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5.一位同学用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”.电源电压不变,下表是实验数据,若第四次实验时将定值电阻的阻值由30Ω调为40Ω后就直接读出电流表的示数,这个示数可能是（
A.0.2A
B.0.17A
C.0.15A
D.0.13A
B
）A.0.2A
B.0.17A
C.0.15A
D.0.13A
答案
5.B
解析
【分析】
探究“电流与电阻的关系”时，需控制定值电阻两端的电压不变。首先根据已有实验数据算出定值电阻两端的控制电压，再分析电阻更换为40Ω后未调节滑动变阻器时，定值电阻两端电压的变化，进而判断电流的可能范围。
【解析】
根据实验数据，定值电阻两端的控制电压为：$ U = IR = 0.6A×10Ω = 6V $（或由其他组数据验证，如$ 15Ω×0.4A=6V $、$ 20Ω×0.3A=6V $、$ 30Ω×0.2A=6V $）。当电阻换为40Ω时，若保持定值电阻两端电压为6V，理论电流应为$ I = \frac{U}{R} = \frac{6V}{40Ω} = 0.15A $。但此时未调节滑动变阻器，电阻变大，根据串联分压规律，定值电阻两端的实际电压会大于6V，因此实际电流会大于0.15A；同时滑动变阻器阻值未调整，电流不会过大，结合选项，只有0.17A符合条件。
【答案】
B
【知识点】
电流与电阻的关系、欧姆定律、串联分压
【点评】
本题考查探究电流与电阻关系的实验，核心是理解实验需控制变量的要求，分析未调节滑动变阻器时电流的变化范围，属于中等难度的实验分析题。
【难度系数】
0.4
探究“电流与电阻的关系”时，需控制定值电阻两端的电压不变。首先根据已有实验数据算出定值电阻两端的控制电压，再分析电阻更换为40Ω后未调节滑动变阻器时，定值电阻两端电压的变化，进而判断电流的可能范围。
【解析】
根据实验数据，定值电阻两端的控制电压为：$ U = IR = 0.6A×10Ω = 6V $（或由其他组数据验证，如$ 15Ω×0.4A=6V $、$ 20Ω×0.3A=6V $、$ 30Ω×0.2A=6V $）。当电阻换为40Ω时，若保持定值电阻两端电压为6V，理论电流应为$ I = \frac{U}{R} = \frac{6V}{40Ω} = 0.15A $。但此时未调节滑动变阻器，电阻变大，根据串联分压规律，定值电阻两端的实际电压会大于6V，因此实际电流会大于0.15A；同时滑动变阻器阻值未调整，电流不会过大，结合选项，只有0.17A符合条件。
【答案】
B
【知识点】
电流与电阻的关系、欧姆定律、串联分压
【点评】
本题考查探究电流与电阻关系的实验，核心是理解实验需控制变量的要求，分析未调节滑动变阻器时电流的变化范围，属于中等难度的实验分析题。
【难度系数】
0.4
6. 为测出未知电阻$R_x$的阻值(约600Ω)，小红选用电压小于3V的稳压电源、$R_1=500Ω$与$R_2=10Ω$的定值电阻、量程为0～3V的实验室电压表、量程为0～0.6A的实验室电流表等元件，设计了下面四个测量电路，其中可行的是 (
A
)答案
6.A
解析
【分析】
要测量未知电阻$R_x$的阻值，需结合已知定值电阻，利用欧姆定律与串联电路规律，通过电表测量相关物理量计算$R_x$。需逐一分析各电路能否准确获取所需数据，且电表量程适配。选项A中，可通过开关切换分别测得串联时$R_1$的电压和电源总电压，进而算出$R_x$；其他选项存在接线错误或电表量程不合适的问题，不可行。
【解析】
1. 分析选项A：
当开关S闭合，$S_1$断开、$S_2$断开时，$R_1$与$R_x$串联，电压表测$R_1$两端电压$U_1$；
当开关S闭合，$S_1$闭合、$S_2$断开时，$R_1$被短路，电压表测电源总电压$U_{总}$；
串联电路电流相等，电路电流$I=\frac{U_1}{R_1}$，$R_x$两端电压$U_x=U_{总}-U_1$，根据欧姆定律得$R_x=\frac{U_x}{I}=\frac{(U_{总}-U_1)R_1}{U_1}$，可计算$R_x$，电路可行。
2. 分析选项B：
开关切换时，电压表正负接线柱会接反，无法正确测量电压，无法获取计算$R_x$的必要数据，不可行。
3. 分析选项C、D：
$R_x$约600Ω，电源电压小于3V，电路最大电流约为$I=\frac{3V}{600Ω}=0.005A$，远小于电流表0~0.6A量程的分度值，电流表读数误差极大，无法准确测量，不可行。
综上，可行的电路是A。
【答案】
A
【知识点】
欧姆定律、串联电路特点、电阻测量
【点评】
本题考查电阻测量电路的设计，需结合欧姆定律、串联电路规律，同时考虑电表量程的合理性，综合分析各电路的可行性，对电路分析能力要求较高。
【难度系数】
0.4
要测量未知电阻$R_x$的阻值，需结合已知定值电阻，利用欧姆定律与串联电路规律，通过电表测量相关物理量计算$R_x$。需逐一分析各电路能否准确获取所需数据，且电表量程适配。选项A中，可通过开关切换分别测得串联时$R_1$的电压和电源总电压，进而算出$R_x$；其他选项存在接线错误或电表量程不合适的问题，不可行。
【解析】
1. 分析选项A：
当开关S闭合，$S_1$断开、$S_2$断开时，$R_1$与$R_x$串联，电压表测$R_1$两端电压$U_1$；
当开关S闭合，$S_1$闭合、$S_2$断开时，$R_1$被短路，电压表测电源总电压$U_{总}$；
串联电路电流相等，电路电流$I=\frac{U_1}{R_1}$，$R_x$两端电压$U_x=U_{总}-U_1$，根据欧姆定律得$R_x=\frac{U_x}{I}=\frac{(U_{总}-U_1)R_1}{U_1}$，可计算$R_x$，电路可行。
2. 分析选项B：
开关切换时，电压表正负接线柱会接反，无法正确测量电压，无法获取计算$R_x$的必要数据，不可行。
3. 分析选项C、D：
$R_x$约600Ω，电源电压小于3V，电路最大电流约为$I=\frac{3V}{600Ω}=0.005A$，远小于电流表0~0.6A量程的分度值，电流表读数误差极大，无法准确测量，不可行。
综上，可行的电路是A。
【答案】
A
【知识点】
欧姆定律、串联电路特点、电阻测量
【点评】
本题考查电阻测量电路的设计，需结合欧姆定律、串联电路规律，同时考虑电表量程的合理性，综合分析各电路的可行性，对电路分析能力要求较高。
【难度系数】
0.4
7.(2024·响水县期末)图示电路中,电源电压不变,$R_1$、$R_2$为定值电阻,$R_3$为滑动变阻器.闭合开关S,移动滑片P从左端到右端,记录电压表示数U和对应的电流表示数I,则绘出的U-I关系图像正确的是 (
D
)答案
7.D
解析
【分析】首先明确电路结构：R₁、R₂、R₃串联，电流表测电路电流I，电压表测R₂和R₃两端的总电压U。根据串联电路电压规律，电源电压U总不变，因此U = U总 - I R₁，可知U与I成一次函数关系，图像为直线，先排除曲线的选项C；再结合电路特点：当电流I最大时，滑动变阻器R₃阻值最小，此时电压表的示数U最小（等于R₂两端电压，不为0），因此直线不会与I轴相交，排除选项B；电路闭合开关后电流I不可能为0，图像起点不会在I=0处，排除选项A，故正确选项为D。
【解析】由电路图可知，R₁、R₂、R₃串联，电流表测电路中的电流I，电压表测R₂和R₃两端的总电压U。根据串联电路的电压规律：电源电压U总 = U + I R₁，变形得U = U总 - I R₁。因为U总为定值，R₁为定值电阻，所以U与I是一次函数关系，图像为倾斜直线，排除曲线的选项C；当电路中电流I最大时，滑动变阻器R₃接入阻值最小，此时U最小 = I最大 R₂ ＞ 0，因此直线不会与I轴相交，排除选项B；电路闭合后电流I ＞ 0，图像起点不会在I=0处，排除选项A，故答案为D。
【答案】D
【知识点】串联电路电压规律、欧姆定律、U-I图像分析
【点评】本题结合串联电路特点推导电压与电流的函数关系，再通过电路实际情况排除错误图像，重点考查对U-I图像的理解，需明确电压表测量对象是解题关键，难度适中。
【难度系数】0.5
【解析】由电路图可知，R₁、R₂、R₃串联，电流表测电路中的电流I，电压表测R₂和R₃两端的总电压U。根据串联电路的电压规律：电源电压U总 = U + I R₁，变形得U = U总 - I R₁。因为U总为定值，R₁为定值电阻，所以U与I是一次函数关系，图像为倾斜直线，排除曲线的选项C；当电路中电流I最大时，滑动变阻器R₃接入阻值最小，此时U最小 = I最大 R₂ ＞ 0，因此直线不会与I轴相交，排除选项B；电路闭合后电流I ＞ 0，图像起点不会在I=0处，排除选项A，故答案为D。
【答案】D
【知识点】串联电路电压规律、欧姆定律、U-I图像分析
【点评】本题结合串联电路特点推导电压与电流的函数关系，再通过电路实际情况排除错误图像，重点考查对U-I图像的理解，需明确电压表测量对象是解题关键，难度适中。
【难度系数】0.5
8.将两个阻值比为1：2的定值电阻$R_1$、$R_2$串联接在电压为6V的电路中，通过$R_2$的电流是0.2A，则$R_1$和$R_2$两端的电压比为
1:2
，$R_2$的电阻为20
Ω；若把它们并联接入同一电路，则通过$R_1$和$R_2$的电流比是2:1
。答案
8.1:2 20 2:1
解析
【分析】
本题考查串并联电路的规律及欧姆定律的应用，解题思路如下：
1. 串联电路中电流处处相等，根据欧姆定律U=IR，电流相同时电压与电阻成正比，可直接由电阻比得出串联时的电压比；
2. 先利用串联电路总电压和电流，结合欧姆定律算出总电阻，再根据电阻比求出R₂的阻值；
3. 并联电路中各支路电压相等，根据欧姆定律I=U/R，电压相同时电流与电阻成反比，可求出并联时的电流比。
【解析】
1. 串联电路中电流处处相等，即I₁=I₂=0.2A，由欧姆定律U=IR得，电压比：
$\frac{U_1}{U_2}=\frac{I R_1}{I R_2}=\frac{R_1}{R_2}=\frac{1}{2}$，故电压比为1:2；
2. 串联总电阻$R_{总}=\frac{U_{总}}{I}=\frac{6V}{0.2A}=30Ω$，已知$R_1:R_2=1:2$，设$R_1=R$，$R_2=2R$，则$R+2R=3R=30Ω$，解得$R=10Ω$，因此$R_2=2R=20Ω$；
3. 并联时各支路电压相等，即$U_1'=U_2'=6V$，由欧姆定律I=U/R得，电流比：
$\frac{I_1'}{I_2'}=\frac{U/R_1}{U/R_2}=\frac{R_2}{R_1}=\frac{2}{1}$，故电流比为2:1。
【答案】
1:2；20；2:1
【知识点】
串联电路特点、并联电路特点、欧姆定律
【点评】
本题为电学基础题，核心考查串并联电路的电流、电压规律及欧姆定律的应用，只要掌握基本规律并灵活运用即可解答，难度适中。
【难度系数】
0.7
本题考查串并联电路的规律及欧姆定律的应用，解题思路如下：
1. 串联电路中电流处处相等，根据欧姆定律U=IR，电流相同时电压与电阻成正比，可直接由电阻比得出串联时的电压比；
2. 先利用串联电路总电压和电流，结合欧姆定律算出总电阻，再根据电阻比求出R₂的阻值；
3. 并联电路中各支路电压相等，根据欧姆定律I=U/R，电压相同时电流与电阻成反比，可求出并联时的电流比。
【解析】
1. 串联电路中电流处处相等，即I₁=I₂=0.2A，由欧姆定律U=IR得，电压比：
$\frac{U_1}{U_2}=\frac{I R_1}{I R_2}=\frac{R_1}{R_2}=\frac{1}{2}$，故电压比为1:2；
2. 串联总电阻$R_{总}=\frac{U_{总}}{I}=\frac{6V}{0.2A}=30Ω$，已知$R_1:R_2=1:2$，设$R_1=R$，$R_2=2R$，则$R+2R=3R=30Ω$，解得$R=10Ω$，因此$R_2=2R=20Ω$；
3. 并联时各支路电压相等，即$U_1'=U_2'=6V$，由欧姆定律I=U/R得，电流比：
$\frac{I_1'}{I_2'}=\frac{U/R_1}{U/R_2}=\frac{R_2}{R_1}=\frac{2}{1}$，故电流比为2:1。
【答案】
1:2；20；2:1
【知识点】
串联电路特点、并联电路特点、欧姆定律
【点评】
本题为电学基础题，核心考查串并联电路的电流、电压规律及欧姆定律的应用，只要掌握基本规律并灵活运用即可解答，难度适中。
【难度系数】
0.7
9.如图所示的电路中,电阻$R_1$的阻值为$4\Omega$,当开关闭合后,电压表$\mathrm{V}_1$的示数为$2\mathrm{V}$,电压表$\mathrm{V}_2$的示数为$1\mathrm{V}$,电源两端的电压为
3
$\mathrm{V}$,通过电阻$R_1$的电流为0.5
$\mathrm{A}$,电阻$R_2$的阻值为2
$\Omega$.答案
9.3 0.5 2
解析
【分析】首先明确电路结构：开关闭合后，$R_1$与$R_2$串联；电压表$\mathrm{V}_1$并联在$R_1$两端，测量$R_1$的电压，$\mathrm{V}_2$并联在$R_2$两端，测量$R_2$的电压。解题思路为：①利用串联电路电压规律计算电源电压；②利用欧姆定律计算通过$R_1$的电流（串联电路电流处处相等）；③利用欧姆定律计算$R_2$的阻值。
【解析】
1. 电源电压：串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和，因此电源电压 $ U = U_1 + U_2 = 2\mathrm{V} + 1\mathrm{V} = 3\mathrm{V} $；
2. 通过$R_1$的电流：串联电路中电流处处相等，根据欧姆定律 $ I = \frac{U}{R} $，可得通过$R_1$的电流 $ I_1 = \frac{U_1}{R_1} = \frac{2\mathrm{V}}{4\Omega} = 0.5\mathrm{A} $；
3. 电阻$R_2$的阻值：串联电路中 $ I_2 = I_1 = 0.5\mathrm{A} $，再根据欧姆定律，$ R_2 = \frac{U_2}{I_2} = \frac{1\mathrm{V}}{0.5\mathrm{A}} = 2\Omega $。
【答案】3；0.5；2
【知识点】串联电路电压规律、欧姆定律、串联电路电流规律
【点评】本题为串联电路的基础计算题，核心是正确判断电路连接方式及电压表的测量对象，熟练运用串联电路规律和欧姆定律即可快速求解。
【难度系数】0.3
【解析】
1. 电源电压：串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和，因此电源电压 $ U = U_1 + U_2 = 2\mathrm{V} + 1\mathrm{V} = 3\mathrm{V} $；
2. 通过$R_1$的电流：串联电路中电流处处相等，根据欧姆定律 $ I = \frac{U}{R} $，可得通过$R_1$的电流 $ I_1 = \frac{U_1}{R_1} = \frac{2\mathrm{V}}{4\Omega} = 0.5\mathrm{A} $；
3. 电阻$R_2$的阻值：串联电路中 $ I_2 = I_1 = 0.5\mathrm{A} $，再根据欧姆定律，$ R_2 = \frac{U_2}{I_2} = \frac{1\mathrm{V}}{0.5\mathrm{A}} = 2\Omega $。
【答案】3；0.5；2
【知识点】串联电路电压规律、欧姆定律、串联电路电流规律
【点评】本题为串联电路的基础计算题，核心是正确判断电路连接方式及电压表的测量对象，熟练运用串联电路规律和欧姆定律即可快速求解。
【难度系数】0.3
