Question

18．小明在探究“电流大小与电压、电阻的关系”的实验，如图甲所示的实物电路连接完整．
（1）闭合开关后，发现电流表无示数，电压表有示数，故障的原因可能是①R发生断路②电流表短路．
（2）排除故障后，小明通过实验收集到的数据如表（一）所示，其中第1次实验的电流表示数如图乙所示为0.1A．根据表（一）的数据，可得出的结论是电阻一定时，电流与电压成正比．
表一：

实验序号	1	2	3
电阻R/Ω	R
电压U/V	1.0	1.5	2.0
电流I/A		0.15	0.20

（3）小明继续探究电流与电阻的关系，将电阻R先后更换为5Ω和15Ω的电阻进行实验，得到数据如表（二）所示．通过分析表（二）的数据，却无法得出正确的实验结论，请分析原因．
表二：

实验序号	1	2	3
电阻R/Ω	R	5	15
电压U/V	2.0	1.5	2.3
电流I/A	0.20	0.30	0.15

Answer 1

分析 （1）电压表有示数说明两接线柱与电源之间是通路，电流表无示数可能是电路断路即电压表并联的部分断路，可能是电流表短路．
（2）根据电压表的量程和分度值读出示数，根据欧姆定律结合表中数据可得电阻的阻值，然后根据控制变量法得出实验结论；
（3）探究电流与电阻的关系应控制电阻两端电压不变．

解答 解：（1）闭合开关后，发现电压表有示数而电流表无示数，这种情况的原因可能是电流表短路，可能是电压表并联的部分断路如R₀发生断路、导线接触不良等．
（2）由图丙可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.1A；
由I=$\frac{U}{R}$可得，电阻的阻值：R=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1V}{0.1A}$=10Ω；
由表一的数据可知，电阻一定时，通过导体电流的变化倍数和两端电压的变化倍数相等，故可得出的结论：电阻一定时，电流与电压成正比；
（3）更换电阻，电阻阻值变化，电阻两端电压变化，如果不调节滑动变阻器，不能控制电阻两端电压不变，因此不能得出电流与电阻成反比的结论；故操作错误为：没有移动滑动变阻器的滑片，使电阻两端的电压不变．
故答案为：（1）①R发生断路；②电流表短路；（2）0.1；电阻一定时，电流与电压成正比；（3）没有保持定值电阻两端电压不变．

点评 本题考查了电路故障分析、电压表读数、实验数据分析等问题，探究电流与电阻或电流与电压的关系时要注意控制变量法的应用；对电表进行读数时要先确定其量程与分度值，然后再读数，读数时视线要与电表刻度线垂直．