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专项五电学探究型实验（解析版）

（第4期）

1.（2022·张家界）探究“电流与电阻关系”时，可供实验器材有：三节新的干电池（电压为4.5V）、电流表、电压表、滑动变阻器（标有“20Ω2A”字样）、定值电阻5个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω），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乙中的实物图连接完整，要求：滑片向右移动时电阻变大；___________

（2）闭合开关，电流表无示数，电压表有示数，并接近电源电压，则故障原因是：___________；

（3）排除故障后，将定值电阻由5Ω更换为10Ω时，应向___________（选填“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）图丙是根据实验数据画出的定值电阻的I-R图像，其中阴影部分面积表示的物理量是___________，其数值为___________；

（5）实验中，在接入50Ω的定值电阻后，小静同学无论怎样移动滑片，都不能使电压表示数达到原来的数值，为了能完成这次实验，小静采取的措施可行的是___________；

A．调高电源电压

B．更换一个最大阻值为30Ω的滑动变阻器

C．再串联一个10Ω的电阻

D．将电压表改接到滑动变阻器两端

（6）如图图像中能大致反映本实验中各物理量之间关系的是___________。

A．电流表示数I与R阻值的关系

B．电压表示数U与R阻值的关系

C．变阻器接入电路阻值RP与R阻值的关系

D．电阻的功率PR与R阻值的关系

【答案】①如图；②.定值电阻断路；③.右；④.电阻两端的电压；⑤.3V；⑥.BC；⑦.C。

【解析】（1）[1]滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中，滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大，所以滑动变阻器要接左下接线柱，如图所示：

（2）[2]若电流表没有示数，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源相连，所以故障为与电压表并联的定值电阻断路。

（3）[3]根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器两端的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表示数恢复到原来的值。

（4）[4][5]根据画出I-R图像（如图乙）知，图中阴影面积为长方形，其面积等于IR，由欧姆定律得，U=IR，阴影面积表示物理量是电阻两端的电压，其数值为U电=IR=0.6A×5Ω=3V

（5）[6]A．设电源电压为U，定值电阻两端的电压为UV，当接入50Ω的定值电阻时，则

代入数据得

解得电源电压U=4.2V

所以降低电源电压可以完成这次实验，故A不符合题意；

BC．为了能完成这次实验，滑动变阻器的最小电阻为

代入数据得

解得滑动变阻器的最大电阻为R滑最大=25Ω，所以更换一个最大阻值为30Ω的滑动变阻器可以完成这次实验，故B符合题意；

再串联一个10Ω的电阻，测滑动变阻器与串联的电阻的总阻值为

故C符合题意；

D．将电压表改接到滑动变阻器两端，不能改变电阻的分压作用，无论怎样移动滑片，都不能使电压表示数达到原来的数值，所以不能完成这次实验，故D不符合题意。

故选BC。

（6）[7]A．因电压表示数不变，即电流与R乘积为一定值，故电流随R变化关系为反比例函数，故A不符合题意；

B．换用不同的电阻时，电压表示数不变，故B不符合题意；

C．定值电阻的电压为2V，变阻器的电压为1V，由分压原理，变阻器与R的比值为1∶2，故变阻器连入电路的电阻与R的关系为一过原点的直线，故C符合题意；

D．根据

定值电阻的功率为

即电阻的电功率与R乘积为一定值，电阻的电功率随R变化关系为反比例函数，故D不符合题意。

故选C。

2.（2022·株洲）用图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”，电源为两节干电池，实验室提供了阻值分别为30Ω、15Ω、10Ω、7.5Ω的电阻各一个。

实验次数

1

2

3

4

电阻R/Ω

30

15

10

7.5

电流I/A

008

0.16

0.24

（1）用笔划线代替导线，在图甲中请将实验电路连接完整。（要求滑片向右移，电流表示数变大）______

（2）实验时，从大到小依次更换不同的定值电阻，调节滑动变阻器，保证电阻两端电压不变，分别记录每次电阻R和电流表示数I，数据如上表，其中第4次实验的电流表示数如图乙所示，读数为______A；电压表示数应为______V。

（3）在现有实验器材不变的条件下，某同学通过实验还获得一组“5Ω，0.48A”的数据，请写出他所使用的方法___