与电源连通，故障为与电压表并联的电阻R断路。
(4) 电压表选用0~3V量程，分度值为0.1V，示数为2.4V；电流表示数为0.24A，由欧姆定律$R=\frac{U}{I}=\frac{2.4V}{0.24A}=10Ω$。
(5) 为减小实验误差，应采取多次测量求平均值的措施。
(6) ① 操作b为闭合开关$S_1$、$S_2$；② 步骤a中，电路为$R_0$的简单电路，电源电压$U=I_0R_0=0.4A×10Ω=4V$；步骤b中，两电阻并联，干路电流为0.5A，通过$R_x$的电流$I_x=0.5A-0.4A=0.1A$，故$R_x=\frac{U}{I_x}=\frac{4V}{0.1A}=40Ω$；③ 电流表量程为0~0.6A，最大电流为0.6A，通过$R_0$的电流不变，故通过$R_x$的最大电流$I_x'=0.6A-0.4A=0.2A$，最小阻值$R_x'=\frac{U}{I_x'}=\frac{4V}{0.2A}=20Ω$，原因是当待测电阻阻值为20Ω时，干路电流达到电流表小量程最大值0.6A。
【答案】
(1) (2)A (3)电阻R (4)2.4；10 (5)多次测量求平均值 (6)①闭合开关$S_1$、$S_2$ ②40 ③20；当待测电阻阻值为20Ω时，干路中的电流已达到电流表小量程所能测量的最大值
【知识点】
伏安法测电阻、滑动变阻器使用、欧姆定律应用
【点评】
本题为中考改编题，综合考查电学实验的操作、故障分析、欧姆定律计算及特殊方法测电阻，是电学实验的典型题型，需学生掌握实验原理与电路分析能力。
【难度系数】
0.6