题目内容
17．
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0.3A．根据表1数据可得到结论：在电阻一定时，通过导体的电流与电压成正比．
表1
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 |
| 电压U/V | 1.0 | 1.5 | 2.0 |
| 电流I/A | 0.2 | 0.4 |
表2
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 |
| 电阻R/Ω | 5 | 10 | 15 |
| 电流I/A | 0.6 | 0.3 | 0.24 |
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C．
A．将电压表的量程换为0～15V
B．换成电压为12V的电源
C．更换最大阻值大于或等于30Ω的滑动变阻器
D．可将定值电阻两端的电压调为1.5V．
分析 （1）根据电流表小量程读数；横向比较表中数据得出结论；
（2）①探究电流与电阻的关系时，应控制电阻的电压不变，根据欧姆定律和串联电路电流的规律，求出第2次实验中变阻器连入电路中电阻的大小，进而求出第3次实验中电流的大小并与表中数据比较，找出错误的原因，最终根据欧姆定律求出正确 的电流大小；
②根据串联电路电压的特点和分压原理求出变阻器连入电路中的阻值，据此作答．
解答 解：（1）电流表小量程分度值为0.02A，示数为0.3A；
探究电流与电压的关系时，控制电阻的大小不变，横向比较表中数据发现，电压是原来的几倍，通过电阻的电流变为原来的几倍，所以得出的结论是：在电阻一定时，通过导体的电流与电压成正比；
（2）①探究电流与电阻的关系时，应控制不同电阻的电压不变，由表中第2次实验数据可知，电压表示数
U定=I2R2=0.3A×10Ω=3V，根据串联电路电压的特点，变阻器的电压为U滑=6V-3V=3V，变阻器的电压等于电压表的示数，根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻大小等于R2=10Ω；
第3次实验中，按表中数据，电流表示数为0.24A，电路的总电阻R=$\frac{U}{{I}_{3}}=\frac{6V}{0.24A}$=25Ω，由串联电阻的规律，此时变阻器连入电路中的电阻大小为25Ω-15Ω=10Ω，也就是说，做第3次实验，换上15Ω的电阻时，没有移动变阻器的滑片使电压表示数不变（电压表的示数为U3=I3R3=0.24A×15Ω=3.6V，与前2次电压表示数3V不同），就直接记录了电流表的数值；
正确的操作是当换上15Ω的电阻时，移动变阻器的滑片使电压表示数为3V不变，此时电流表示数应为I3=$\frac{{U}_{定}}{{R}_{3}}=\frac{3V}{15Ω}$=0.2A；
②因研究电流与电阻的关系实验时，要保持电压表示数为3V不变，又电源电压为6V，所以变阻器分得的电压为3V，根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻大小应等于定值电阻的大小30Ω，即变阻器的最大阻值至少为30Ω，而现有变阻器的最大阻值为20Ω，所以无法完成实验，应更换最大阻值大于或等于30Ω的滑动变阻器，选C．
故答案为：（1）0.3；在电阻一定时，通过导体的电流与电压成正比；
（2）①没有调节滑动变阻器滑片使电压表示数保持不变；0.2；
②C．
点评 本题 探究电流与电压、电阻关系，考查根据数据分析归纳结论的能力、正确的操作过程及对实验器材的选择等知识，将计算融入实验之中，综合性强，难度较大．
如图所示的电路中，电源电压U=3V，R1=2Ω．M闭合开关后，电流表读数为0.5A，求：（1）R1在1min内产生的热量；
小华用如图所示的电路，研究通过导体的电流与电阻的关系，电源电压不变，下表是小华实验过程记录的数据，若小华做第3次实验时，将电阻箱R的阻值从20Ω调为30Ω后，就直接记录电流表示数，这个示数可能是（ ） | 实验次序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| R/Ω | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
| I/A | 0.6 | 0.3 | 0.15 | 0.12 |
| A． | 0.2A | B． | 0.17A | C． | 0.3A | D． | 0.26A |
| A． | 皮影利用了平面镜成像的原理 | |
| B． | 树影是由光的直线传播形成的 | |
| C． | 倒影是由光的折射形成的 | |
| D． | 摄影时用的照相机是根据凹透镜成像的原理制成的 |
