Question

小明同学用下列器材探究“电流与电压和电阻的关系”：电压15V保持不变的电源，规格是“50Ω  1A”的滑动变阻器，阻值为10Ω、20Ω、30Ω、50Ω的电阻各一个，满足测量需求的电流表，电压表各一个。

（1）图甲是他连接的电路，请改动一根导线，使电路连接正确，在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法；__________________

（2）电路连接正确后，小明先探究“电阻R₀一定，电流与电压的关系”，他将10Ω的电阻作为R₀接入电路，闭合开关，通过调节滑动变阻器滑片P，测出电阻两端在不同电压时的电流值，记录如表1所示。第3次实验时电流表的读数如图乙所示，则此时流经电阻的电流为_________A。分析数据，可以得出结论：在电阻一定时，流经导体的电流和导体两端的电压成_________；

表1

实验次序	1	2	3	4
U/V	3.0	4.0	5.0	6.0
I/A	0.30	0.41		0.62

表2

实验次序	1	2	3	4
R/Ω	10	20	30	40
I/A	0.60	0.30	0.20	0.12

（3）小明再探究“电压U₀一定，电流与电阻的关系”：

①他将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，调节滑片P到适当位置，读出电流表示数记入表中；断开开关S，小明用20Ω的电阻替换10Ω的电阻，闭合开关S，移动滑片P使滑动变阻器接入电路阻值_________(增大/减小)，他这样操作的目的是_________。

②表2是小明的实验数据，老师指出有一组数据不符合实际，你认为这是实验次序_________的数据。若不更换实验器材，在实验过程中小明为了能够利用上述4个定值电阻，顺利得到4组I、R的数据，完成实验，所保持不变的电压U₀的取值范围应满足_________。

Answer

0.5 正比 增大 控制电阻两端电压不变 （控制电压表示数不变） 4 7.5V～10V

【解析】

(1)[1]由题意可知，电压表应与定值电阻并联，电流表应串联接入电路，故修改如下：

(2)[2]由图乙可得，电流表所接量程为0~3A，分度值为0.1A，故读数为0.5A；

[3]由表1可得在电阻一定时，流经导体的电流和导体两端的电压成正比；

(3)①[4][5]为保证定值电阻两端电压不变，由串联分压可得，当换用阻值更大的定值电阻时，定值电阻两端电压增大，为保证电压不变，滑动变阻器接入阻值应相应变大；

②[6]由U=IR结合前三组数据可得电压U0为6V，第四次电压为4.8V，则可知第四次实验数据有误；

[7]当滑动变阻器及定值电阻均取到最大值时，电路电流最小，此时电压为所能取得最小值，此时定值电阻与滑动变阻器阻值相等，由串联分压可得最小可取电压为总电压的一半，为7.5V，滑动变阻器最大允许通过电流为1A，则当接入最小定值电阻时，两端电压不可超过10V，故范围为7.5V~10V。