（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该移至
（选填“A”或“B”）端；闭合开关
后，发现电流表指针无偏转，电压表的示
数接近电源电压，原因可能是电阻R
（选填“短路”或“断路”）。
（3）在探究“电流与电压的关系”的实验中，调
节电源电压为3 V，将5 Ω的电阻接入电
路，多次改变滑动变阻器的阻值，记录电
流表和电压表的示数，得到如图丙所示的
电流I随电压U变化的图丙。由图丙可
知，小桂选择的滑动变阻器是
（选填“$R_{1}$”或“$R_{2}$”）。根据图像可得：电阻
一定时，通过导体的电流与导体两端的电
压成。

（4）在探究“电流与电阻的关系”的实验中，调
节电源电压为4.5 V，选用规格为“20 Ω
1 A”的滑动变阻器，分别换上阻值不同的
定值电阻进行研究。
① 分别将5 Ω、10 Ω、15 Ω、25 Ω四个定值
电阻依次接入电路，调节滑片，保持每
次电压表示数不变，在表格中记录对应
电流表的示数。

② 实验后，老师指出第组数据是
拼凑的；根据表中数据可得：电压一定时，
通过导体的电流与成反比。
4.（2025·江苏镇江）小华在实验室中测量铅笔
芯的电阻大小。测量电路如图1所示，电源电
压为4.5 V。

（1）闭合开关前，图1中的滑动变阻器滑片应
置于最端。
（2）请按照图1将图2的实物电路连接完整。
（3）将滑动变阻器滑片从初始位置移动到另
一端，逐次记录电压表示数U和电流表示
数I，完成后作出U-I图像，如图3所示，
由图可知，铅笔芯的阻值为Ω，滑
动变阻器的最大阻值为Ω。
（4）小华想用实验室里一只刻度线清晰但所
标数字模糊不清的电流表$A_{1}$，制作一个
可直接测定电阻的仪器，他设计的电路如
图4所示，电路中电源电压U恒定且未
知，操作如下。
① 在a、b接线柱间接入导线，闭合开关，
移动滑动变阻器滑片，直到电流表指
针指到最大刻度；
② 保持滑片位置不变，a、b间改接入
10 Ω的定值电阻，此时电流表指针偏
转到最大刻度的$\dfrac{1}{3}$处；
③ 取下a、b间的定值电阻，接入待测电
阻，电流表指针偏转到最大刻度的$\dfrac{1}{4}$处，
可知待测电阻的大小为Ω；
④ 在电流表表盘刻度线处标相应的电阻
值，则电阻值分布是（选填
“均匀”或“不均匀”）的。

(2)A 断路
(3)$R_{2}$ 正比
解析:(3)当电流最小为0.12 A时,电阻R两端的电压是0.6 V,根据串联电路电压规律可知,滑动变阻器两端的电压$U_{\mathrm{滑}}=U-U_1=3\ \mathrm{V}-0.6\ \mathrm{V}=2.4\ \mathrm{V}$,则滑动变阻器接入电路的电阻$R_{\mathrm{滑}}=\frac{U_{\mathrm{滑}}}{I_1}=\frac{2.4\ \mathrm{V}}{0.12\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$,所以选择的滑动变阻器是$R_2$;由图丙可知,图线为过原点的直线,说明电压与电流的比为一定值,故可得出结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比.
(4)② 4 导体的电阻
解析:(4)② 当定值电阻最大为25 Ω时,用规格为“20 Ω 1 A”的滑动变阻器,此时电路中的最小电流$I'=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}=\frac{U}{R_{\mathrm{滑}}+R}=\frac{4.5\ \mathrm{V}}{20\ \Omega+25\ \Omega}=0.1\ \mathrm{A}$,大于0.08 A,0.08 A的数据不符合实际,故第4组数据是拼凑的;根据表中剩余数据可知,电阻与电流的乘积为一定值,故可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.
4.(1)右
(2)如图所示
(3)5 10
(4)15 不均匀
解析:(4)① 在a、b接线柱间接入导线,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,直到电流表指针指到最大刻度,设最大电流为I,滑动变阻器的阻值为R,则电源电压$U=IR$;② 保持滑片位置不变,a、b间改接入10 Ω的定值电阻,此时电流表指针偏转到最大刻度的$\frac{1}{3}$处,则电源电压$U=\frac{1}{3}I(R+10\ \Omega)$;③ 取下a、b间的定值电阻,接入待测电阻,电流表指针偏转到最大刻度的$\frac{1}{4}$处,则电源电压$U=\frac{1}{4}I(R+R_x)$;解得$R_x=15\ \Omega$,$R=5\ \Omega$;④ 在电流表表盘刻度线处标相应的电阻值,根据电源电压$U=I'(R+R_x')=I'(5\ \Omega+R_x')$,电阻刻度与电流刻度的关系式为$R_x'=\frac{U}{I'}-5\ \Omega$,是反比例函数,不是一次函数,故电阻刻度不均匀.

【分析】
这是一道电学综合实验题，围绕探究电流与电压、电阻的关系以及特殊方法测电阻展开，解题思路如下：
1. 基础操作部分：闭合开关前滑动变阻器必须调到最大阻值处保护电路，结合常规接法判断滑片位置；电路故障分析时，电流表无示数说明电路断路，电压表接近电源电压说明电压表两端连通电源，可直接定位故障。
2. 滑动变阻器选型：根据串联分压规律，找到电路电流最小时的状态，算出滑动变阻器需要接入的最大阻值，对比可选规格即可选出对应变阻器；过原点的I-U图像直接对应电阻一定时电流与电压成正比的规律。
3. 探究电流与电阻关系的误差分析：代入最大定值电阻和滑动变阻器的最大阻值，算出电路能达到的最小电流，若某组实验电流比这个最小值还小，说明该组数据无法实现，是拼凑的；结合实验数据乘积恒定的特点推导对应实验结论。
4. 测铅笔芯电阻部分：利用R=U/I从U-I图像取点计算定值电阻阻值，再结合滑动变阻器阻值最大时电路电流最小的特点算出滑动变阻器最大阻值；特殊方法测电阻时，利用电源电压恒定列三次状态的欧姆定律方程，联立求解未知电阻，再根据电阻和电流的函数关系判断刻度分布特点。
【解析】
（2）闭合开关前滑动变阻器需调至最大阻值处保护电路，因此滑片移到A端；电流表无示数说明电路断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表两端接线到电源正负极通路，因此故障是电阻R断路。
（3）电源电压为3V，从图丙可知最小电流为0.12A，此时定值电阻两端电压为0.6V，根据串联分压，滑动变阻器两端电压$U_{\mathrm{滑}}=3\ \mathrm{V}-0.6\ \mathrm{V}=2.4\ \mathrm{V}$，由欧姆定律得滑动变阻器接入阻值$R_{\mathrm{滑}}=\frac{U_{\mathrm{滑}}}{I}=\frac{2.4\ \mathrm{V}}{0.12\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$，因此选择最大阻值为20Ω的$R_2$；I-U图像是过原点的直线，说明电阻一定时，电流与电压成正比。
（4）② 电源电压4.5V，滑动变阻器最大阻值20Ω，接入最大定值电阻25Ω时，总电阻为45Ω，电路最小电流$I=\frac{4.5\ \mathrm{V}}{20\ \Omega+25\ \Omega}=0.1\ \mathrm{A}$，若第4组数据电流小于0.1A，无法通过现有器材实现，因此第4组是拼凑的；实验中保持定值电阻两端电压不变，电流与电阻的乘积恒定，说明电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
4.（1）闭合开关前滑动变阻器调至最大阻值处，因此滑片置于最右端。
（3）从U-I图像取点，根据$R=\frac{U}{I}$，铅笔芯的阻值$R_{\mathrm{笔}}=\frac{U}{I}=\frac{0.5\ \mathrm{V}}{0.1\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$；当滑动变阻器接入最大阻值时，电路电流最小，此时滑动变阻器两端电压$U_{\mathrm{滑}}=4.5\ \mathrm{V}-1.5\ \mathrm{V}=3\ \mathrm{V}$，对应电流为0.3A，因此滑动变阻器最大阻值$R_{\mathrm{滑大}}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$。
（4）③ 设电流表满偏电流为I，步骤①中$U=IR_{\mathrm{滑}}$（$R_{\mathrm{滑}}$为此时滑动变阻器接入的阻值）；步骤②中$U=\frac{1}{3}I(R_{\mathrm{滑}}+10\ \Omega)$；步骤③中$U=\frac{1}{4}I(R_{\mathrm{滑}}+R_x)$，联立三个方程消去U、I、$R_{\mathrm{滑}}$，解得$R_x=15\ \Omega$。
④ 由推导可得$R_x=\frac{U}{I'}-R_{\mathrm{滑}}$，$R_x$与$I'$是反比例函数关系，不是线性关系，因此电阻值分布不均匀。
【答案】
(2)A 断路
(3)$R_{2}$ 正比
(4)② 4 导体的电阻
4.(1)右
(2)
(3)5 10
(4)15 不均匀
【知识点】
滑动变阻器的使用
欧姆定律的应用
电流与电压、电阻的关系
【点评】
本题是电学核心实验的综合考查，覆盖了电路基本操作、故障判断、滑动变阻器选型、实验数据合理性分析、特殊方法测电阻等多个考点，既考察学生对基础实验规律的记忆，也要求学生能结合欧姆定律进行定量推导，区分度较好，能有效检验学生对电学串联电路规律的掌握程度。
【难度系数】
0.65