4. 物理课上，同学们一起用图(a)所示电路完成“探究电流与电压的关系”实验，闭合开关，甲表的指针位置如图(b)所示，下列说法正确的是 （）


A.图中乙表为电流表
B.甲表的示数为1 V
C.向左移动滑片P，两表示数均变大
D.实验中需控制R两端电压不变

4.C

【分析】要解决本题，需分步骤分析：①根据电流表串联、电压表并联的特点，判断甲、乙表的类型；②读取甲表（电流表）的示数，明确其测量对象；③分析滑动变阻器滑片移动对电路电流和定值电阻两端电压的影响；④回忆“探究电流与电压的关系”实验的控制变量要求，逐一判断选项。
【解析】
1. 电表类型判断：电流表串联在电路中，电压表并联在电路中。图(a)中乙表与定值电阻R并联，故乙为电压表；甲表串联在电路中，故甲为电流表，因此A选项错误。
2. 甲表读数：甲表为电流表，图(b)中电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，指针指向0.2A，故甲表示数为0.2A；B选项中误将甲表当作电压表，且数值错误，故B错误。
3. 滑片移动的电路变化：向左移动滑片P，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路总电阻变小，电源电压不变，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R_{总}}$，电路电流变大，因此甲表（电流表）示数变大；定值电阻R的阻值不变，由$U=IR$可知，R两端电压变大，乙表（电压表）测R两端电压，故乙表示数也变大，C选项正确。
4. 实验控制变量：探究电流与电压的关系时，需控制电阻R的阻值不变，改变R两端电压，并非控制R两端电压不变，故D错误。
【答案】C
【知识点】探究电流与电压的关系、电流表与电压表的使用、欧姆定律的应用
【点评】本题为电学实验基础题，综合考查电表判断、电流表读数、欧姆定律应用及实验控制变量要求，需熟练掌握电学核心基础知识点。
【难度系数】0.5

5. ★★（逆向思维）同学们分组进行电学实验，并记录电表示数。小明所在的学习小组讨论方案如表所示，将小明所在的学习小组将要进行实验的目的填在表中空白栏。
| 实验目的 | 电路图 | 实验方案(三种) |
| --- | --- | --- |
| | | 方案一:电池与滑动变阻器串联接入MN
方案二:由少到多将几节干电池串联，先后接入MN
方案三:电池先后与不同定值电阻$R'$串联接入MN |

5.探究电流与电压的关系 【点拨】三种方案中都是控制定值电阻R的阻值不变，改变定值电阻R两端的电压，则小明所在的学习小组将要进行实验的目的是探究电流与电压的关系。

【分析】要确定实验目的，需结合三个方案的设计特点，明确实验的控制变量与改变的物理量。探究电流与电压的关系时，需控制定值电阻的阻值不变，改变电阻两端的电压，测量对应的电流，分析电流与电压的关系。方案一中，滑动变阻器串联接入MN，移动滑片可改变电路总电阻，从而改变定值电阻R两端的电压和通过R的电流；方案二中，增加干电池节数可改变电源电压，进而改变定值电阻R两端的电压和电流；三个方案均围绕“控制电阻不变，改变电压，测电流”设计，因此可确定实验目的。
【解析】探究电流与电压的关系需采用控制变量法，保持定值电阻的阻值不变，改变定值电阻两端的电压，测量通过定值电阻的电流，分析电流与电压的定量关系。方案一：电池与滑动变阻器串联接入MN，移动滑动变阻器滑片，可改变电路电阻，从而改变定值电阻R两端的电压和电流，实现多次实验；方案二：由少到多串联干电池，可改变电源电压，进而改变定值电阻R两端的电压和电流，实现多次实验；三个方案均满足“控制定值电阻阻值不变，改变其两端电压，测量对应电流”的实验要求，因此实验目的为探究电流与电压的关系。
【答案】探究电流与电压的关系
【知识点】探究电流与电压的关系；控制变量法
【点评】本题考查电学实验的实验目的判断，核心是理解探究电流与电压关系的实验设计思路，需掌握控制变量法的应用，属于基础实验题，难度较低。
【难度系数】
0.3

6.（图像分析）如图是“探究电流与电压的关系”实验中，作出的电阻A和电阻B中电流随电压变化的图像。由图可知，通过电阻B的电流与它两端的电压成；当电阻A两端的电压为3.0 V时，通过电阻A的电流为A；两电阻中阻值较大的是（填字母）。

6.正比;0.3;A

【分析】首先，定值电阻的电流与两端电压成正比，观察电阻B的U-I图像为过原点的直线，可判断电流与电压的关系；接着从图像中读取电阻A在电压为3.0V时对应的电流值；最后利用欧姆定律计算两电阻的阻值，比较后得出阻值较大的电阻。
【解析】1. 由图像可知，电阻B的U-I图像是过原点的倾斜直线，说明通过电阻B的电流与它两端的电压成正比；2. 当电阻A两端电压为3.0V时，对应图像上的电流为0.3A；3. 根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$，计算得$R_A=\frac{3.0V}{0.3A}=10Ω$，$R_B=\frac{3.0V}{0.6A}=5Ω$，因为$10Ω＞5Ω$，所以阻值较大的是A。
【答案】正比；0.3；A
【知识点】欧姆定律；U-I图像；电阻计算
【点评】本题考查U-I图像的分析与欧姆定律的应用，关键是准确读取图像数据并结合公式计算，属于基础题型。
【难度系数】0.5

7. 探究“电流与电阻的关系”时，实验器材有三节新的干电池(电压为4.5 V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20 Ω 2 A”字样)、定值电阻4个(5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω)、开关一个、导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图。


(1)请用笔画线代替导线将图甲实物图连接完整。
(2)闭合开关，电流表无示数，电压表指针偏转超过最大测量值，则故障可能是。
(3)(逆向思维)排除故障后，将定值电阻由5 Ω更换为10 Ω时，电压表示数(填“变大”或“变小”)，此时应向(填“左”或“右”)适当调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变。
(4)图乙是根据实验数据画出的定值电阻的I—R图像，保持定值电阻两端不变的电压是V。
(5)(数据处理)小军在处理实验数据时，绘出电流与电阻倒数变化的图像，如图丙所示。分析图丙的信息，可以得到的结论是；小军所绘图像的优点是。

7.(1)如图所示
(2)定值电阻断路
(3)变大;右
(4)3
(5)电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比;更加直观
【点拨】(4)根据电流与电阻倒数变化的图像知，电流与电阻倒数变化的图像为一过原点的直线，故电流与电阻的倒数成正比，即电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比；相较于图乙的I−R图像，$I-\dfrac{1}{R}$图像为直线，能更加直观判断I与$\dfrac{1}{R}$的定量关系，进而分析出I与R的关系。

【分析】
本题是探究“电流与电阻的关系”的实验题，解题思路如下：
1. 第(1)问：需将电压表并联在定值电阻两端，选用0~3V量程测量定值电阻电压，确保电路连接符合实验要求。
2. 第(2)问：电流表无示数说明电路断路，电压表超量程说明电压表两端接近电源电压，由此判断故障。
3. 第(3)问：根据串联分压规律，换用更大阻值的定值电阻时其分压变大，电压表示数变大；要保持定值电阻电压不变，需增大滑动变阻器电阻，结合滑动变阻器接线判断滑片移动方向。
4. 第(4)问：利用欧姆定律U=IR，从I-R图像取数据计算定值电阻两端的恒定电压。
5. 第(5)问：根据I与1/R的图像特征，推导电流与电阻的关系，对比I-R图像说明I-1/R图像的优点。
【解析】
(1) 连接电路时，电压表并联在定值电阻两端，选用0~3V量程，连接后电路完整，如图所示。
(2) 电流表无示数说明电路断路；电压表指针偏转超过最大测量值，说明电压表两端电压接近电源电压，因此故障为定值电阻断路（此时电压表串联在电路中，测电源电压，超过量程）。
(3) 定值电阻由5Ω更换为10Ω时，根据串联分压规律，定值电阻阻值变大，其两端电压变大，故电压表示数变大；要保持定值电阻两端电压不变，需增大滑动变阻器接入电路的电阻，滑动变阻器接左下A和右上D，滑片向右移动时接入电阻变大，故向右调节。
(4) 根据欧姆定律U=IR，从I-R图像取数据：当R=5Ω时，电流I=0.6A，因此定值电阻两端保持不变的电压U=IR=5Ω×0.6A=3V。
(5) 由I与1/R的图像为过原点的直线，说明I与1/R成正比，即电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比；I-1/R图像为直线，相较于I-R的曲线，更加直观，便于分析电流与电阻的定量关系。
【答案】
(1) 如图所示
(2) 定值电阻断路
(3) 变大；右
(4) 3
(5) 电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比；更加直观
【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】
本题围绕探究电流与电阻关系的实验展开，全面考查电路连接、故障判断、实验操作、数据处理等核心知识点，注重对实验原理和操作细节的理解，是电学实验的典型题型，需学生熟练掌握串联分压规律和欧姆定律的应用。
【难度系数】
0.5