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1 小薇和小亮两位同学在“探究电流与电压的关系”实验中，使用两节新干电池作为电源，滑动变阻器$R'$的规格是“20 Ω 0.5 A”。
甲 乙
【基础设问】
(1)如图甲所示是小薇画的电路图，图乙是根据电路图连接的实物电路，请你根据图乙在图甲的虚线框内把电路图补充完整。
(2)开关闭合前，小薇发现电流表的指针在零刻度线左侧，原因是（填字母）。
A.电流表没有调零
B.电流表正、负接线柱接反了
(3)小薇确认电路无误后，应将滑动变阻器滑片移到最（填“左”或“右”）端，再闭合开关。此实验中滑动变阻器的作用是保护电路和。
(4)闭合开关后，移动滑片P时发现电压表无示数，电流表有示数且不断变化，则电路故障可能是定值电阻R发生了（填“断路”或“短路”）。
(5)排除故障后，小薇闭合开关进行实验，当电流表示数为0.5 A时，电压表示数如图丙所示，为V。
丙 丁
(6)小薇记录的数据如表所示，由实验数据可计算出本实验中使用的定值电阻的阻值为Ω；老师指出其中一组数据有拼凑的嫌疑，你认为是第（填写实验序号）组，理由是。
(7)排除有拼凑嫌疑的数据后，请根据小薇的实验数据，在图丁中描出各组数据对应的点并连线，作出定值电阻R的$I-U$图像。
(8)分析数据可以得到结论：在不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成比。
【能力设问】
(9)▶操作目的 下列实验与本实验进行多次测量的目的不相同的是（填字母）。
A.探究电流与电阻的关系
B.测量灯泡的电阻
C.测量定值电阻的阻值
(10)本实验不能用灯泡代替定值电阻进行上述实验，原因是本实验需要控制不变，而灯泡灯丝电阻随的变化而改变。
(11)利用图甲的电路图还可以完成的实验有（答出一个即可）。
【拓展设问】
(12)在实验过程中，滑动变阻器$R'$接入电路的最小值为Ω。
(13)小亮做完实验，利用和小薇一样的方法作出了$I-U$图像，发现两条图线的倾斜程度不一样，原因是。
甲 乙
【基础设问】
(1)如图甲所示是小薇画的电路图，图乙是根据电路图连接的实物电路，请你根据图乙在图甲的虚线框内把电路图补充完整。
(2)开关闭合前，小薇发现电流表的指针在零刻度线左侧，原因是（填字母）。
A.电流表没有调零
B.电流表正、负接线柱接反了
(3)小薇确认电路无误后，应将滑动变阻器滑片移到最（填“左”或“右”）端，再闭合开关。此实验中滑动变阻器的作用是保护电路和。
(4)闭合开关后，移动滑片P时发现电压表无示数，电流表有示数且不断变化，则电路故障可能是定值电阻R发生了（填“断路”或“短路”）。
(5)排除故障后，小薇闭合开关进行实验，当电流表示数为0.5 A时，电压表示数如图丙所示，为V。
丙 丁
(6)小薇记录的数据如表所示，由实验数据可计算出本实验中使用的定值电阻的阻值为Ω；老师指出其中一组数据有拼凑的嫌疑，你认为是第（填写实验序号）组，理由是。
(7)排除有拼凑嫌疑的数据后，请根据小薇的实验数据，在图丁中描出各组数据对应的点并连线，作出定值电阻R的$I-U$图像。
(8)分析数据可以得到结论：在不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成比。
【能力设问】
(9)▶操作目的 下列实验与本实验进行多次测量的目的不相同的是（填字母）。
A.探究电流与电阻的关系
B.测量灯泡的电阻
C.测量定值电阻的阻值
(10)本实验不能用灯泡代替定值电阻进行上述实验，原因是本实验需要控制不变，而灯泡灯丝电阻随的变化而改变。
(11)利用图甲的电路图还可以完成的实验有（答出一个即可）。
【拓展设问】
(12)在实验过程中，滑动变阻器$R'$接入电路的最小值为Ω。
(13)小亮做完实验，利用和小薇一样的方法作出了$I-U$图像，发现两条图线的倾斜程度不一样，原因是。
答案
(1)
(2)A
(3)左 改变定值电阻R两端电压
(4)短路
(5)2.5
(6)5 1 电路中的最小电流为0.12 A
(7)
(8)导体的电阻 正
(9)C
(10)电阻 温度
(11)探究电流与电阻的关系
(12)1
(13)小薇和小亮选用的定值电阻的阻值不同
【解析】
(6)由实验数据可计算出本实验中使用的定值电阻的阻值$R = \frac{5\ \Omega + 5.1\ \Omega + 5\ \Omega}{3} \approx 5\ \Omega$;滑动变阻器的最大阻值为20 Ω,当其接入电路中的阻值最大时,电路中的电流最小为$I = \frac{U}{R + R_{\mathrm{滑}}} = \frac{3\ \mathrm{V}}{5\ \Omega + 20\ \Omega} = 0.12\ \mathrm{A}$。
(12)定值电阻与滑动变阻器串联,当滑动变阻器接入电路中的阻值最小时,总电阻最小,由欧姆定律可知,此时电路中的电流最大,根据滑动变阻器规格可知,通过滑动变阻器的电流不超过0.5 A,即$I_{\mathrm{max}} = 0.5\ \mathrm{A}$,$R_{\mathrm{min}} = \frac{U}{I_{\mathrm{max}}} = \frac{3\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}} = 6\ \Omega$,此时滑动变阻器接入电路中的阻值最小为$R_{\mathrm{滑}} = R_{\mathrm{min}} - R = 6\ \Omega - 5\ \Omega = 1\ \Omega$。
解析
【分析】
本题为探究电流与电压关系的电学综合实验题，需逐一分析各设问的解题思路：
(1) 根据实物电路的连接，补充虚线框内的滑动变阻器电路图，对应实物中滑动变阻器的接入方式；
(2) 电流表使用前需调零，指针在零刻度左侧是未调零导致；正负接线柱接反会使指针反向偏转，故选A；
(3) 闭合开关前，滑动变阻器需调至最大阻值处，由图可知滑片在最左端时接入电阻最大；实验中滑动变阻器除保护电路外，还需改变定值电阻两端电压，以获取多组实验数据；
(4) 电流表有示数说明电路通路，电压表无示数，若定值电阻短路，电压表会被短路，无示数，故选短路；
(5) 电压表选用0~3V量程，分度值0.1V，示数为2.5V；
(6) 定值电阻阻值由$R=\frac{U}{I}$计算，取平均值约5Ω；滑动变阻器最大阻值20Ω时，最小电流$I=\frac{U}{R+R_{滑}}=\frac{3V}{5Ω+20Ω}=0.12A$，第1组数据电流小于0.12A，为拼凑数据；
(7) 根据实验数据描点连线，作出定值电阻的$I-U$图像；
(8) 实验结论：电阻不变时，通过导体的电流与导体两端电压成正比；
(9) 本实验多次测量目的是寻找普遍规律，测量定值电阻阻值是求平均值减小误差，故不同的是C；
(10) 实验需控制电阻不变，灯泡灯丝电阻随温度变化，不能代替定值电阻；
(11) 该电路还可完成探究电流与电阻的关系、测量定值电阻阻值等实验；
(12) 电流最大为滑动变阻器允许的0.5A，总电阻$R_{总}=\frac{U}{I_{max}}=\frac{3V}{0.5A}=6Ω$，滑动变阻器最小阻值$R_{滑}=6Ω-5Ω=1Ω$；
(13) $I-U$图像倾斜程度由定值电阻阻值决定，倾斜程度不同说明定值电阻阻值不同。
【解析】
(1) 按实物电路补充虚线框内滑动变阻器电路图；
(2) 电流表指针在零刻度左侧是使用前未调零，故选A；
(3) 闭合开关前滑动变阻器滑片移到最左端（最大阻值处），实验中滑动变阻器作用是保护电路和改变定值电阻两端电压；
(4) 电流表有示数说明电路通路，电压表无示数，定值电阻短路时电压表被短路，无示数，故选短路；
(5) 电压表量程0~3V，分度值0.1V，示数为2.5V；
(6) 定值电阻阻值$R=\frac{U}{I}$，计算得各组电阻约5Ω，平均值为5Ω；滑动变阻器最大阻值20Ω时，最小电流$I=\frac{U}{R+R_{滑}}=\frac{3V}{5Ω+20Ω}=0.12A$，第1组数据电流小于0.12A，为拼凑数据；
(7) 根据实验数据描点连线作$I-U$图像；
(8) 由实验数据可知，电阻不变时，电流与电压成正比；
(9) 本实验多次测量目的是寻找普遍规律，A、B选项均为找规律，C选项为减小误差，故选C；
(10) 实验需控制电阻不变，灯泡灯丝电阻随温度变化，不能代替定值电阻；
(11) 该电路可完成探究电流与电阻的关系等实验；
(12) 电源电压3V，滑动变阻器允许最大电流0.5A，总电阻$R_{总}=\frac{U}{I_{max}}=\frac{3V}{0.5A}=6Ω$，滑动变阻器最小阻值$R_{滑}=6Ω-5Ω=1Ω$；
(13) $I-U$图像斜率为$\frac{1}{R}$，倾斜程度不同说明定值电阻阻值不同。
【答案】
(1)
(2)A
(3)左 改变定值电阻R两端电压
(4)短路
(5)2.5
(6)5 1 电路中的最小电流为0.12 A
(7)
(8)导体的电阻 正
(9)C
(10)电阻 温度
(11)探究电流与电阻的关系
(12)1
(13)小薇和小亮选用的定值电阻的阻值不同
【知识点】
欧姆定律、电路故障分析、滑动变阻器的使用
【点评】
本题是初中电学核心实验的综合题，全面考查探究电流与电压关系的全流程，涵盖电路连接、故障判断、数据处理、实验结论及拓展应用，是中考常考题型，需学生熟练掌握电学实验的核心要点。
【难度系数】
0.5
本题为探究电流与电压关系的电学综合实验题，需逐一分析各设问的解题思路：
(1) 根据实物电路的连接，补充虚线框内的滑动变阻器电路图，对应实物中滑动变阻器的接入方式；
(2) 电流表使用前需调零，指针在零刻度左侧是未调零导致；正负接线柱接反会使指针反向偏转，故选A；
(3) 闭合开关前，滑动变阻器需调至最大阻值处，由图可知滑片在最左端时接入电阻最大；实验中滑动变阻器除保护电路外，还需改变定值电阻两端电压，以获取多组实验数据；
(4) 电流表有示数说明电路通路，电压表无示数，若定值电阻短路，电压表会被短路，无示数，故选短路；
(5) 电压表选用0~3V量程，分度值0.1V，示数为2.5V；
(6) 定值电阻阻值由$R=\frac{U}{I}$计算，取平均值约5Ω；滑动变阻器最大阻值20Ω时，最小电流$I=\frac{U}{R+R_{滑}}=\frac{3V}{5Ω+20Ω}=0.12A$，第1组数据电流小于0.12A，为拼凑数据；
(7) 根据实验数据描点连线，作出定值电阻的$I-U$图像；
(8) 实验结论：电阻不变时，通过导体的电流与导体两端电压成正比；
(9) 本实验多次测量目的是寻找普遍规律，测量定值电阻阻值是求平均值减小误差，故不同的是C；
(10) 实验需控制电阻不变，灯泡灯丝电阻随温度变化，不能代替定值电阻；
(11) 该电路还可完成探究电流与电阻的关系、测量定值电阻阻值等实验；
(12) 电流最大为滑动变阻器允许的0.5A，总电阻$R_{总}=\frac{U}{I_{max}}=\frac{3V}{0.5A}=6Ω$，滑动变阻器最小阻值$R_{滑}=6Ω-5Ω=1Ω$；
(13) $I-U$图像倾斜程度由定值电阻阻值决定，倾斜程度不同说明定值电阻阻值不同。
【解析】
(1) 按实物电路补充虚线框内滑动变阻器电路图；
(2) 电流表指针在零刻度左侧是使用前未调零，故选A；
(3) 闭合开关前滑动变阻器滑片移到最左端（最大阻值处），实验中滑动变阻器作用是保护电路和改变定值电阻两端电压；
(4) 电流表有示数说明电路通路，电压表无示数，定值电阻短路时电压表被短路，无示数，故选短路；
(5) 电压表量程0~3V，分度值0.1V，示数为2.5V；
(6) 定值电阻阻值$R=\frac{U}{I}$，计算得各组电阻约5Ω，平均值为5Ω；滑动变阻器最大阻值20Ω时，最小电流$I=\frac{U}{R+R_{滑}}=\frac{3V}{5Ω+20Ω}=0.12A$，第1组数据电流小于0.12A，为拼凑数据；
(7) 根据实验数据描点连线作$I-U$图像；
(8) 由实验数据可知，电阻不变时，电流与电压成正比；
(9) 本实验多次测量目的是寻找普遍规律，A、B选项均为找规律，C选项为减小误差，故选C；
(10) 实验需控制电阻不变，灯泡灯丝电阻随温度变化，不能代替定值电阻；
(11) 该电路可完成探究电流与电阻的关系等实验；
(12) 电源电压3V，滑动变阻器允许最大电流0.5A，总电阻$R_{总}=\frac{U}{I_{max}}=\frac{3V}{0.5A}=6Ω$，滑动变阻器最小阻值$R_{滑}=6Ω-5Ω=1Ω$；
(13) $I-U$图像斜率为$\frac{1}{R}$，倾斜程度不同说明定值电阻阻值不同。
【答案】
(1)
(2)A
(3)左 改变定值电阻R两端电压
(4)短路
(5)2.5
(6)5 1 电路中的最小电流为0.12 A
(7)
(8)导体的电阻 正
(9)C
(10)电阻 温度
(11)探究电流与电阻的关系
(12)1
(13)小薇和小亮选用的定值电阻的阻值不同
【知识点】
欧姆定律、电路故障分析、滑动变阻器的使用
【点评】
本题是初中电学核心实验的综合题，全面考查探究电流与电压关系的全流程，涵盖电路连接、故障判断、数据处理、实验结论及拓展应用，是中考常考题型，需学生熟练掌握电学实验的核心要点。
【难度系数】
0.5
