Question

如图甲是某实验小组探究“电流与电压、电阻关系”的电路图，使用的实验器材有：电压为6 V的电源、电流表、电压表各一个，开关一个，5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各一个，规格为“20Ω  1 A”的滑动变阻器一个，导线若干。

表 1

实验次数	1	2	3
电压U/V	1.0	1.5	2.0
电流I/A	0.2		0.4

（1）探究电流与电压的关系时，所测得的几组电流、电压值如表1所示。在第2次实验中，电流表的示数如图乙所示，则通过电阻的电流为__________A。根据表1数据可得到结论：_____________________________________________________。

（2）探究电流与电阻的关系时，所测得的几组电流、电阻值如表2所示。

表 2

实验次数	1	2	3
电阻R/Ω	5	10	15
电流I/A	0.6	0.3	0.24

①由于操作不当，导致一组数据存在错误，请判断第________次实验的数据存在错误。产生错误的原因是________，正确的数据应该是________A。

②纠正错误以后，该小组用30Ω的电阻替换15Ω的电阻进行了第4次实验，发现实验无法进行下去 ，为完成第4次实验，同学们提出了下列解决方案，其中正确的是________。

A．将电压表的量程换为0～15V

B．换成电压为12V的电源

C．更换最大阻值大于或等于30Ω的滑动变阻器

D．可将定值电阻两端的电压调为1.5V

Answer

0.3 电阻一定时，电流与电压成正比 3 没有控制电阻两端的电压不变 0.2 C

【解析】

(1)[1]电流表小量程分度值为0.02A，示数为0.3A；

[2]探究电流与电压的关系时，控制电阻的大小不变，横向比较表中数据发现，电压是原来的几倍，通过电阻的电流变为原来的几倍，所以得出的结论是：在电阻一定时，通过导体的电流与电压成正比；

(2)[3][4]探究电流与电阻的关系时，应控制不同电阻的电压不变，由表中第2次实验数据可知，电压表示数

U定=I2R2=0.3A×10Ω=3V，

根据串联电路电压的特点，变阻器的电压为

U滑=6V−3V=3V，

变阻器的电压等于电压表的示数，根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻大小等于

R2=10Ω；

第3次实验中，按表中数据，电流表示数为0.24A，电路的总电阻

，

由串联电阻的规律，此时变阻器连入电路中的电阻大小为：

25Ω−15Ω=10Ω，

也就是说，做第3次实验，换上15Ω的电阻时，没有移动变阻器的滑片使电压表示数不变(电压表的示数为U3=I3R3=0.24A×15Ω=3.6V，与前2次电压表示数3V不同)，就直接记录了电流表的数值；

[5]正确的操作是当换上15Ω的电阻时，移动变阻器的滑片使电压表示数为3V不变，此时电流表示数应为：

；

[6]因研究电流与电阻的关系实验时，要保持电压表示数为3V不变，又电源电压为6V，所以变阻器分得的电压为3V，根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻大小应等于定值电阻的大小30Ω，即变阻器的最大阻值至少为30Ω，而现有变阻器的最大阻值为20Ω，所以无法完成实验，应更换最大阻值大于或等于30Ω的滑动变阻器，ABD项不符合题意，故应选C。