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1 [2025深圳]某实验小组的小虞同学利用如图甲所示装置探究“电流与电压的关系”。
（1）在如图甲所示的虚线框内，小虞同学应填入
（2）在开关闭合前，俊俊同学指出应将滑动变阻器的滑片P移到最
（3）在闭合开关后，小诚同学发现电流表指针无偏转，电压表指针有较大偏转，若电路中只有一处故障，则可能是
（4）由下面表格数据可知，电压与电流的比值
（5）分析如图乙坐标图，小虞同学发现导致②组数据与①和③不同的原因是
（1）在如图甲所示的虚线框内，小虞同学应填入
定值电阻
（填一种用电器名）。（2）在开关闭合前，俊俊同学指出应将滑动变阻器的滑片P移到最
右
（选填“左”或“右”）端。（3）在闭合开关后，小诚同学发现电流表指针无偏转，电压表指针有较大偏转，若电路中只有一处故障，则可能是
定值电阻开路
。（4）由下面表格数据可知，电压与电流的比值
不变
，小虞由此得出结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。（5）分析如图乙坐标图，小虞同学发现导致②组数据与①和③不同的原因是
实验前电流表没有调零
。答案
1.（1）定值电阻 （2）右 （3）定值电阻开路 （4）不变 （5）实验前电流表没有调零
解析
【分析】
本题围绕“探究电流与电压的关系”实验展开，需结合实验原理、电路操作要求、故障判断方法及误差分析逐一解决各问题：
1. 探究电流与电压关系时，需控制电阻不变，据此确定电路元件；
2. 开关闭合前滑动变阻器需调至最大阻值处，结合滑动变阻器结构判断滑片位置；
3. 根据电流表、电压表的偏转情况分析电路故障；
4. 利用欧姆定律判断电压与电流的比值变化；
5. 结合电流表使用要求分析数据异常的原因。
【解析】
（1）探究“电流与电压的关系”实验，需保持导体电阻不变，因此电路虚线框内应填入定值电阻；
（2）开关闭合前，滑动变阻器滑片应移到阻值最大处，由图甲可知，滑片P移到最右端时，滑动变阻器接入电阻最大，故填“右”；
（3）电流表无偏转说明电路断路，电压表有较大偏转说明电压表与电源连通，因此故障为定值电阻开路；
（4）根据欧姆定律，电阻一定时，电压与电流的比值等于定值电阻的阻值，定值电阻阻值不变，故比值不变；
（5）若实验前电流表未调零，测量的电流值会存在系统偏差，导致②组数据与①、③不同，因此原因是实验前电流表没有调零。
【答案】
（1）定值电阻；（2）右；（3）定值电阻开路；（4）不变；（5）实验前电流表没有调零
【知识点】
电流与电压的关系、滑动变阻器的使用、电路故障分析、欧姆定律
【点评】
本题为电学基础实验题，考查实验核心要素（控制变量法）、基本操作、故障分析及误差判断，是初中物理电学实验的典型题型，需掌握实验的基本逻辑和操作规范。
【难度系数】
0.5
本题围绕“探究电流与电压的关系”实验展开，需结合实验原理、电路操作要求、故障判断方法及误差分析逐一解决各问题：
1. 探究电流与电压关系时，需控制电阻不变，据此确定电路元件；
2. 开关闭合前滑动变阻器需调至最大阻值处，结合滑动变阻器结构判断滑片位置；
3. 根据电流表、电压表的偏转情况分析电路故障；
4. 利用欧姆定律判断电压与电流的比值变化；
5. 结合电流表使用要求分析数据异常的原因。
【解析】
（1）探究“电流与电压的关系”实验，需保持导体电阻不变，因此电路虚线框内应填入定值电阻；
（2）开关闭合前，滑动变阻器滑片应移到阻值最大处，由图甲可知，滑片P移到最右端时，滑动变阻器接入电阻最大，故填“右”；
（3）电流表无偏转说明电路断路，电压表有较大偏转说明电压表与电源连通，因此故障为定值电阻开路；
（4）根据欧姆定律，电阻一定时，电压与电流的比值等于定值电阻的阻值，定值电阻阻值不变，故比值不变；
（5）若实验前电流表未调零，测量的电流值会存在系统偏差，导致②组数据与①、③不同，因此原因是实验前电流表没有调零。
【答案】
（1）定值电阻；（2）右；（3）定值电阻开路；（4）不变；（5）实验前电流表没有调零
【知识点】
电流与电压的关系、滑动变阻器的使用、电路故障分析、欧姆定律
【点评】
本题为电学基础实验题，考查实验核心要素（控制变量法）、基本操作、故障分析及误差判断，是初中物理电学实验的典型题型，需掌握实验的基本逻辑和操作规范。
【难度系数】
0.5
2 新素养 科学思维 在“探究电流与电阻的关系”实验中，部分器材选用如下：电压为$6\ \mathrm{V}$的电源，阻值范围为$0～45\ \Omega$的滑动变阻器，$10\ \Omega$、$20\ \Omega$、$30\ \Omega$、$50\ \Omega$的定值电阻各一个，其他器材，实验电路图如图甲，回答下列问题。
第2题图甲
（1）闭合开关后，发现电流表无示数，电压表指针超过量程，则电路的故障可能是定值电阻
（2）排除故障后，先将$10\ \Omega$定值电阻接入电路，在移动滑动变阻器滑片的过程中，眼睛应注意观察
（3）接下来断开开关，取下$10\ \Omega$的定值电阻，换成$20\ \Omega$的定值电阻，闭合开关，应向
第2题图乙
（4）当将$20\ \Omega$电阻换成$30\ \Omega$电阻时，无论怎样移动滑片，都无法保证电压不变。为了完成以上所有探究，可以换用最大阻值至少为
第2题图甲
（1）闭合开关后，发现电流表无示数，电压表指针超过量程，则电路的故障可能是定值电阻
开路
（选填“短路”或“开路”）。（2）排除故障后，先将$10\ \Omega$定值电阻接入电路，在移动滑动变阻器滑片的过程中，眼睛应注意观察
电压表
（选填“电流表”“电压表”或“滑动变阻器”）。（3）接下来断开开关，取下$10\ \Omega$的定值电阻，换成$20\ \Omega$的定值电阻，闭合开关，应向
B
（选填“A”或“B”）端移动滑片，直至电压表示数为2
$\mathrm{V}$时，读出电流表的示数。记录实验数据，并绘制成如图乙所示的图像，分析图像可知：当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比
。第2题图乙
（4）当将$20\ \Omega$电阻换成$30\ \Omega$电阻时，无论怎样移动滑片，都无法保证电压不变。为了完成以上所有探究，可以换用最大阻值至少为
100
$\Omega$的滑动变阻器。也可以更换电源，则更换的电源电压范围是2～3.8 V
。答案
2.（1）开路 （2）电压表 （3）B 2 通过导体的电流与导体的电阻成反比 （4）100 2～3.8 V
【解析】（4）电源电压为6 V，电压表示数为2 V，根据串联电路电压规律可知滑动变阻器两端的电压为4 V，滑动变阻器两端的电压为定值电阻的2倍，为了完成以上所有探究，当用最大的定值电阻(即50 Ω)做实验，根据串联电路分压原理可知滑动变阻器接入电路的阻值为定值电阻的2倍，所以滑动变阻器的最大阻值至少为100 Ω；该实验中，应控制定值电阻两端的电压不变，根据欧姆定律可知此电压$U_\mathrm{V}=IR=0.2\ \mathrm{A} × 10\ \Omega=2\ \mathrm{V}$，故电源电压最小为2 V；根据变阻器接入电路的阻值最大为45 Ω时，变阻器分得的电压最大，定值电阻两端电压为2 V不变，根据串联分压原理可知$\dfrac{U_\mathrm{V}}{R'}=\dfrac{U_H}{R_H}$，代入数据可得$\dfrac{2\ \mathrm{V}}{50\ \Omega}=\dfrac{U_H}{45\ \Omega}$，解方程可得$U_H=1.8\ \mathrm{V}$，此时电源电压最大值$U_\mathrm{大}=U_\mathrm{V}+U_H=2\ \mathrm{V}+1.8\ \mathrm{V}=3.8\ \mathrm{V}$
【解析】（4）电源电压为6 V，电压表示数为2 V，根据串联电路电压规律可知滑动变阻器两端的电压为4 V，滑动变阻器两端的电压为定值电阻的2倍，为了完成以上所有探究，当用最大的定值电阻(即50 Ω)做实验，根据串联电路分压原理可知滑动变阻器接入电路的阻值为定值电阻的2倍，所以滑动变阻器的最大阻值至少为100 Ω；该实验中，应控制定值电阻两端的电压不变，根据欧姆定律可知此电压$U_\mathrm{V}=IR=0.2\ \mathrm{A} × 10\ \Omega=2\ \mathrm{V}$，故电源电压最小为2 V；根据变阻器接入电路的阻值最大为45 Ω时，变阻器分得的电压最大，定值电阻两端电压为2 V不变，根据串联分压原理可知$\dfrac{U_\mathrm{V}}{R'}=\dfrac{U_H}{R_H}$，代入数据可得$\dfrac{2\ \mathrm{V}}{50\ \Omega}=\dfrac{U_H}{45\ \Omega}$，解方程可得$U_H=1.8\ \mathrm{V}$，此时电源电压最大值$U_\mathrm{大}=U_\mathrm{V}+U_H=2\ \mathrm{V}+1.8\ \mathrm{V}=3.8\ \mathrm{V}$
解析
【分析】
本题围绕“探究电流与电阻的关系”实验展开，需结合电路故障分析、实验操作要点、串联分压规律及欧姆定律解题：
1. 第（1）问：电流表无示数说明电路断路，电压表超量程说明电压表串联在电路中，据此判断故障；
2. 第（2）问：实验需控制定值电阻两端电压不变，移动滑片时需观察对应电表；
3. 第（3）问：换大定值电阻后，其分压增大，需调节滑动变阻器使其分压增大以保持定值电阻电压不变，结合图像确定定值电阻的控制电压，再总结实验结论；
4. 第（4）问：利用串联分压规律计算滑动变阻器的最小阻值，再根据滑动变阻器最大阻值计算更换电源的电压范围。
【解析】
（1）电流表无示数，说明电路为断路；电压表指针超过量程，说明电压表两端电压接近电源电压，即电压表串联在电路中，因此故障为定值电阻开路（若短路，电压表被短路，示数为0，电流表有示数）。
（2）探究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端电压不变，因此移动滑动变阻器滑片时，眼睛应观察电压表，确保其示数保持不变。
（3）将10Ω电阻换成20Ω电阻后，定值电阻分压增大，为保持其两端电压不变，需增大滑动变阻器接入电路的电阻，故滑片应向B端移动；由图乙可知，当R=10Ω时，电流I=0.2A，定值电阻两端电压U=IR=0.2A×10Ω=2V，需保持该电压不变；图像为反比例函数，结论为：当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
（4）①滑动变阻器最大阻值：定值电阻两端电压U定=2V，电源电压6V，滑动变阻器分压U滑=6V-2V=4V，串联分压规律为U定/U滑=R定/R滑，最大定值电阻R定=50Ω，故R滑=(U滑/U定)×R定=(4V/2V)×50Ω=100Ω；
②更换电源的电压范围：最小电压为定值电阻两端的控制电压2V；最大电压时，滑动变阻器最大阻值45Ω，定值电阻最大50Ω，由U定/U滑'=R定/R滑'得：2V/U滑'=50Ω/45Ω，解得U滑'=1.8V，故电源最大电压U大=2V+1.8V=3.8V，因此电源电压范围为2～3.8V。
【答案】
（1）开路；（2）电压表；（3）B；2；通过导体的电流与导体的电阻成反比；（4）100；2～3.8 V
【知识点】
探究电流与电阻的关系、串联电路的分压规律、欧姆定律
【点评】
本题是电学实验的综合题型，核心考查探究电流与电阻关系的实验操作、故障分析、控制变量法应用及串联分压的计算，需学生掌握实验原理和操作要点，涉及多个知识点的结合应用，对学生的综合分析能力有一定要求。
【难度系数】
0.5
本题围绕“探究电流与电阻的关系”实验展开，需结合电路故障分析、实验操作要点、串联分压规律及欧姆定律解题：
1. 第（1）问：电流表无示数说明电路断路，电压表超量程说明电压表串联在电路中，据此判断故障；
2. 第（2）问：实验需控制定值电阻两端电压不变，移动滑片时需观察对应电表；
3. 第（3）问：换大定值电阻后，其分压增大，需调节滑动变阻器使其分压增大以保持定值电阻电压不变，结合图像确定定值电阻的控制电压，再总结实验结论；
4. 第（4）问：利用串联分压规律计算滑动变阻器的最小阻值，再根据滑动变阻器最大阻值计算更换电源的电压范围。
【解析】
（1）电流表无示数，说明电路为断路；电压表指针超过量程，说明电压表两端电压接近电源电压，即电压表串联在电路中，因此故障为定值电阻开路（若短路，电压表被短路，示数为0，电流表有示数）。
（2）探究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端电压不变，因此移动滑动变阻器滑片时，眼睛应观察电压表，确保其示数保持不变。
（3）将10Ω电阻换成20Ω电阻后，定值电阻分压增大，为保持其两端电压不变，需增大滑动变阻器接入电路的电阻，故滑片应向B端移动；由图乙可知，当R=10Ω时，电流I=0.2A，定值电阻两端电压U=IR=0.2A×10Ω=2V，需保持该电压不变；图像为反比例函数，结论为：当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
（4）①滑动变阻器最大阻值：定值电阻两端电压U定=2V，电源电压6V，滑动变阻器分压U滑=6V-2V=4V，串联分压规律为U定/U滑=R定/R滑，最大定值电阻R定=50Ω，故R滑=(U滑/U定)×R定=(4V/2V)×50Ω=100Ω；
②更换电源的电压范围：最小电压为定值电阻两端的控制电压2V；最大电压时，滑动变阻器最大阻值45Ω，定值电阻最大50Ω，由U定/U滑'=R定/R滑'得：2V/U滑'=50Ω/45Ω，解得U滑'=1.8V，故电源最大电压U大=2V+1.8V=3.8V，因此电源电压范围为2～3.8V。
【答案】
（1）开路；（2）电压表；（3）B；2；通过导体的电流与导体的电阻成反比；（4）100；2～3.8 V
【知识点】
探究电流与电阻的关系、串联电路的分压规律、欧姆定律
【点评】
本题是电学实验的综合题型，核心考查探究电流与电阻关系的实验操作、故障分析、控制变量法应用及串联分压的计算，需学生掌握实验原理和操作要点，涉及多个知识点的结合应用，对学生的综合分析能力有一定要求。
【难度系数】
0.5
3 [2024 南充]小红想测量标有“1.5 V”字样的小灯泡正常发光时的电阻，从实验室找来了电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线若干，进行了如下实验。
(1) 用笔画线代替导线，将图甲电路连接完
整。(滑片向右移时电流表示数变大)
(2) 检查无误后，闭合开关，发现电流表无示数，小灯泡不亮，电压表示数接近电源电压。造成这一故障的原因可能是小灯泡(选填“开路”或“短路”)。
(3) 排除电路故障后，闭合开关，移动滑片，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙，则小灯泡正常发光时的电阻为Ω；接下来她又测量了几组对应的电压值和电流值，并绘制了小灯泡的I-U图像，如图丙所示。
(4) 小红认为不能利用图甲的装置探究电流与电压的关系，理由是。
(5) 小红还想测出另一个额定电压为$U_{额}$的小灯泡正常发光时的电阻，在保证电路安全的前提下，设计了如图丁所示的电路(电源电压恒定大于$U_{额}$且未知，滑动变阻器R的最大阻值未知，定值电阻的阻值为$R_{0}$)。请将实验步骤补充完整：
① 闭合S、$S_{2}$，断开$S_{1}$，移动滑片P，使电流表示数为时，小灯泡正常发光。
② 闭合S、$S_{1}$，断开$S_{2}$，保持滑片P位置不变，读出电流表的示数为I。
③ 小灯泡正常发光时的电阻$R_{L}=$(用$U_{额}$、I、$R_{0}$表示)。
(1) 用笔画线代替导线，将图甲电路连接完
整。(滑片向右移时电流表示数变大)(2) 检查无误后，闭合开关，发现电流表无示数，小灯泡不亮，电压表示数接近电源电压。造成这一故障的原因可能是小灯泡(选填“开路”或“短路”)。
(3) 排除电路故障后，闭合开关，移动滑片，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙，则小灯泡正常发光时的电阻为Ω；接下来她又测量了几组对应的电压值和电流值，并绘制了小灯泡的I-U图像，如图丙所示。
(4) 小红认为不能利用图甲的装置探究电流与电压的关系，理由是。
(5) 小红还想测出另一个额定电压为$U_{额}$的小灯泡正常发光时的电阻，在保证电路安全的前提下，设计了如图丁所示的电路(电源电压恒定大于$U_{额}$且未知，滑动变阻器R的最大阻值未知，定值电阻的阻值为$R_{0}$)。请将实验步骤补充完整：
① 闭合S、$S_{2}$，断开$S_{1}$，移动滑片P，使电流表示数为时，小灯泡正常发光。
② 闭合S、$S_{1}$，断开$S_{2}$，保持滑片P位置不变，读出电流表的示数为I。
③ 小灯泡正常发光时的电阻$R_{L}=$(用$U_{额}$、I、$R_{0}$表示)。
答案
3.（1）
（2）开路 （3）5 （4）小灯泡的电阻会随温度的升高而增大，不能保持一定 （5）① $\dfrac{U_{额}}{R_{0}}$ ③ $\dfrac{U_{额} R_{0}}{IR_{0}-U_{额}}$解析
【分析】
本题围绕测量小灯泡正常发光时电阻的实验展开，需逐步分析各小问的解题思路：
1. 第(1)问：滑动变阻器接线遵循“一上一下”，要求滑片右移电流变大，说明接入电阻减小，故滑动变阻器接右下接线柱，上方接线柱接入电路；电压表并联在小灯泡两端，因灯泡额定电压1.5V，选0~3V量程，完成电路连接。
2. 第(2)问：电流表无示数、灯不亮说明电路断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表串联在电路中，故障为小灯泡开路。
3. 第(3)问：小灯泡正常发光时电压为额定电压1.5V，读取电流表（0~0.6A量程，分度值0.02A）示数为0.3A，根据欧姆定律计算电阻。
4. 第(4)问：探究电流与电压关系需控制电阻不变，而小灯泡电阻随温度变化，无法满足电阻恒定的条件，故不能用该装置探究。
5. 第(5)问：利用开关切换电路，通过两次电流测量推导灯泡正常发光时的电阻，结合欧姆定律和串并联规律分析。
【解析】
(1) 滑动变阻器滑片右移电流变大，接入电阻变小，将滑动变阻器的右下接线柱与上方任意接线柱接入电路，电压表并联在小灯泡两端，选0~3V量程，连接后的电路符合要求。
(2) 电流表无示数说明电路断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，故障原因是小灯泡开路。
(3) 小灯泡正常发光时，额定电压$U_{额}=1.5V$，电流表选用0~0.6A量程，分度值0.02A，示数$I=0.3A$，根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$，得小灯泡正常发光时的电阻$R_L=\frac{1.5V}{0.3A}=5\Omega$。
(4) 探究电流与电压的关系时，需保持电阻不变，而小灯泡的电阻随温度的升高而增大，无法保持电阻恒定，因此不能利用图甲的装置探究电流与电压的关系。
(5) ① 闭合S、$S_2$，断开$S_1$时，灯泡L与滑动变阻器R串联，要使灯泡正常发光，需让定值电阻$R_0$两端电压为$U_{额}$，此时闭合S、$S_1$，断开$S_2$时电流表测$R_0$的电流，移动滑片使电流表示数为$\frac{U_{额}}{R_0}$，对应灯泡正常发光；
② 保持滑片位置不变，闭合S、$S_1$，断开$S_2$，此时$R_0$与R串联，电流为$I$；
③ 设滑动变阻器接入电阻为$R$，电源电压为$U$，联立两次电路的电压关系：$U=U_{额}+\frac{U_{额}}{R_0}R$和$U=I(R+R_0)$，整理得小灯泡正常发光时的电阻$R_L=\frac{U_{额}R_0}{IR_0-U_{额}}$。
【答案】
(1) （对应连接电路的图）
(2) 开路
(3) 5
(4) 小灯泡的电阻会随温度的升高而增大，不能保持一定
(5) ① $\dfrac{U_{额}}{R_{0}}$；③ $\dfrac{U_{额} R_{0}}{IR_{0}-U_{额}}$
【知识点】
电路连接、故障分析、欧姆定律、特殊方法测电阻
【点评】
本题综合考查电学实验核心知识点，涵盖电路连接、故障判断、欧姆定律应用、实验设计等，注重学生电路分析与实验原理的理解，是电学实验的典型题型。
【难度系数】
0.5
本题围绕测量小灯泡正常发光时电阻的实验展开，需逐步分析各小问的解题思路：
1. 第(1)问：滑动变阻器接线遵循“一上一下”，要求滑片右移电流变大，说明接入电阻减小，故滑动变阻器接右下接线柱，上方接线柱接入电路；电压表并联在小灯泡两端，因灯泡额定电压1.5V，选0~3V量程，完成电路连接。
2. 第(2)问：电流表无示数、灯不亮说明电路断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表串联在电路中，故障为小灯泡开路。
3. 第(3)问：小灯泡正常发光时电压为额定电压1.5V，读取电流表（0~0.6A量程，分度值0.02A）示数为0.3A，根据欧姆定律计算电阻。
4. 第(4)问：探究电流与电压关系需控制电阻不变，而小灯泡电阻随温度变化，无法满足电阻恒定的条件，故不能用该装置探究。
5. 第(5)问：利用开关切换电路，通过两次电流测量推导灯泡正常发光时的电阻，结合欧姆定律和串并联规律分析。
【解析】
(1) 滑动变阻器滑片右移电流变大，接入电阻变小，将滑动变阻器的右下接线柱与上方任意接线柱接入电路，电压表并联在小灯泡两端，选0~3V量程，连接后的电路符合要求。
(2) 电流表无示数说明电路断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，故障原因是小灯泡开路。
(3) 小灯泡正常发光时，额定电压$U_{额}=1.5V$，电流表选用0~0.6A量程，分度值0.02A，示数$I=0.3A$，根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$，得小灯泡正常发光时的电阻$R_L=\frac{1.5V}{0.3A}=5\Omega$。
(4) 探究电流与电压的关系时，需保持电阻不变，而小灯泡的电阻随温度的升高而增大，无法保持电阻恒定，因此不能利用图甲的装置探究电流与电压的关系。
(5) ① 闭合S、$S_2$，断开$S_1$时，灯泡L与滑动变阻器R串联，要使灯泡正常发光，需让定值电阻$R_0$两端电压为$U_{额}$，此时闭合S、$S_1$，断开$S_2$时电流表测$R_0$的电流，移动滑片使电流表示数为$\frac{U_{额}}{R_0}$，对应灯泡正常发光；
② 保持滑片位置不变，闭合S、$S_1$，断开$S_2$，此时$R_0$与R串联，电流为$I$；
③ 设滑动变阻器接入电阻为$R$，电源电压为$U$，联立两次电路的电压关系：$U=U_{额}+\frac{U_{额}}{R_0}R$和$U=I(R+R_0)$，整理得小灯泡正常发光时的电阻$R_L=\frac{U_{额}R_0}{IR_0-U_{额}}$。
【答案】
(1) （对应连接电路的图）
(2) 开路
(3) 5
(4) 小灯泡的电阻会随温度的升高而增大，不能保持一定
(5) ① $\dfrac{U_{额}}{R_{0}}$；③ $\dfrac{U_{额} R_{0}}{IR_{0}-U_{额}}$
【知识点】
电路连接、故障分析、欧姆定律、特殊方法测电阻
【点评】
本题综合考查电学实验核心知识点，涵盖电路连接、故障判断、欧姆定律应用、实验设计等，注重学生电路分析与实验原理的理解，是电学实验的典型题型。
【难度系数】
0.5
