题目
聪聪用图甲所示电路“探究电流与电阻的关系”。其中电源电压为4.5V不变，R1为电阻箱（0～999.9Ω），R2为滑动变阻器（20Ω 1A）。↑I/A-|||-0.6-|||-10 0.5 曲线A-|||-AR 1 0.4-|||-3 0.2 --|||-9 0 2 4 6 8 10 12R/Ω-|||-3 15/5 0.1-|||-甲 乙 丙（1）如图甲，连接电路时，开关应 ____ （选填“断开”或“闭合”）。（2）聪聪在正确连接电路后闭合开关，发现无论怎样移动滑片P，电流表和电压表V2的示数都很小，电压表V1的示数接近电源电压且几乎不变，经检查并非故障问题，那么其原因是 ____ ；（3）接着聪聪先将电阻箱R1调为12Ω，将滑动变阻器R2的滑片P移至合适位置，电压表V1的示数如图乙所示，示数为 ____ V，记下电流表的示数。断开开关，将电阻箱R1调为10Ω后，为了使 ____ （选填“电压”或“电流”）表的示数与前一次相同，应该将滑动变阻器R2的滑片P往 ____ （选填“a”或“b”）端移动；（4）依次改变电阻箱R1的阻值，共测得五组实验数据，根据实验数据，在图丙的坐标系中描绘出I-R1图象为曲线A。根据上面所测的五组实验数据，把每次实验时记录的电流值和对应滑动变阻器R2的阻值，也在图丙坐标系中描成点绘成曲线B，发现曲线B与曲线A ____ （选填“有交点”或“无交点”），原因是对每一个电流值，对应的滑动变阻器阻值与电阻箱阻值的比值 ____ （选填“不变”，“变小”或“变大”）；（5）当将电阻箱R1选取为24Ω时，聪聪发现无论怎样移动滑片，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，你认为以下措施不可行的是 ____ 。A．将电源电压调为2.4V～4.4V范围内，其余不变B．换一个最大阻值为40Ω的滑动变阻器，其余不变C．在电路中串联一个定值电阻R0，R0的阻值范围为22Ω～25Ω，其余不变
聪聪用图甲所示电路“探究电流与电阻的关系”。其中电源电压为4.5V不变，R1为电阻箱（0～999.9Ω），R2为滑动变阻器（20Ω 1A）。
（1）如图甲，连接电路时，开关应 ____ （选填“断开”或“闭合”）。
（2）聪聪在正确连接电路后闭合开关，发现无论怎样移动滑片P，电流表和电压表V2的示数都很小，电压表V1的示数接近电源电压且几乎不变，经检查并非故障问题，那么其原因是 ____ ；
（3）接着聪聪先将电阻箱R1调为12Ω，将滑动变阻器R2的滑片P移至合适位置，电压表V1的示数如图乙所示，示数为 ____ V，记下电流表的示数。断开开关，将电阻箱R1调为10Ω后，为了使 ____ （选填“电压”或“电流”）表的示数与前一次相同，应该将滑动变阻器R2的滑片P往 ____ （选填“a”或“b”）端移动；
（4）依次改变电阻箱R1的阻值，共测得五组实验数据，根据实验数据，在图丙的坐标系中描绘出I-R1图象为曲线A。根据上面所测的五组实验数据，把每次实验时记录的电流值和对应滑动变阻器R2的阻值，也在图丙坐标系中描成点绘成曲线B，发现曲线B与曲线A ____ （选填“有交点”或“无交点”），原因是对每一个电流值，对应的滑动变阻器阻值与电阻箱阻值的比值 ____ （选填“不变”，“变小”或“变大”）；
（5）当将电阻箱R1选取为24Ω时，聪聪发现无论怎样移动滑片，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，你认为以下措施不可行的是 ____ 。
A．将电源电压调为2.4V～4.4V范围内，其余不变
B．换一个最大阻值为40Ω的滑动变阻器，其余不变
C．在电路中串联一个定值电阻R0，R0的阻值范围为22Ω～25Ω，其余不变
（1）如图甲，连接电路时，开关应 ____ （选填“断开”或“闭合”）。
（2）聪聪在正确连接电路后闭合开关，发现无论怎样移动滑片P，电流表和电压表V2的示数都很小，电压表V1的示数接近电源电压且几乎不变，经检查并非故障问题，那么其原因是 ____ ；
（3）接着聪聪先将电阻箱R1调为12Ω，将滑动变阻器R2的滑片P移至合适位置，电压表V1的示数如图乙所示，示数为 ____ V，记下电流表的示数。断开开关，将电阻箱R1调为10Ω后，为了使 ____ （选填“电压”或“电流”）表的示数与前一次相同，应该将滑动变阻器R2的滑片P往 ____ （选填“a”或“b”）端移动；
（4）依次改变电阻箱R1的阻值，共测得五组实验数据，根据实验数据，在图丙的坐标系中描绘出I-R1图象为曲线A。根据上面所测的五组实验数据，把每次实验时记录的电流值和对应滑动变阻器R2的阻值，也在图丙坐标系中描成点绘成曲线B，发现曲线B与曲线A ____ （选填“有交点”或“无交点”），原因是对每一个电流值，对应的滑动变阻器阻值与电阻箱阻值的比值 ____ （选填“不变”，“变小”或“变大”）；
（5）当将电阻箱R1选取为24Ω时，聪聪发现无论怎样移动滑片，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，你认为以下措施不可行的是 ____ 。
A．将电源电压调为2.4V～4.4V范围内，其余不变
B．换一个最大阻值为40Ω的滑动变阻器，其余不变
C．在电路中串联一个定值电阻R0，R0的阻值范围为22Ω～25Ω，其余不变
题目解答
答案
解：（1）为了保护电路，连接电路时，开关应断开；
（2）闭合开关，电阻箱和变阻器串联接入电路，电压表V1测电阻箱两端的电压，电压表V2测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流，电流表和电压表V2的示数都很小，电压表V1的示数接近电源电压且不变，说明电流很小，电阻过大，所以电路故障可能是电阻箱R1接入电路的阻值过大；
（3）由图乙可知，电压表的量程是0～3V，分度值是0.1V，电压表的示数是2.4V；
断开开关，将电阻箱R1调为10Ω后，电阻变小，电压表V1的示数变小，探究电流和电阻的关系，保持电压表的示数不变，为了使电压表的示数与前一次相同，由串联电路电压的规律可知减小变阻器两端的电压，由串联分压可知，减小滑动变阻器连入电路的阻值，应该将滑动变阻器R2的滑片P往b端移动；
（4）因为电源电压不变，电阻的电压保持不变，滑动变阻器的电压也不变，根据串联分压规律可知，故各次实验中，定值电阻和滑动变阻器的阻值倍数关系保持不变，对应的滑动变阻器阻值与电阻箱阻值的比值不变，对每一个电流值，变阻器R2的阻值始终是定值电阻的阻值倍数不变，则把每次实验时记录的电流值和对应变阻器R2的阻值，在图丙坐标系中描成点，将这些点绘成曲线B，发现曲线B与曲线A平行，因而两者无交点；
（5）A．由图丙可知，电阻的电流与电阻之积为：
UV=I1R1=0.6A×4Ω=2.4V；
根据串联分压得到：
$\frac{U-{U}_{V}}{{U}_{V}}=\frac{{R}_{滑}}{{R}_{定}}$ ①
上面式子左边是定值，右边也是定值，变阻器的阻值最大时，定值电阻的阻值最大，可以得到：
$\frac{U-2.4V}{2.4V}=\frac{20Ω}{24Ω}$ ②
U=4.4V；
降低电源电压可以完成这次实验，由②式可知，电源电压大于2.4V，将电源电压调为2.4V～4.4V范围内，其余不变，故A不符合题意；
BC．由图丙可知，电阻的电流与电阻之积为：
UV=I1R1=0.6A×4Ω=2.4V；
根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：
U滑=U-UV=4.5V-2.4V=2.1V；
当接入24Ω电阻时，根据分压原理：
$\frac{{R}_{滑}}{24Ω}=\frac{2.1V}{2.4V}$；
R滑=21Ω＞20Ω；
故可换一个最大阻值为40Ω的滑动变阻器，如果在电路中串联一个定值电阻R0，R0的阻值最小为：
R0小=R滑-R滑大=21Ω-20Ω=1Ω；
R0的阻值最大为21Ω，B不符合题意，C符合题意；
故选：C。
故答案为：
（1）断开；
（2）电阻箱R1接入电路的阻值过大；
（3）2.4；电压；b；
（4）无交点；不变；
（5）C。
（2）闭合开关，电阻箱和变阻器串联接入电路，电压表V1测电阻箱两端的电压，电压表V2测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流，电流表和电压表V2的示数都很小，电压表V1的示数接近电源电压且不变，说明电流很小，电阻过大，所以电路故障可能是电阻箱R1接入电路的阻值过大；
（3）由图乙可知，电压表的量程是0～3V，分度值是0.1V，电压表的示数是2.4V；
断开开关，将电阻箱R1调为10Ω后，电阻变小，电压表V1的示数变小，探究电流和电阻的关系，保持电压表的示数不变，为了使电压表的示数与前一次相同，由串联电路电压的规律可知减小变阻器两端的电压，由串联分压可知，减小滑动变阻器连入电路的阻值，应该将滑动变阻器R2的滑片P往b端移动；
（4）因为电源电压不变，电阻的电压保持不变，滑动变阻器的电压也不变，根据串联分压规律可知，故各次实验中，定值电阻和滑动变阻器的阻值倍数关系保持不变，对应的滑动变阻器阻值与电阻箱阻值的比值不变，对每一个电流值，变阻器R2的阻值始终是定值电阻的阻值倍数不变，则把每次实验时记录的电流值和对应变阻器R2的阻值，在图丙坐标系中描成点，将这些点绘成曲线B，发现曲线B与曲线A平行，因而两者无交点；
（5）A．由图丙可知，电阻的电流与电阻之积为：
UV=I1R1=0.6A×4Ω=2.4V；
根据串联分压得到：
$\frac{U-{U}_{V}}{{U}_{V}}=\frac{{R}_{滑}}{{R}_{定}}$ ①
上面式子左边是定值，右边也是定值，变阻器的阻值最大时，定值电阻的阻值最大，可以得到：
$\frac{U-2.4V}{2.4V}=\frac{20Ω}{24Ω}$ ②
U=4.4V；
降低电源电压可以完成这次实验，由②式可知，电源电压大于2.4V，将电源电压调为2.4V～4.4V范围内，其余不变，故A不符合题意；
BC．由图丙可知，电阻的电流与电阻之积为：
UV=I1R1=0.6A×4Ω=2.4V；
根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：
U滑=U-UV=4.5V-2.4V=2.1V；
当接入24Ω电阻时，根据分压原理：
$\frac{{R}_{滑}}{24Ω}=\frac{2.1V}{2.4V}$；
R滑=21Ω＞20Ω；
故可换一个最大阻值为40Ω的滑动变阻器，如果在电路中串联一个定值电阻R0，R0的阻值最小为：
R0小=R滑-R滑大=21Ω-20Ω=1Ω；
R0的阻值最大为21Ω，B不符合题意，C符合题意；
故选：C。
故答案为：
（1）断开；
（2）电阻箱R1接入电路的阻值过大；
（3）2.4；电压；b；
（4）无交点；不变；
（5）C。