题目内容
【题目】为了探究串联电路中，滑动变阻器阻值改变时，通过变阻器的电流I滑与其两端电压的关系。某小组同学选用10欧的定值电阻、标有“20Ω 2A”的滑动变阻器和电压恒为18伏的电源，按如图连接电路，进行实验，记录相关数据在表一中。接着，他们更换定值电阻和滑动变阻器，重复实验过程，并记录数据于表二、表三中。
表一（R定=10欧，R滑“20Ω 2A”）
实验序号 | U滑（伏） | I滑（安） |
1 | 12 | 0.6 |
2 | 8 | 1.0 |
3 | 6 | 1.2 |
4 | 4 | 1.4 |
5 | 0 | 1.8 |
表二（R定=15欧，R滑“100Ω 2A”）
实验序号 | U滑（伏） | I滑（安） |
6 | 15 | 0.2 |
7 | 9 | 0.6 |
8 | 6 | 0.8 |
9 | 3 | 1 |
10 | 0 | 1.2 |
表三（R定=10欧，R滑“50Ω 2A”）
实验序号 | U滑（伏） | I滑（安） |
11 | 15 | 0.3 |
12 | 13 | 0.5 |
13 | 7 | 1.1 |
14 | 2 | 1.6 |
15 | 0 | 1.8 |
（1）分析比较实验序号1～5 (6～10或11～12)的实验数据，可得出的初步结论是：串联电路中，当滑动变阻器的阻值改变时，_______________。
（2）分析此较实验序号1～5 (6～10或11～12)中的I滑变化量与U滑变化量的倍数关系，可得出的初步结论是：串联电路中，当滑动变阻器的阻值改变时，________________。
（3）进一步比较表一与表三中的U滑变化量与I滑变化量的比值，发现：当定值电阻相同，则_______相同。
（4）再进一步比较表一（或表二或表三）中的U滑变化量与I滑变化量的比值与定值电阻阻值的大小关系，可得出的初步结论是：_________。请你用理论推导的方法证明上面的结论。
【答案】通过变阻器的电流随电压的改变而改变 I滑变化量与U滑变化量成正比 U滑变化量与I滑变化量的比值 U滑变化量与I滑变化量的比值与定值电阻阻值的大小相等；证明详见解析
【解析】
（1）比较实验序号1～5（6～10或11～12）的实验数据，可以得到串联电路中，当滑动变阻器的阻值改变时，通过变阻器的电流随电压的改变而改变；
（2）比较实验序号1～5中的I滑变化量与U滑变化量：
ΔI滑1=1.0A-0.6A=0.4A，ΔU滑1=12V8V=4V，
ΔI滑2=1.2A-0.6A=0.6A，ΔU滑2=12V6V=6V，
ΔI滑3=1.4A-0.6A=0.8A，ΔU滑3=12V4V=8V，
ΔI滑4=1.8A-0.6A=1.2A，ΔU滑2=12V0V=12V，
分析数据可以得到I滑变化量与U滑变化量成正比；
（3）表一中U滑变化量与I滑变化量的比值有：
，
，
，
；
比较表三U滑变化量与I滑变化量的比值有：
，
，
，
；发现：当定值电阻相同，则U滑变化量与I滑变化量的比值相同；
（4）比较表二U滑变化量与I滑变化量的比值有：
，
，
，
；
比较表一（或表二或表三）中的U滑变化量与I滑变化量的比值与定值电阻阻值的大小关系，可得出：U滑变化量与I滑变化量的比值与定值电阻阻值的大小相等；
证明：由欧姆定律，U定=I定R定，U′定=I′定R定，
两式相减得：△U定=△I定R定，
根据串联电路电压的总电压等于各部分电压之和，故变阻两端电压的变化量等于定值电阻两端的电压变化量，而串联电路中各处的电流都相等，故有：
R定。U滑变化量与I滑变化量的比值与定值电阻阻值的大小相等。
【题目】在学习电学时，小夏利用如图所示的电路图，做了不少实验，其中电阻R可选用阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻。
（1）在做“探究电流与电阻的关系”的实验时，小夏先把10Ω的电阻连入电路，闭合开关，把电流表的读数填在表格中，然后把10Ω电阻分别换成20Ω、30Ω电阻，将相应的电流值记录到表格中。
电阻R/Ω | 10 | 20 | 30 |
电流I/A | 0.3 | 0.2 | 0.15 |
小夏操作的错误是：______。
（2）在做“伏安法”测电阻的实验时，小夏根据电路图连接的电路如图所示，图中尚有一根导线未连接，请用笔画线代替导线完成电路连接，要求滑动变阻器连入电路中的阻值最大。
（____）
（3）在做“测量小灯泡额定功率”的实验时，小夏用额定电压为“3V”的小灯泡代替电路图中的电阻R，连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图所示，则电流表的读数是______A，小灯泡的额定功率为______W．
