Question

5．如圖甲是創新小組的同學們探究“電流與電壓、電阻關系”的電路圖，使用的實驗器材有：電壓為6V的電源，電流表，電壓表各一個，開關一個，5Ω，10Ω，15Ω，30Ω的定值電阻各一個，規格為“20Ω，1A”的滑動變阻器一個，導線若干．
（1）根據甲圖，用畫線代替導線，完成圖乙中實驗電路的連接．
（2）在探究電流與電壓的關系時，實驗過程中所測得的幾組電流、電壓值如表一所示，在第2次實驗中，電流表的示數如圖丙所示，則通過電阻的電流為0.3A，根據表一數據可得到結論：在電阻一定時，導體中的電流與其兩端的電壓成正比．
表一：

實驗次數	1	2	3
電壓U/N	1.0	1.5	2.0
電流I/A	0.2		0.4

（3）探究電流與電阻的關系時，所測得的幾組電流、電壓值如表二所示
表二：

實驗次數	1	2	3
電阻R/Ω	5	10	15
電流I/A	0.6	0.3	0.24

在分析數據時，同學們發現第3次實驗的數據存在錯誤，請你根據題中所給數據，說明存在的錯誤，并分析產生錯誤的原因．（要求寫出分析過程）

Answer 1

分析 （1）根據電路圖連接實物圖，注意滑動變阻器的接法：一上一下；電流表的量程根據題意；
（2）看清量程和分度值讀出電流表的示數；探究電流與電壓關系時，保持電阻不變，分析表中數據得出結論；
（3）探究電流與電阻關系時，要保持電壓一定，分析表中數據得出結論．

解答 解：（1）根據電路圖連接實物圖，注意：滑動變阻器按“一上一下”的原則；電壓表與用電器并聯；按題意知電流表的量程為0-0.6A．電路連接如圖所示：

（2）電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.3A，分析表一數據可知，當電阻一定時，導體中電流與其兩端電壓成正比；
（3）錯誤數據為0.24；因為當接入電阻R₂=10Ω時，電路中的電流為I₂=0.3A，此時滑動變阻器接入的阻值為R=$\frac{U-{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{6V-3V}{0.3A}$=10Ω，
將R₂換為R₃=15Ω時，滑動變阻器滑片位置不動，此時電流中的電流為I=$\frac{U}{R+{R}_{3}}$=$\frac{6V}{10Ω+15Ω}$=0.24A，故第3次實驗時，沒有移動滑片就讀電流表示數了．
故答案為：
（1）見上圖；
（2）0.3；在電阻一定時，導體中的電流與其兩端的電壓成正比；
（3）錯誤數據為0.24，因為：當接入電阻R₂=10Ω時，電路中的電流為I₂=0.3A，此時滑動變阻器接入的阻值為R=$\frac{U-{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{6V-3V}{0.3A}$=10Ω，
將R₂換為R₃=15Ω時，滑動變阻器滑片位置不動，此時電流中的電流為I=$\frac{U}{R+{R}_{3}}$=$\frac{6V}{10Ω+15Ω}$=0.24A，故第3次實驗時，沒有移動滑片就讀電流表示數了．

點評 此題為實驗中最為典型的探究電流與電壓、電阻關系的實驗題，該題關鍵難點是分析第三次實驗電流表示數錯誤原因，根據電壓一定，由歐姆定律求出．