Question

3．小明在探究“电流大小与哪些因素有关”的实验中．

（1）连接电路时，开关应断开．请用笔画线代替导线，根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整．
（2）闭合开关前，图乙中滑动变阻器的滑片P应位于B（选填“A”或“B”）端，可以起到保护电路作用．
（3）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：电流表短路．（写出1种即可）
（4）排除故障后，小明通过实验得到数据如表（一）所示，其中第1次实验的电流表示数如图丙所示，为0.1A，所用电阻R的阻值是10Ω．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

（5）小明继续探究电流与电阻的关系，将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，可知他在操作过程中存在的错误是没有保持定值电阻两端电压不变．
表（二）

实验序号	3	4	5
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）为了保护电路，连接电路时，开关应断开；滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中；
（2）为防止电路中电流过大，烧坏电路元件，闭合开关前，保护电路的滑动变阻器处于最大阻值处；
（3）电压表有示数说明电压表两接线柱与电源之间是通路，电流表无示数可能是电流表短路造成的，也可能是电压表并联部分断路造成的；
（4）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；
（5）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）为了保护电路，连接电路时开关应处于断开状态；滑动变阻器上方任一接线柱与开关串联，如下图所示：

（2）闭合开关前，保护电路的滑动变阻器处于最大阻值处的A端；
（3）闭合开关后，发现电流表无示数，电压表有示数，可能是电流表短路，也可能是电压表并联的电阻R断路造成的；
（4）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；
（5）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）断开；（2）B；保护电路；（3）电流表短路；（4）0.1；10；电阻一定时，电流与电压成正比；（5）没有保持定值电阻两端电压不变．

点评 本题考查了连接实物电路图、实验注意事项、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．