《2026年河北中考必备卷物理》

18. (6分)在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中，小明利用可调电压电源(可调为1.5V、3.0V、4.5V、6.0V之一)、5个定值电阻(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω)、滑动变阻器(10Ω 1A)、电压表和电流表做了如下实验：

(1)他根据如图14甲所示电路图连接成了如图14乙所示的实物电路，其中只有一根导线连接错误，请在这根导线上画“×”，并用笔重新画一根正确连接的导线。(连线不要交叉)
(2)实验时，小明设计了如下表格，通过表格可以看出，他的实验目的是探究通过导体的电流与导体电阻关系。

(3)小明将电源电压调为3V时，按(2)设计的方案进行实验。
①如图15是第2次实验时电流表的示数，示数为0.2A。
②当其中某个定值电阻接入电路时，无法满足实验条件，这个定值电阻的阻值为30Ω。
(4)小明根据实验数据描绘出了如图16所示的图像，可以得出结论：在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。
【拓展】小红利用现有器材又做了下面的实验：
①按图14甲连接电路，将电源电压调到某个值，在电路安全条件下闭合开关，移动滑动变阻器直到电压表示数为2.5V。
②保持滑片不动，换接入另一个定值电阻，调节电源电压，在电路安全条件下闭合开关，发现电压表示数恰好为2.5V。
通过以上实验现象可以推断：此时滑动变阻器接入电路的阻值为4Ω。

答案：
18.
(1)如图1所示　
(2)导体电阻　
(3)0.2　30
(4)在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　[拓展]4

[解析]
(1)由题图14乙可知，图中定值电阻没有接入电路，定值电阻应串联在电路中与电压表并联，电流从电压表的正接线柱流入，负接线柱流出，如图1所示。
(2)由题表中数据可知，小明改变的是定值电阻的阻值，因此探究通过导体的电流与导体电阻的关系。
(3)①由题图14乙可知，电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，由电流表的指针位置可知，读数为0.2A;②由表中数据可知，第2次所用定值电阻的阻值为10$\Omega$，由欧姆定律可知，定值电阻两端的电压始终保持$U_V = IR = 0.2A×10\Omega = 2V$，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压$U_{滑}=U - U_V = 3V - 2V = 1V$，电压表示数为变阻器分得的电压的$\frac{2V}{1V}=2$倍，根据分压原理，当变阻器连入电路中的电阻最大为10$\Omega$时，定值电阻的阻值$R = 2×10\Omega = 20\Omega$，因此定值电阻的阻值不能超过20$\Omega$，故30$\Omega$的定值电阻无法满足实验条件。
(4)由题图16可知，$I - \frac{1}{R}$的图像为过原点的一条直线，因此电流与电阻的倒数成正比，故可得结论:在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。
[拓展]根据电压表的示数为2.5V，可以排除电源电压为1.5V，由串联电路的电压特点可知，当电源电压为3V时，滑动变阻器两端的电压$U_{滑}=U - U_V = 3V - 2.5V = 0.5V$，当电源电压为4.5V时，滑动变阻器两端的电压$U_{滑}=U - U_V = 4.5V - 2.5V = 2V$，当电源电压为6V时，滑动变阻器两端的电压$U_{滑}=U - U_V = 6V - 2.5V = 3.5V$，由串联电路的分压原理可知:滑动变阻器接入电路的电阻与定值电阻的阻值之比分别为$\frac{R_{滑}}{R_1}=\frac{U_{滑1}}{U_V}=\frac{0.5V}{2.5V}=\frac{1}{5}$，$\frac{R_{滑}}{R_2}=\frac{U_{滑2}}{U_V}=\frac{2V}{2.5V}=\frac{4}{5}$，$\frac{R_{滑}}{R_3}=\frac{U_{滑3}}{U_V}=\frac{3.5V}{2.5V}=\frac{7}{5}$，由题意可知，两次实验中滑动变阻器接入电路的阻值不变，因此两次实验中定值电阻的阻值之比可能为$\frac{R_1}{R_2}=\frac{5R_{滑}}{\frac{4}{5}R_{滑}}=\frac{4}{1}$，$\frac{R_1}{R_3}=\frac{5R_{滑}}{\frac{7}{5}R_{滑}}=\frac{7}{4}$，由器材中的5个定值电阻的阻值可知，只有5$\Omega$和20$\Omega$满足上述条件，故两次的电源电压分别为3V和4.5V，因为滑动变阻器的最大阻值为10$\Omega$，结合$\frac{R_{滑}}{R_1}=\frac{1}{5}$和$\frac{R_{滑}}{R_2}=\frac{4}{5}$可知，定值电阻$R_1 = 20\Omega$，$R_2 = 5\Omega$，因此滑动变阻器接入电路的阻值$R_{滑}=\frac{1}{5}×20\Omega = 4\Omega$。