沪粤版九年级物理上册第十四章探究欧姆定律定向训练练习题(含答案详解).docx

沪粤版九年级物理上册第十四章探究欧姆定律定向训练
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 20分）
一、单选题（10小题，每小题2分，共计20分）
1、如图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图，当滑片P向左滑动时，连入电路的电阻变小的是（　　）
A． B．
C． D．
2、如图所示的电路，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，A、B为其两端点，闭合开关S，当滑片P在某一端点时，电流表示数为0.2A，R2的电功率为2W，当滑片P移动至某一位置C时，电流表示数为0.6A，R2的电功率为3.6W。下列说法正确的是（　　）

A．R1的阻值为50Ω B．P在A端时电流表示数为0.8A
C．P在C点时电压表示数为10V D．P在A端时R1的电功率为14.4W
3、小明在“探究电流跟电阻关系”的实验中，已知电源电压保持4.5V不变，滑动变阻器上标有“30Ω 1A”，有5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一只，实验前设置定值电阻两端的预设值为1.5V，阻值为5Ω、10Ω的电阻完成实验后，发现阻值20Ω电阻时实验无法继续，为了不让前两组数据失效，并顺利完成阻值20Ω电阻实验数据，下列可行的方案是（　　）

A．换一个电压值较大的电源
B．增大定值电阻两端的电压预设值
C．将阻值为10Ω的电阻串联在a、b之外的电路中
D．换一个最大阻值为35Ω的滑动变阻器
4、将灯泡L和定值电阻R以图甲方式连在6V的电源上，图乙是L和R的U-I图象，结合图中信息可知（　　）

A．灯泡L的电阻随着电流的增大而减小
B．灯泡L的实际阻值为10Ω
C．灯泡L的实际功率为0.8W
D．定值电阻R实际功率为6.4W
5、如图甲是李明设计的压力传感器原理图，其中弹簧上端和滑动变阻器的滑片P固定在一起，AB间是可收缩的导线，弹簧A端所受压力F与弹簧的形变量关系如图乙所示，无压力时，滑片P位于R2的最上端。电源电压为15V，定值电阻R1的阻值为10Ω。R2是每厘米阻值为5Ω的均匀滑动变阻器。以下说法中错误的是（　　）

A．无压力时，电压表的示数为零
B．电阻R1在电路中还起到了保护电路的作用
C．当压力为40N时，电压表的示数是6V
D．压力增大时，电压表与电流表的比值变大
6、下列说法中正确的是（     ）
A．摩擦起电的实质是产生电子
B．电压表不能直接测量电源两端的电压
C．通常情况下，即使通过导体的电流为零，导体的电阻一般也不为零
D．导线越长，其电阻一定也越大
7、图所示的电路中，白炽灯L1的电阻比白炽灯L2的电阻小，将开关S闭合，下列说法正确的是（　　）

A．电路中AB两点间的电压等于BC两点间的电压
B．通过A点的电流大于通过B点的电流
C．通过A点的电流等于通过B点的电流
D．电路中AB两点间的电压大于BC两点间的电压
8、课外探究实践作业中小明同学想利用气敏电阻自制一个烟雾浓度检测仪，通过翻阅资料了解到N型气敏元件阻值随气体浓度的增大而减小。如图是小明设计的电路图，其中R为N型气敏元件，R0为定值电阻。闭合开关S，当气体浓度越高时，会出现（　　）

A．电流表示数增大，电压表示数增大
B．电流表示数增大，电压表示数变小
C．电流表示数变小，电压表示数增大
D．电流表、电压表示数均不变
9、如图所示电路，当滑动变阻器滑片向右滑动时，电流表和电压表示数变化情况是（　　）

A．电流表和电压表示数都不变
B．电流表示数变小，V1 示数变小，V2示数不变
C．电流表示数不变，电压表示数都变大
D．电流表示数变大，V1示数不变，V2示数变大
10、如图所示的电路中，电阻R1=6Ω，与规格为“12Ω 0.5A”的滑动变阻器R2串联在电源电压为4.5V的电路中，其中电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，为了保证电路中各元件的安全使用，则下列说法正确的是（　　）

A．电流表的示数变化范围为0.25～0.6A
B．滑动变阻器的取值范围为3～12Ω
C．电阻R1的最小功率与最大功率之比为9∶25
D．滑动变阻器R2的最小功率与最大功率之比为25∶27
第Ⅱ卷（非选择题 80分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、如图所示的电路中，电源两端电压不变，当甲乙都为电流表时，只闭合开关S1，R1与R2两个电阻是___________联（选填“串”或“并”），此时甲乙两表的示数比是2∶3：如果把甲乙全部换成电压表，再闭合S1和S2，则甲乙两表示数之比是___________。

2、如图甲所示，电源电压恒定，定值电阻的阻值为8Ω。将滑动变阻器的滑片从a端滑到中点的过程中，电压表示数U与电流表示数I之间的关系图象如图乙所示。滑动变阻器R的最大阻值为___________。电源电压为___________V。

3、在科创活动中，冯森需要一个4Ω的电阻，他可以将一个20Ω的电阻跟一个______Ω的电阻______联来获得。
4、如图是小明自制的一种测定油箱内油面高度的装置。油量表是由量程为0~0.6A的电流表改装而成的，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，从油量表指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度。已知电源电压为12V，当油箱内油面高度最高时，R的金属滑片在最下端，油量表指针满偏；当油箱内没有油时，R全部接入电路，油量表的读数最小。则R0的阻值是______Ω，油量表的最小读数是______A；当油箱内油面的高度降为最高油面一半时，滑片正好在R的中点，此时油量表的读数是______A，据此推理油量表的刻度______（“均匀/不均匀”）。

5、如图甲所示、电源电压恒定，定值电阻R0的阻值为10欧。将滑动变阻器的滑片从a端滑到中点的过程中，电压表示数U与电流表示数I间的关系图象如图乙所示。滑动变阻器R的最大阻值为_________欧。电源电压为________ 伏。

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、如图所示的电路中，电源电压恒为6伏、电阻的阻值为10欧，滑动变阻器标有“”字样，闭合开关后，电流表的示数为0.4安。
（1）求两端的电压及连入电路的电阻值；
（2）在确保安全的情况下，求移动滑片时电流表示数的变化范围。

2、如图所示电路，电源电压保持不变。
（1）当只闭合S1、S2时，A2的示数为0.5A，当只闭合S1、S3时，A1的的示数为0.1A，当闭合开关S1、S2、S3时电流表A1的示数为0.4A，则此时A2表的示数？
（2）当只闭合S1时，R3两端电压为6V，求此时R2两端电压？
‍
3、如图所示，电源电压恒定，R2的阻值为10Ω，R3的阻值为100Ω，R1的阻值小于40Ω。当S闭合，S1、S2断开时，电流表的示数为0.5A；当S、S1、S2都闭合时，电流表的示数变化了0.4A，求：
（1）当S、S1、S2都闭合时，电流表的示数为多少？
（2）电源电压和R1的阻值。

4、在图所示电路中，电源电压为 6V 且保持不变，滑动变阻器 R2允许通过最大电流为 3A。电流表 A、A1的表盘均如图所示。变阻器滑片 P 位于最大阻值处，闭合开关 S，电流表 A1示数为 0.3A。两电流表指针偏离零刻度线角度相同。
（1）求电阻 R1的阻值；
（2）求此时经过变阻器 R2的电流I2；
（3）移动变阻器滑片 P，在电路安全工作的前提下，求变阻器 R2消耗的最小电功率与最大电功率之比P2min∶P2max。

5、如图所示电路，电源电压恒定不变，定值电阻R1的阻值为30Ω。只闭合开关S1时，电流表示数为0.2A。再闭合开关S2，电流表示数为0.5A。求：
（1）电源电压为多少？
（2）定值电阻R2的阻值为多少？

四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、小明利用如图甲实验装置探究“电流跟电压的关系”，电源为两节新干电池，电阻R为定值电阻，滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。

（1）开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于______（选填“A”或“B”）端；
（2）连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，发现两表指针偏转情况如图乙所示，则故障可能是______出现了______（选填“短路”或“断路”）；
（3）排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器，测得数据如表所示，其中第2次实验中电流表示数如图丙所示，其读数为______A，在得到第2组实验数据后，他将滑片P向______（选填“A”或“B”）端移动适当距离后得到了第3组数据；
实验序号
1
2
3
4
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.2

0.4
0.5
（4）在这个实验中，滑动变阻器的主要作用是______；
（5）请分析表中的数据，你能得到的结论是______。
2、用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。

（1）请用笔画线代替导线将图甲中的实物连接完整（要求滑片P向左移动的过程中电流表示数变小）；( )
（2）正确连接电路后，闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑片P置于___________（选填“A”或“B”）端，滑动变阻器在实验中的作用有保护电路和___________；
（3）实验时，闭合开关，发现电流表和电压表的示数都为0，用一根导线在图甲中先后连接接线柱G与F、F与E时，电压表和电流表的示数仍为0，而连接接线柱E与D时，电压表和电流表的指针却明显偏转。则电路的故障是___________；
（4）排除故障后继续实验，当电压表示数为2V时，电流表示数如图乙所示，则定值电阻Rx=___________Ω；
（5）小杨同学认为应多测几组数据，你认为多次实验的目的是：___________；
（6）如果实验器材中没有电压表，电源电压未知，同学们利用最大阻值为R0的滑动变阻器设计了如图丙所示电路，也测出了电阻Rx的阻值。闭合开关后，滑动变阻器滑片在最左端时，电流表的示数为I1，滑动变阻器的滑片在最右端时，电流表的示数为I2，则电阻Rx=___________。（用题中所给物理量的符号表示）

-参考答案-
一、单选题
1、A
【详解】
A．接一上一下时，滑片P向左滑动，连入的电阻变小，故A符合题意；
B．同时接上面的两个接线柱时，无论怎么移动滑片，连入电路中的电阻大小不变，故B不符合题意；
C．同时接下面的两个接线柱时，无论怎么移动滑片，连入电路中的电阻大小不变，故C不符合题意；
D．接一上一下时，滑片P向左滑动，连入的电阻变大，故D不符合题意。
故选A。
2、D
【详解】
AC．由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。P在某一端点时电压表的示数

由串联电路的特点和欧姆定律可得电源电压
U=U2+I1R1=10V+0.2A×R1……①
同理可得，P移动至某一位置C时电压表的示数

则电源电压
U=U2′+I2R1=6V+0.6A×R1……②
由①②可得
R1=10Ω，U=12V
故AC错误；
BD． P在A端时变阻器连入阻值为0，只有R1的简单电路，电流表示数为

R1的电功率为

故D正确，B错误；
故选D。
3、C
【详解】
A．已知电源电压保持4.5V不变，实验前设置定值电阻两端的预设值为1.5V。由串联电路的电压特点可知，滑动变阻器两端的电压为

根据串联电路的电压与电阻的比例关系可知

接入阻值为20Ω的定值电阻时，实验无法完成，是因为滑动变阻器不能分担足够多的电压，导致定值电阻两端电压不能减小到1.5V而造成的；由题可知滑动变阻器的最大阻值为30Ω，设定值电阻两端电压为1.5V时，滑动变阻器以最大阻值接入电路，其两端电压为 ，则有

解得，当滑动变阻器以最大阻值接入电路时，其两端电压应为
U滑=2.25V
此时定值电阻和滑动变阻器两端的的总电压为
U总=U定+U滑=1.5V+2.25V=3.75V
因此，可以换一个电压值为3.75V的电源，比之前的电源电压值小，但不能换用电压值更大的电源，故A不符合题意；
B．因为探究电流与电阻的关系时，要控制定值电阻两端电压不变，所以若在此时增大定值电阻两端的电压预设值，将使得前两次测量的数据失效，故B不符合题意；
C．由题意知，更换为20Ω的定值电阻后，其两端的电压仍为1.5V。根据欧姆定律，此时通过该电路的电流为

由A选项分析可知，若控制定值电阻两端电压为1.5V，则电源电压大于定值电阻和滑动变阻器两端的总电压。由串联电路分压特点可知，此时可以串联一个电阻，串联的电阻需要分担的电压为
U串=U0-U总=4.5V-3.75V=0.75V
由欧姆定律可知，串联的电阻的阻值应为

所以，可以在将滑动变阻器调至最大阻值30Ω的情况下，在a、b之外的电路中串联阻值为10Ω的电阻使实验得以完成，故C符合题意；
D．由以上分析可知，若更换滑动变阻器，则滑动变阻器的阻值至少应为

故D不符合题意。
故选C。
4、C
【详解】
A．由图像乙可知，灯泡L的电阻随着电流的增大而增大，故A错误；
B．从图甲中可以看出，电阻与灯泡串联。从图乙中可以看出，当电阻电压为4V时，灯泡电压为2V，灯泡与电阻的电压之和正好等于6V，此时电路的电流为0.4A，灯泡L的实际阻值为

故B错误；
C．灯泡L的实际功率为

故C正确；
D．定值电阻R实际功率为

故D错误。
故选C。
5、C
【详解】
电压表测量的是R2接入电路部分的电压，电流表测量的是干路电流。
A．无压力时，滑片P位于最上端，R2接入电路的电阻为0，电压表被短路，故此时电压表示数为0，故A正确，不符合题意；
B．无压力时，滑片P位于最上端，R2接入电路的电阻为0，如果没有电阻R1在电路中，则电源将被短路，故电阻R1在电路中还起到了保护电路的作用，故B正确，不符合题意；
C．根据乙图可知，当压力为40N时，弹簧的压缩量为3cm，故R2接入电路部分的电阻为
R2=3cm×5Ω/cm=15Ω
故此时电压表示数（即R2两端电压）为

故C错误，符合题意；
D．电压表与电流表的比值表示是的R2接入电路部分的电阻，压力增大时，滑片P向下移动的量增加，R2接入电路的部分变长，接入电路的部分的电阻阻值也随之增加，故电压表与电流表的比值变大，故D正确，不符合题意。
故选C。
6、C
【详解】
A．摩擦起电的实质是电子的转移，并不是产生电子，故A错误；
B．电压表测量电压时需要与待测部分并联，所以可以并联到电源的两端，测量电源的电压，故B错误；
C．电阻是导体本身的一种性质，即使通过导体的电流为零，导体的电阻一般也不为零，故C正确；
D．电阻是导体本身的一种性质，与导体的材料、长度、横截面积有关，只根据长度无法判定电阻的大小，故D错误。
故选C。
7、C
【详解】
AD．由串联电路电流的规律，串联电路电流强度处处相等，即I1=I2，根据欧姆定律可得
，
因为，所以，故AD错误；
BC．由串联电路电流的规律可知，串联电路中电流处处相等，故B错误， C正确。
故选C。
8、A
【详解】
CD．闭合开关S，当气体浓度越高时，R的阻值减小，总电阻变小，电源电压不变，故电流表的示数变大，故CD不符合题意；
AB．电流表的示数变大，而定值电阻的阻值不变，故电压表的示数变大，故A符合题意；B不符合题意。
故选A。
9、B
【详解】
由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表V1测定值电阻两端的电压，电压表V2测电源电压，电流表测电路中的电流。滑动变阻器的滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，因为，所以，电路中的电流变小，即电流表的示数变小；由可知，定值电阻两端电压变小，即电压表V1示数变小，电源电压不变，即电压表V2的示数不变，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
10、B
【详解】
由电路图可知，滑动变阻器与电阻R1串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流；
AB．串联电路中电流处处相等，所以为了既不烧坏电流表，又不烧坏电阻，比较各电流值可知，电路中的最大电流为，当电流最大为0.5A时，电阻R1两端的最大电压为

则滑动变阻器两端的最小电压

由串联分压的规律可知，当滑动变阻器两端的电压最小时，其连入电路的电阻最小，滑动变阻器连入电路的最小阻值

由于电压表的量程为“0~3V”，则电压表示数最大为，当变阻器两端的电压最大时，R1两端的电压最小，则

电路中最小电流为

此时滑动变阻器接入电路的最大阻值为

所以电路中的电流范围为0.25~0.5A，滑动变阻器的取值范围为3~12Ω，故A错误，B正确；
C．电阻R1的最小功率为

电阻R1的最大功率

电阻R1的最小功率与最大功率之比为

故C错误；
D．由串联电路的规律和欧姆定律可得，变阻器R2的功率为
①
由①知，当

(电流大于0.25A 而小于0.5A)，变阻器的功率达到最大，其最大功率为
     ②
因为功率为关于电流的一元二次方程，且开口向下，当取电流最小值0.25A，变阻器的功率
③
当取电流最大值0.5A，变阻器的功率
   ④
二者取值相同，同为最小功率，滑动变阻器R的最小功率与最大功率之比为

故D错误。
故选B。
二、填空题
1、     并     3∶1
【详解】
[1]当甲乙都为电流表时，只闭合开关S1，由图中可知，此时电流有两条流经路径，一条从电源正极出发，经过R1，再经过乙电流表回到电源负极，一条从电源正极出发，经过甲电流表，再经过R2，然后经过乙电流表，最后回到电源负极，可知此时R1与R2两个电阻是并联的。
[2]由电路图可知，此时甲电流表测过R2支路的电流，乙电流表测干路电流，此时两表的示数之比为2∶3，因干路电流等于各支路电流之和，故可知流过R1和R2支路的电流之比为
I1∶I2=1∶2
因并联电路两端电压相等，故由欧姆定律可得，R1和R2的电阻之比为
R1∶R2=2∶1
如果把甲乙全部换成电压表，再闭合S1和S2，由图中可知，此时R1和R2串联，甲电压表测R1和R2两端电压之和，乙电压表测R2两端电压，因串联电路中电流相等，故由欧姆定律可得，此时甲乙两电压表示数之比等于R1与R2电阻之和与R2的电阻之比，即
U1∶U2=(R1+R2)∶R2=3∶1
2、     8     12
【详解】
[1][2]由图甲知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联在电路中，电压表测变阻器R两端的电压。电流表测电路中的电流。滑片由a端滑至中点的过程中，变阻器接入电路的阻值变小，电压表两端的电压变小。由图乙知，当滑片滑至中点时，电压表示数为4.0V，此时电路中的电流

据串联电路的特点有

当滑片置于a端时，变阻器接入电路的阻值最大，据串联电路的特点有

解以上两式得，电源电压及变阻器的最大阻值分别为
U=12V，R=8Ω
3、     5     并
【详解】
[1][2]串联电路中总电阻大于各部分电阻，故需要一个电阻与20Ω的电阻并联，由并联电路电阻规律可得

解得

4、     20     0.3     0.4     不均匀
【详解】
[1]当油箱内油面高度最高时，R的金属滑片在最下端，此时电路中只有R0接入电路，油量表指针满偏，其示数I0=0.6A，则R0的阻值

[2]当油箱内没有油时，R全部接入电路，油量表的读数最小，此时电路总电阻

此时电路电流

[3] 当油箱内油面的高度降为最高油面一半时，滑片正好在R的中点，此时油量表的读数

[4]当R接入电路的电阻为0时，电路电流为0.6A；当R接入电路的电阻为R的一半时，电路电流为0.4A；当R全部接入电路时，电路电流为0.3A。由此判断理油量表的刻度是不均匀的。
5、     20     12
【详解】
[1][2]电压表测量滑动变阻器的电压，当滑动变阻器全部接入时，电压表的示数为8V，设此时的滑动变阻器的阻值为R滑，则此时的电流为

根据串联电路电压规律可知

当滑片位于滑动变阻器的中点时，此时的电压表的示数为6V，此时的滑动变阻器的阻值为，则此时的电流为

根据串联电路电压规律可知

联立两式可知

三、计算题
1、（1），；（2）0.2A～0.6A
【详解】
解：（1）这是个串联电路，电流处处相等，由欧姆定律得两端的电压为

由串联电路电压规律知，两端的电压为

由欧姆定律得接入的电阻为

（2）当滑动变阻器全部接入时，电路的总电阻最大，电路中电流最小，此时电流为

当滑动变阻器接入的阻值为0时，电路的电阻最小，电路中电流最大，此时电流为

所以移动滑片时电流表示数的变化范围为0.2A～0.6A。
答：（1）两端的电压为，连入电路的电阻值为；
（2）移动滑片时电流表示数的变化范围为0.2A～0.6A。
2、（1）0.9A；（2）10V
【详解】
解：（1）当只闭合S1、S2时，只有R3的简单电路，电流表A2测量通过R3的电流，当只闭合S1、S3时，只有R1的简单电路，电流表A1测量通过R1的电流，当闭合开关S1、S2、S3时，三个电阻并联，因为R3和R1两端的电压等于电源电压，R3和R1的阻值不变，通过R3和R1的电流不变，通过R3的电流是0.5A，通过R1的电流是0.1A，电流表A1测量R1和R2的总电流，电流表A2测量干路中的电流，A2表的示数
I =IA1+I3=0.4A+0.5A=0.9A
（2）由（1）可知，通过R2的电流
I2=IA1-I1=0.4A-0.1A=0.3A
并联电路中各个支路的电压相等，所以R2和R3的阻值之比

当只闭合S1时，三个电阻串联，电压表测量R1两端的电压，串联电路中各处的电流相等，所以R2和R3的电压之比

U2=
答：（1）此时A2表的示数是0.9A；
（2）当只闭合S1时，R3两端电压为6V，此时R2两端电压是10V。
3、（1）0.9A；（2）15V，20Ω
【详解】
解：（1）当S、S1、S2都闭合时，R2被短路，此时R1和R3并联接入电路中，电流表测干路中的电流，此时的总电阻要小于R1，当S闭合，S1、S2断开时，R1和R2串联接入电路中，此时的总电阻要大于R1，所以，R1和R3并联的总电阻小于R1和R2串联的总电阻，由欧姆定律可知，当S、S1、S2都闭合时，干路中的电流变大，并联后干路中的电流为
I′=0.4A+0.5A=0.9A
（2）当S闭合，S1、S2断开时，R1和R2串联接入电路中，电源电压
U=I(R1+R2)=0.5A×(R1+10Ω)①
当S、S1、S2都闭合时，R1和R3并联接入电路中，电源电压
②
由①和②得到
R1=20Ω或R1=50Ω
因为R1的阻值小于40Ω，所以R1=20Ω；电源电压
U=I(R1+R2)=0.5A×(20Ω+10Ω)=15V
答：（1）当S、S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.9A；
（2）电源电压是15V和R1的阻值是20Ω。
4、（1）20Ω；（2）1.2A；（3）4∶9
【详解】
解：由电路图可知，R1与R2并联，电流表A测干路电流，电流表A1测量通过R1的电流。
（1）电阻 R1 的阻值
R1==20Ω
（2）干路电流表和 A1 偏角相同，且干路电流大于支路电流，故干路电流为 1.5A； 通过R2的电流
I2=I-I1=1.5A-0.3A=1.2A
（3）滑动变阻器的最小电流为 1.2A；最大电流为
I最大=3A-0.3A=2.7A
最小功率和最大功率的比值为
P最小∶P最大=UI最小∶UI最大= I最小∶I最大=1.2A∶2.7A=4∶9
答：（1）电阻 R1 的阻值是20Ω；
（2）求此时经过变阻器 R2 的电流是1.2A；
（3）变阻器 R2 消耗的最小电功率与最大电功率之比是4∶9。
5、（1）6V；（2）20Ω
【详解】
解：（1）只闭合开关S1时，只有定值电阻R1工作，此时电流表示数为0.2A，定值电阻R1的阻值为30Ω，电源电压为

（2）再闭合开关S2，电流表示数为0.5A，两电阻并联，电流表测量干路电流，那么通过定值电阻R2的电流为

定值电阻R2的阻值为

答：（1）电源电压为6V；
（2）定值电阻R2的阻值为20Ω。
四、实验探究
1、     A     定值电阻     断路     0.3     B     改变定值电阻两端的电压     当导体的电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
【详解】
（1）[1]闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片应移到最大阻值端，由图甲可知，滑动变阻器下面的接线柱接的是右边的接线柱，接入电路的电阻丝是BP段，BP段越长，其电阻越大，由此可知，闭合开关前，滑片P应移到最左端，即A端。
（2）[2][3]由图乙可知，闭合开关，电流表无示数，电压表有示数；电流表无示数，表明电路中无电流，由此可判断电路故障可能是断路；电压表有示数，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，由此可知电路故障可能是定值电阻断路。
（3）[4]由图丙可知，电流表所选量程是0~0.6A，分度值为0.02A，电流表示数是0.3A。
[5]由于第2组数据定值电阻两端的电压小于第3组数据定值电阻两端的电压，根据欧姆定律可知，第2组数据通过定值电阻的电流小于第3组数据通过定值电阻的电流，由此可知，完成第2组数据后，要得到第3组，滑动变阻器接入电路中的电阻应变小，由此可得出滑片应向B端移动适当距离。
（4）[6]在探究通过导体的电流与导体两端的电压之间的数量关系的实验中，要控制电阻一定，改变导体两端的电压，看看电流怎样变化，从而得出电流与电压的关系，由此可知滑动变阻器在这个实验中的主要作用是改变定值电阻两端的电压。
（5）[7]由表格数据可知，当导体两端的电压增大为原来的几倍，通过导体的电流也增大为原来的几倍，由此得出结论：当导体的电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。
2、          A     改变定值电阻两端的电压和通过的电流     滑动变阻器断路     10     求平均值以减小误差    
【详解】
（1）[1]滑动变阻器应选择“一上一下”两个接线柱接入电路，要求滑片P向左移动的过程中电流表示数变小，则应使滑片左移时滑动变阻器接入电路的电阻变大，如图所示：

（2）[2]正确连接电路后，闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑片P置于阻值最大处，避免开关闭合时电路中电流过大，烧坏用电器，所以应将滑动变阻器的滑片P置于A端。
[3]测量定值电阻的阻值时，需要测量多组数据求平均值，以此减小误差，所以滑动变阻器的作用是调节定值电阻两端的电压和通过的电流。
（3）[4]实验时，闭合开关，发现电流表和电压表示数都为0，因电路为串联，电流表示数为0，说明电路中存在的故障类型是断路，电压表示数为0表示与电压表串联的电路存在断路故障，用一根导线在图甲中先后连接接线柱G与F、F与E时，电压表和电流表示数仍为0，则说明G与F、F与E之外部分断路，连接接线柱E与D时。电压表和电流表指针明显偏转，则电路的故障是滑动变阻器断路或EB导线断路。
（4）[5]电流表接入电路的量程为0~0.6A，每一小格表示0.02A，电流表的示数为0.2A，由欧姆定律可得定值电阻

（5）[6]在物理实验中，多次测量的目的有两种，一种是求平均值减小误差，一种是避免实验的偶然性，得出普遍规律。本实验中多次测量的目的是求平均值减小误差。
（6）[7]闭合开关后，滑动变阻器滑片在最左端时，两电阻串联，电流表测电路的电流，电流表示数为I1；根据串联电路电阻的规律及欧姆定律可得电源电压
U=I1(R0+Rx)-----①
滑动变阻器滑片在最右端时，为待测电阻的简单电路，电流表示数为I2，由欧姆定律可得电源电压
U=I2Rx-----②
①②两式联立可得电阻