题目内容

7．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6V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  1A”的滑动变阻器一个，导线若干．

（l）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，电流表表的示数如图乙所示，则通过电阻的电流为0.3 A．根据表1数据可得到结论：在电阻一定时，导体中的电流与其两端的电压成正比．
表1
实验次数123
电压U/V1.01.52.0
电流I/A0.20.4
（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123
电阻R/Ω51015
电流I/A0.60.30.24
①由于操作不当，导致一组数据存在错误，请判断第3次实验的数据存在错误．产生错误的原因是滑动变阻器滑片没有调节就读数了，正确的数据应该是0.2A．
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B
A．将电压表的量程换为0～15V    B．更换最大阻值大于或等于30Ω的滑动变阻器
C．换成电压为12V的电源         D．可将定值电阻两端的电压调为1.5V．

分析 （1）看清量程和分度值读出电流表的示数；探究电流与电压关系时，保持电阻不变，分析表中数据得出结论；
（2）①探究电流与电阻关系时，要保持电压一定，分析表中数据得出结论；
②根据滑动变阻器分压和串联电路电流相等特点分析解答．

解答 解：（1）电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，分析表一数据可知，当电阻一定时，导体中电流与其两端电压成正比；
（2）①当接入电阻R2=10Ω时，电路中的电流为I2=0.3A，此时滑动变阻器接入的阻值为R=$\frac{U-{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{6V-3V}{0.3A}$=10Ω，
将R2换为R3=15Ω时，滑动变阻器滑片位置不动，此时电流中的电流为I=$\frac{U}{R+{R}_{3}}$=$\frac{6V}{10Ω+15Ω}$=0.24A，故第3次实验时，没有移动滑片就读电流表示数了，由于电压一定时，导体中的电流与其电阻成反比，故应该为0.2A；
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，
当R4=30时，由于保持电阻两点电压为UR=3V不变，则滑动变阻器两端分的电压为U′=U-UR=6V-3V=3V，
此时电流为IR=I′=$\frac{{U}_{R}}{{R}_{4}}$=$\frac{3V}{30Ω}$=0.1A，
则滑动变阻器需要接入的阻值为：R′=$\frac{U′}{I′}$=$\frac{3V}{0.1A}$=30Ω＞20Ω，
此时滑动变阻器的阻值不能满足要求，故应换用以更大阻值的变阻器，故选B．
故答案为：（1）0.3；在电阻一定时，导体中的电流与其两端的电压成正比；
（2）①3；滑动变阻器滑片没有调节就读数了；0.2；②B．

点评 此题为实验中最为典型的探究电流与电压、电阻关系的实验题，该题关键难点是分析第三次实验电流表示数错误原因，要充分把握电压一定．

练习册系列答案
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材料升高10℃所需时间/s升高20℃所需时间/s升高30℃所需时间/s
水54110167
砂112336
（1）安装如图甲所示的实验器材时，最好是按照从下到上安置（选填“从上到  下”或“从下到上”）的顺序进行操作．

（2）为了顺利达到实验的目的，试管中加入水和砂的质量要保持相同．
（3）如图乙所示，是实验过程某时刻水的温度，此时温度计的示数为46℃．
（4）若对水继续加热，重新开始计时，小明做出了水温度随时间变化的图象如图丙所示，可知该地区大气压比一个标准大气压要小（选填“大、或小”）．
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