《2026年河北中考必备卷物理》

18. (7分)在“探究电流与电压的关系”的实验中，小明设计了如图12所示的实验电路。电源电压为6V不变，R为定值电阻，AD间粗细均匀的电阻丝和夹子(M和N)一起组成变阻器，A、B、C、D、E、F为电阻丝上的六个点，E、F两点未标出。

(1)根据实验要求，请用笔画线代替导线将图12中的实物电路补充完整。
(2)闭合开关前，将变阻器的全部电阻接入电路是为了保护电路。
(3)闭合开关，电流表无示数，电压表示数为6V，电路的故障(仅有一处)是定值电阻R断路。
(4)排除故障后，闭合开关，保持夹子N位置不动，夹子M依次接在变阻器的A、B、E、C、F、D六个点，每次电表均选用合适的量程，进行实验，收集数据并记录在表格中。

表格中①处的数据如图13所示，为0.4A。

(5)分析数据，可以得出实验结论：在电阻一定的情况下，电流与电压成正比。
(6)在电阻丝C点放一小蜡块，闭合开关，发现小蜡块逐渐熔化，为使小蜡块熔化得更快，一定可行的方法是增大电源电压(答出一条即可)。
【拓展】在上面的实验电路中，电流表接0～0.6A量程，把另一电压表V₁接在A点和图中电压表标有“15”的接线柱两点上。夹子M接在A点不动，夹子N可在电阻丝上连续改变位置，在保证电路安全的情况下，夹子N在任意位置时，用电阻R₀替换R，使电压表V₁和图中的电压表示数之比总是2:3，则满足上述条件的R₀的取值范围是6～22.5Ω。

答案：
18.
(1)如图所示　
(2)保护电路　
(3)定值电阻$R$断路　
(4)0.4
(5)电流与电压成正比　
(6)增大电源电压　[拓展]6～22.5
[解析]
(1)在探究电流与电压的实验中，电流表应串联在电路中，电路连接如图所示;
(2)闭合开关前，将变阻器的全部电阻接入电路，这样可以防止电路中的电流过大，从而保护电路;
(3)串联电路只有一条电流的路径，且电流表无示数，说明电路中某处断路，而电压表有示数，且等于电源电压，说明电压表与电源能连通，故电路的故障是定值电阻$R$断路;
(4)电流表的量程是0～0.6A，分度值是0.02A，示数为0.4A;
(5)由表中数据可知，电压与电流的比值一定，故可得结论:在电阻一定的情况下，电流与电压成正比;
(6)为使小蜡块熔化得更快，应使C处电阻丝产生的热量更多，根据$Q = I^2Rt$可知，在电阻和通电时间一定时，应增大电路中的电流，根据欧姆定律可知，可通过增大电源电压的方法来达到目的;
[拓展]根据表中第1次实验的数据，结合串联电路的电压规律和欧姆定律可得，变阻器的最大值$R_{变大}=\frac{U_{变大}}{I_{小}}=\frac{6 V - 1.5 V}{0.3 A}=15 \Omega$;当电压表$V_1$接在$A$点和图中电压表标有“15”的接线柱两点上时，变阻器与定值电阻串联，电压表$V_1$测变阻器两端的电压，原电压表$V$测定值电阻两端的电压。根据串联电路的分压原理可得$R_0$的最大值$R_{0大}=\frac{U_0}{U_{变}}R_{变大}=\frac{3}{2} × 15 \Omega = 22.5 \Omega$;根据电流表的量程可知电路中的最大电流$I_{大}=0.6 A$，根据串联电路的电压规律可得$R_0$两端的电压$U_0'=\frac{U_0}{5}=\frac{3}{5} × 6 V = 3.6 V$，根据欧姆定律可得$R_0$的最小值$R_{0小}=\frac{U_0'}{I_{大}}=\frac{3.6 V}{0.6 A}=6 \Omega$，故$R_0$的取值范围是6～22.5$\Omega$。