1. 为了探究电流与电阻的关系，兴趣小组中的小德采用了如图甲所示的电路。实验供选择的定值电阻有4个，阻值分别为5 Ω、10 Ω、20 Ω、30 Ω，电源电压恒为4.5 V，滑动变阻器的最大阻值为10 Ω。

(1)探究电流与电阻的关系时，需要保持电阻两端的电压不变，改变，因此小德所探究的问题的自变量是。
(2)实验过程中，为科学地得出实验结论，每次改变变量后，都要移动滑动变阻器的滑片，同时他的眼睛应注意观察（填字母）。
A.滑动变阻器滑片 B.电流表 C.电压表
(3)[多选]小德首先用5 Ω电阻实验，闭合开关后发现电流表偏转，无论怎么移动滑片，电压表指针无明显偏转，则电路中存在的问题可能是（填字母）。
A.电阻R断路 B.电压表测量范围选择过大 C.电阻R被短路 D.电压表测量范围选择过小
(4)当将阻值为30 Ω的定值电阻接入电路时，无论如何调节滑片P，电压表示数始终无法达到3 V。经检查，全部实验器材均无故障且连接无误。请你分析出现上述情况的原因可能是，针对该问题，写出改进措施：。
(5)改进实验后，依次接入四个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记下电流表的示数，利用描点法得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图线A。由图像可以得出结论：。
(6)同组的小荣在同一坐标系中绘制出的I-R图像，如图乙中的B曲线所示。善于思考的小荣发现在同一坐标系中绘制出的I-R图像不重合，其原因是。

1. (1)电阻阻值;电阻阻值 (2)C (3)BC (4)滑动变阻器的最大阻值太小;换用阻值更大的滑动变阻器 (5)电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比 (6)两人在实验中所保持的定值电阻两端的电压不同

【分析】
本题围绕“探究电流与电阻的关系”实验展开，需结合控制变量法、欧姆定律、电路故障分析等知识解题：
1. 探究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端电压不变，改变定值电阻的阻值，因此自变量是电阻阻值；
2. 实验中要保持定值电阻两端电压恒定，调节滑动变阻器时需观察电压表的示数，确保电压不变；
3. 电流表偏转说明电路通路，电压表无明显偏转需结合故障分析：若电阻短路，电压表测短路部分电压为0；若电压表量程过大，指针偏转不明显，符合题意；
4. 当接入30Ω电阻时，根据欧姆定律计算所需滑动变阻器的阻值，对比现有滑动变阻器的最大阻值，分析无法达到目标电压的原因；
5. I-R图像为反比例曲线，对应电压一定时电流与电阻的关系；
6. 不同的I-R图像，源于控制的定值电阻两端电压不同，因为I×R=U，电压不同则图像不同。
【解析】
(1) 根据控制变量法，探究电流与电阻的关系时，需保持定值电阻两端电压不变，改变电阻阻值，因此自变量是电阻阻值；
(2) 实验中需控制定值电阻两端电压不变，移动滑动变阻器滑片时，眼睛应观察电压表，确保电压表示数不变，故选C；
(3) 电流表偏转说明电路为通路：A选项电阻R断路时，电流表无示数，排除；B选项电压表测量范围选择过大，指针偏转幅度小，看起来无明显偏转，符合；C选项电阻R被短路，电压表测短路部分，示数为0，符合；D选项电压表量程过小，指针会超量程，不符合，故选BC；
(4) 当接入30Ω电阻，要保持其两端电压为3V，电路电流I=U_R/R=3V/30Ω=0.1A，滑动变阻器需分担的电压U滑=4.5V-3V=1.5V，所需滑动变阻器阻值R滑=U滑/I=1.5V/0.1A=15Ω，而现有滑动变阻器最大阻值为10Ω，无法满足，故原因是滑动变阻器最大阻值太小；改进措施为换用最大阻值更大的滑动变阻器；
(5) 图乙中I-R图像为反比例曲线，说明电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
(6) 根据欧姆定律U=IR，I-R图像的斜率为定值电阻两端的电压，两人图像不重合，是因为控制的定值电阻两端电压不同。
【答案】
(1) 电阻阻值；电阻阻值
(2) C
(3) BC
(4) 滑动变阻器的最大阻值太小；换用阻值更大的滑动变阻器
(5) 电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比
(6) 两人在实验中所保持的定值电阻两端的电压不同
【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】
本题是电学实验经典题型，重点考查控制变量法应用、电路故障分析、欧姆定律计算，要求学生掌握实验核心操作要点，难度适中，能有效考查实验探究能力。
【难度系数】
0.5

2.[多选] 小荣在探究“电流与电压、电阻的关系”的实验中，有关滑动变阻器的作用和操作说法正确的是（）

A.实验开始前，选取合适的实验仪器，不需要考虑滑动变阻器的规格
B.实验开始时，滑动变阻器的滑片处于最小阻值处，作用是保护电路
C.在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时，可调节滑片使电压表的示数产生变化
D.在探究通过导体的电流与导体的电阻关系时，调节滑片使电压表的示数保持不变

2. CD

【分析】
本题考查探究电流与电压、电阻关系实验中滑动变阻器的作用和操作，需结合实验要求逐一分析选项：首先明确滑动变阻器的规格是实验仪器选择的考虑因素，实验开始时滑片的位置目的，以及滑动变阻器在“探究电流与电压关系”“探究电流与电阻关系”两个实验中的不同作用，再判断各选项正误。
【解析】
A选项：实验前选取仪器时，滑动变阻器的规格（最大阻值、允许通过的最大电流）是需要考虑的，需保证其能满足实验调节需求且不损坏，因此A错误；
B选项：实验开始时，滑动变阻器滑片应处于最大阻值处，使电路总电阻最大、电流最小，起到保护电路的作用，而非最小阻值，因此B错误；
C选项：探究电流与电压关系时，需控制电阻不变，通过调节滑动变阻器滑片改变定值电阻两端电压，从而获取多组实验数据，因此C正确；
D选项：探究电流与电阻关系时，需控制定值电阻两端电压不变，通过调节滑动变阻器滑片实现电压的恒定，因此D正确。
【答案】
CD
【知识点】
探究电流与电压电阻的关系、滑动变阻器的作用
【点评】
本题围绕探究电流与电压、电阻关系的实验，考查滑动变阻器的操作规范和功能，需结合控制变量法理解两个实验中滑动变阻器的不同作用，属于实验基础题，难度适中。
【难度系数】
0.6

3. 小典准备利用如图所示的电路进行探究实验，以下能完成探究并得出定量关系的是（）
①保持$R_1$滑片位置不变，移动$R_2$滑片，探究电流与电压的关系
②保持$R_2$滑片位置不变，移动$R_1$滑片，探究电流与电阻的关系
③改变$R_1$滑片位置后，移动$R_2$滑片保持电压表示数不变，探究电流与电阻的关系

A.①
B.②
C.①②
D.①③

3. A

【分析】
要判断各探究能否完成，需明确电学实验的控制变量要求：探究电流与电压的关系时，需控制电阻不变，改变电阻两端电压，记录对应电流；探究电流与电阻的关系时，需控制电阻两端电压不变，更换不同阻值的电阻，记录对应电流。本题电路中，R₁与R₂串联，电流表测电路总电流，电压表测R₁两端电压，据此逐一分析选项。
对①：保持R₁滑片位置不变，R₁阻值固定，移动R₂滑片，R₂阻值改变，电路总电阻改变，电流随之改变，根据U=IR，R₁两端电压也会改变，可得到多组“电阻不变，电压、电流”的数据，符合探究电流与电压关系的实验要求，故①可行。
对②：保持R₂滑片位置不变，移动R₁滑片，R₁阻值改变，此时探究电流与电阻的关系需控制R₁两端电压不变，但R₂阻值不变，电流变化时R₂两端电压U₂=IR₂改变，电源电压不变，因此R₁两端电压U₁=U总-U₂会变化，未控制电压不变，不符合实验要求，故②不可行。
对③：探究电流与电阻的关系需要更换不同阻值的定值电阻，本题中R₁为滑动变阻器，无法更换不同阻值的定值电阻，仅移动滑片改变自身阻值无法完成该探究，故③不可行。综上，只有①能完成探究。
【解析】
本题电路为R₁与R₂串联，电流表测串联电流，电压表测R₁两端电压，结合实验要求分析如下：
1. 分析①：保持R₁滑片不动，R₁阻值不变，移动R₂滑片改变电路总电阻，从而改变电路电流，R₁两端电压随电流变化，可获取多组实验数据，满足“控制电阻不变，探究电流与电压关系”的要求，故①正确。
2. 分析②：保持R₂滑片不动，移动R₁滑片，R₁阻值改变，此时R₂阻值不变，电流变化会导致R₂两端电压变化，进而使R₁两端电压变化，未控制R₁两端电压不变，不符合“探究电流与电阻关系”的控制变量要求，故②错误。
3. 分析③：探究电流与电阻的关系需更换不同阻值的定值电阻，本题中R₁为滑动变阻器，无法更换不同阻值的定值电阻，无法完成该探究，故③错误。
综上，只有①能完成探究，答案为A。
【答案】
A
【知识点】
探究电流与电压的关系、探究电流与电阻的关系、串联电路的特点
【点评】
本题考查电学探究实验的条件，核心是明确电流与电压、电阻关系实验的控制变量要求，结合串联电路的电压、电流特点分析各操作的合理性，属于初中物理常规题型，需准确把握实验设计的关键条件。
【难度系数】
0.5

4. 小荣用图甲所示的电路探究电流与电压、电阻的关系。电源电压恒为4.5 V，滑动变阻器规格为“20 Ω 0.8 A”。
(1)她先用10 Ω的定值电阻探究电流与电压的关系。

①闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最右端，否则闭合开关时，（填“电流表”“电压表”或“电流表和电压表”）指针的偏转可能超出所用测量范围。
②闭合开关，移动滑片，记录了以下表所示的数据。

③通过分析数据可得，第次数据一定是拼凑的。
(2)接下来，她用原电路探究电压一定时，电流与电阻的关系。实验中依次更换阻值不同的定值电阻，调节滑动变阻器的滑片使定值电阻两端电压相同，记下电流表的示数，绘出电流$I$与电阻倒数$\frac{1}{R}$的关系图像如图乙所示。由图乙知，绘出的电流$I$与电阻倒数$\frac{1}{R}$的图像是一条过原点的直线，由此可得到电流与电阻的关系结论，根据此结论并结合图乙可知，当$R=4\ \Omega$时，电流$I=$A。$I-\frac{1}{R}$图像相较于$I-R$图像，该图像的优点是。
(3)实验过程中，电源电压不变，更换阻值不同的定值电阻$R_1$，并调节滑动变阻器$R_2$接入电路的阻值，记录每次实验中电压表示数$U$和电流表示数$I$，下列关于$I、U、R_1$和$R_2$的关系图像正确的是。

4. (1)①电压表 ③1 (2)0.5;可以直观地得出电流与电阻的关系 (3)B 【点拨】(1)①电源电压恒为4.5 V,由图甲可知,电压表选用小测量范围,若闭合开关前,没有将滑动变阻器的滑片移到最右端,即阻值最大处,闭合开关时电压表指针的偏转可能超出所用测量范围。③由串联电路中电压的规律知,当滑动变阻器$R_2$的阻值取最大值20 Ω时,电压表的示数最小,最小值为 $4.5\ \mathrm{V} × \frac{10\ \Omega}{10\ \Omega+20\ \Omega} = 1.5\ \mathrm{V}$,$1.5\ \mathrm{V}＞1.2\ \mathrm{V}$。(2)根据图乙可知,电流与电阻倒数的关系图像为一条过原点的直线,即电流与电阻倒数成正比,即电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,所以由图乙知,控制电阻两端电压为2 V不变,当$R=4\ \Omega$时,电流$I=0.5\ \mathrm{A}$。$I-\frac{1}{R}$图像是一条经过原点的倾斜直线,可以直观地得出电压一定时,$I$与$\frac{1}{R}$成正比,进一步得出电压一定时,电流与电阻成反比的关系。(3)由实物电路知,电压表测$R_1$两端电压,电流表测电路中的电流,在探究电流与电阻的关系时,应保持定值电阻两端电压一定时,改变定值电阻的阻值大小,得到的结论为导体两端电压一定,通过导体的电流与导体的电阻成反比,所以A错误;由控制变量法知,探究电流与电阻的关系时应控制$R_1$两端电压保持不变,$R_1$与$R_2$是变化的,所以B正确,C错误。

【分析】
本题围绕探究电流与电压、电阻关系的实验展开，需结合滑动变阻器使用规则、欧姆定律、控制变量法及图像分析解题：
1. 第(1)问①：滑动变阻器闭合开关前需移到最大阻值处，若未移动，电路总电阻小、电流大，定值电阻两端电压接近电源电压，结合电压表量程判断超量程的电表；
2. 第(1)问③：探究电流与电压关系时，定值电阻阻值固定，滑动变阻器最大阻值已知，计算定值电阻两端最小电压，对比数据判断拼凑的实验次数；
3. 第(2)问：根据I与1/R的图像为过原点直线，得出电压一定时电流与电阻成反比，结合图像计算R=4Ω时的电流，再对比I-R图像说明I-1/R图像的优点；
4. 第(3)问：结合探究电流与电阻关系时需保持定值电阻两端电压不变，分析各物理量关系，判断正确图像。
【解析】
(1)① 滑动变阻器闭合开关前应移到最大阻值处，若未移动，电路总电阻较小，电流较大，定值电阻两端电压接近电源电压4.5V，而电压表选用小量程，因此闭合开关时电压表指针偏转可能超出测量范围，故填电压表；
③ 当滑动变阻器接入最大阻值20Ω时，定值电阻两端电压最小，根据串联分压公式：$U_{定}=\frac{R_{定}}{R_{定}+R_{滑}}×U_{总}=\frac{10Ω}{10Ω+20Ω}×4.5V=1.5V$，因此数据中电压小于1.5V的第1次是拼凑的；
(2) 由I与1/R的图像为过原点直线，可知电压一定时，电流与电阻成反比，即I×R为定值（控制的电压）。从图像可知，当$\frac{1}{R}=0.25Ω^{-1}$（即R=4Ω）时，电流I=0.5A；I-$\frac{1}{R}$图像是过原点的倾斜直线，可直观得出电流与电阻的反比关系，比I-R的曲线更清晰；
(3) 探究电流与电阻的关系时，需保持定值电阻$R_1$两端电压不变，电压表测$R_1$电压，电流表测电路电流，因此电压表示数为定值，电流与$R_1$成反比，滑动变阻器$R_2$的电压也为定值，结合选项可知B正确。
【答案】
(1)①电压表；③1；(2)0.5；可以直观地得出电流与电阻的关系；(3)B
【知识点】
电流与电压、电阻的关系；滑动变阻器的使用；欧姆定律的应用
【点评】
本题为电学实验综合题，考查滑动变阻器操作、欧姆定律计算、实验数据及图像分析，需掌握控制变量法在实验中的应用，是初中电学的重点题型。
【难度系数】
0.5