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第16 讲 电流与电压、电阻的关系
内容导航
01 预习航标→ 析目标·明方向：预习导航精准定向
02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构
情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣
概念建构：梳理核心概念，形成知识框架
考点精讲：聚焦常考要点，讲清逻辑
例题精析：典型题目带路，学会解题思路
即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容
03 过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提
关键词
学习目标导航
控制变量法
探究电流与电压
的关系实验
探究电流与电阻
的关系实验
1.掌握探究实验的控制变量思想，明确两个探究实验分别控制不变的物理量。
2.探究电流与电压关系：控制定值电阻阻值不变，移动变阻器改变电压，归纳结
论：电阻一定时，电流与电压成正比。
3.探究电流与电阻关系：控制定值电阻两端电压不变，更换不同阻值电阻，调节
变阻器保压，归纳结论：电压一定时，电流与电阻成反比。
4.熟练画出实验电路图，掌握滑动变阻器在两次实验中的不同作用，能处理实验
数据、绘制 I-U、I-R 图像。
5.能结合实验结论，简单分析电路中电流随电压、电阻的变化规律。
学习重点：两次探究实验的控制变量思路、实验结论、滑动变阻器作用。
学习难点：探究电流与电阻实验时，更换电阻后调节滑片保持电压不变的操作、图像数据分析。
在图所示的电路中，当通过增加电池的节数来增加电阻器两端的电压时，我们会发现通过
电阻器的电流增大。另外，通过前面的学习我们知道：电阻表示导体对电流的阻碍作用，当电压一定时，
电阻越大，电流越小。通过导体的电流与加在它两端的电压及导体的电阻之间存在怎样的定量关系呢？
你有怎样的猜想？
情｜境｜启｜思
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1、探究方法：控制变量法，分两组实验探究。
2、电阻不变时：导体中电流跟导体两端电压成 。
3、电压不变时：导体中电流跟导体电阻成 。
4、滑动变阻器作用：①控变量（换电阻时保电压不变）；② 。
知识点
01
探究电流与电压的关系
提出问题
电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压存在什么关系
猜想与假设
电压是产生的电流的原因，同一个小灯泡，在以一节干电池供电时，小灯泡发光较
暗，用两节干电池供电时，小灯泡发光较亮，所以有两种猜想：①导体两端电压越
大，导体中电流越大；②通过导体的电流与导体两端电压成正比。
设计实验
运用控制变量法，控制导体（电阻）的阻值不变，通过调节滑动变阻器改变电阻两
端电压，观察并记录电流表的示数，分析电流随电压的变化规律。实验电路如图所
示。
实验器材
电压表、电流表、滑动变阻器、10Ω 的定值电阻、电源、开关、导线若干
进行实验
（1）按照电路图连接实物电路。
概｜念｜构｜建
深｜研｜精｜炼
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（2）闭合开关前检查电路中各元件的连接是否正确，并将滑动变阻器的滑片移动定
值最大处。
（3）电路连接无误后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数分别为1V、
2.0V、3.0V、4.0V、5.0V、6.0V，从电流表上读出相应的电流值，并记录在表中。
定值R/Ω
10Ω
电压U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
（4）在坐标系中，根据各电流值与对应的电压值描点，并用平滑曲线连接各点，画
出I-U 关系图像，如图所示。
分析论证
分析实验数据和I-U 图像可以看出：定值一定时，通过电阻的电流与其两端电压有
关，电流随电压的最大而增大；电压变为原来的几倍，电流也变为原来的几倍，电
流与电压的比值为一定值。
实验结论
在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端电压成正比，即电阻R 不变时，
特别提醒
（1）连接电路时，开关应处于断开状态。
（2）为了使得出的结论更具有普遍性，可换用5Ω、15Ω 的电阻重复上述实验步骤。
（3）实验中可以通过改变串联的干电池的个数或调节学生电源的电压，但实验时常采用移动滑动变阻器
的滑片P 来达到改变电压的目的。
（4）调节滑动变阻器时，要缓慢移动滑片，防止电压表、电流表示数变化过快。
（5）移动滑动变阻器滑片过程中，眼睛要紧盯电压表，当电压表示数达到设定值时，停止移动滑片，记
录电流表的示数。
【例1】用定值电阻做实验，探究通过导体的电流与导体两端电压的关系。
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(1)如图甲所示，用笔画线代替导线，将实验电路连接完整，使滑动变阻器接入电路的阻值最大；
(2)闭合开关，向左移动变阻器滑片，电流表示数应______，电压表示数应______；（均选填“变大”、
“不变”或“变小”）
(3)调节滑动变阻器，把测量的数据填入下表，其中电流表示数为
时电压表示数如图乙所示，其值
为______V；
实验次数
1
2
3
4
5
电压
1.0
1.5
2.0
—
3.0
电流
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
(4)在丙图中作出通过导体的电流与导体两端电压的关系图线。
【探究归纳】在探究电流与电压关系实验中，保持电阻不变，通过调节滑动变阻器改变电阻两端电
压，用电流表测电流、电压表测电压，多次记录数据后分析得出：电阻一定时，通过导体的电流与
导体两端电压成正比，实验需注意电表正确连接和量程选择。
【即练1】探究“电流跟电压的关系”实验中，下列说法不正确的是（ ）
A．探究电流跟电压的关系时，需要控制导体的电阻一定
B．实验的结论是：通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
C．滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用
D．多次实验是为了得到电流跟电压之间的定量关系
【即练2】实验考查时，小石同学在“探究电流与电压关系”实验中，按照甲图所示的电路连接了乙图所
示实物图；
(1)检查图乙，发现有一根导线接错，请在这根导线上打“×”，并画出正确接法，且导线不交叉。
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(2)正确连接电路后，闭合开关，移动滑片，记录电压表和电流表的示数如表所示。其中第3 次实验时
电流表的示数如图丙所示，读数为______A。
次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
电流I/A
0.08
0.10
0.14
0.16
(3)分析实验数据可得结论：当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成______。
(4)小付同学获得数据后发现获得的数据电压与电流的比值不是定值，他将数据作出对应的U-I 图像，
如图丁所示。分析图丁，可知实验过程中可能存在的问题是___________。
知识点
02
探究电流与电阻的关系
提出问题
电压一定时，导体中的电流与导体的电阻存在什么关系
猜想与假设
因为电阻表示导体对电流的阻碍作用的大小，所以电流与电阻的关系有两种猜
想：①导体电阻越大，通过的电流越小；②通过导体的电流与导体的电阻成反
比。
设计实验
（1）要研究电流与电阻的关系，需要改变接入电路的电阻的大小，在实验时更换
不同阻值的电阻接入电路即可；
（2）在该实验中，更换电阻后要控制电阻两端电压不变，我们可以在电路中串联
一个滑动变阻器，通过调节滑动变阻器使不同的电阻两端电压相等；
（3）实验电路图如图所示。
实验器材
电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关各一个，阻值为5Ω、10Ω、15Ω 的定
值电阻各一个，导线若干
进行实验与收
集证据
（1）按实验电路图连接实物电路，将5Ω 电阻接入电路中；
（2）闭合开关前，检查电路中各元件的连接是否正确，并将滑动变阻器短片移到
阻值最大处；
（3）确定电路连接无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为
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3V，再读出电流表的示数并填入表中；
（4）断开开关，将阻值为5Ω 的定值电阻更换为10Ω、15Ω 的定值电阻，调节滑
动变阻器的滑片，使电压表示数保持在3V 不变，分别读出对应电流表的读数并填
入表中；
电压U/V
3V
电阻R/Ω
5
10
15
电流I/A
0.6
0.3
0.2
（5）在坐标系中，根据各电流值和对应的电阻值描点，并用平滑的曲线连接各
点，画出I-R 关系图像，如图所示。
分析论证
分析数据和I-R 关系图像可以看出：电压一定时，通过电阻的电流与其阻值有关，
电阻变为原来的n 倍，电流就变为原来的1/n，电流与电阻的乘积为一定值。
实验结论
在电压一定的情况下，通过导体的电流与导体的电阻成 ，即U 不变时，
I1R1=I2R2。
特别提醒
（1）理解实验方法：在探究电流与电压、电阻关系的实验中，由于两个因素都会对电流产生影响，所以
我们采用控制变量法来进行研究，即研究电流与电压关系时要控制电阻一定，研究电流与电阻关系时要控
制电压一定。
（2）理解探究过程：研究电流与电压关系时移滑动变阻器的滑片目的是改变定值电阻两端的电压；研究
电流与电阻关系时移滑片的目的是使定值电阻两端的电压保持一定。
（3）理解结论描述：
①两个实验的结论前面都要加上条件：“当导体的电阻一定时”、“当导体两端的电压一定时”。
②注意用词先后顺序：“电流与电压”、“电流与电阻”不能说成“电压与电流”、“电阻与电流”。
③“电压”“电流”“电阻”每个词前的修饰语都是不同的：“导体中的电流”，“导体两端的电
压”，“导体的电阻”。
【例2】利用如图甲所示器材进行“探究电流与电阻的关系”的实验。其中电源电压保持6V 不变，定值电
阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。
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(1)
用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整，使滑片P 向右移动时，电压表示数变大；
(2)滑片P 移到阻值最大处，闭合开关，发现电流表、电压表均无示数，若故障只发生在定值电阻或滑
动变阻器上，则故障原因是__________；
(3)第一次实验取5Ω 的定值电阻接入电路，移动滑片，使电压表示数为U₁ 时，电流表示数如图乙所示
为_______A；将定值电阻由5Ω 更换为10Ω，如果拆装电路时开关未断开，会损坏_______；为使电压
表示数仍为U₁，应向_______（选填“左”或“右”）端适当移动滑片P；
(4)分析实验数据作出的I-R 图像（图丙），可得：当电压一定时，____________；
(5)要顺利完成此实验，滑动变阻器的最大阻值至少应为_______Ω。
【探究归纳】在探究电流与电阻关系实验中，保持电压不变，更换不同定值电阻后调节滑动变阻器
使电阻两端电压恒定，用电流表测电流，多次记录数据分析得出：电压一定时，通过导体的电流与
导体电阻成反比，实验需注意控制变量及电表量程适配。
【即练3】如图所示是“探究电压一定时，电流与电阻的关系”实验中设计的电路图，下列说法正确的是
（ ）
A．画电路图时必须从电源的正极开始画起
B．闭合开关前，滑动变阻器的滑片要移到最左端
C．本实验中滑动变阻器的作用是多次改变电阻R 两端的电压
D．多次实验中，电压表与电流表的比值不同
【即练4】小雅在做“探究电流与电阻的关系”实验时，用到的实验器材有：可调学生电源（实验时调成
6V），电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω 各一
个）、开关、滑动变阻器（甲“40Ω 1A”，乙“20Ω 2A”）和导线若干。
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(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线，将图乙所示的实物图连接好；
(2)正确连接电路后，闭合开关发现电流表无示数，电压表有示数，若电路中只有一处故障，则可能是
________。
(3)排除故障后，实验中依次接入三个定值电阻，利用描点法得到如图丙所示的电流I 随电阻R 变化的
图像。由图像可以得出定值电阻两端控制不变的电压是________V；
(4)为完成以上实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器________（填字母）；
(5)小雅同学将其他小组的40Ω 的定值电阻接入图甲电路中，进行同样的实验操作，发现无论怎样移动
滑片，都不能使电压表示数达到原来的数值，为了能完成实验，小雅采取的措施是更换一个最大阻值
不小于________Ω 的滑动变阻器；小明认为实验中更换不同阻值的电阻后，通过调节电源电压，也能
使得电阻R 两端的电压不变。这样通过改变电源电压获得实验数据的方法是________（可行/不可行）
的，原因是________。
一、单选题(共4 题)
1．小李同学用图甲的电路探究“电流跟电阻的关系”，并作出
图像如图乙所示，关于该实验，下列
说法中正确的是（ ）
A．多次实验的目的是为了减小误差
B．根据图乙知，实验过程中应控制电压表示数为3V 不变
C．当R 由10Ω 更换为20Ω 后，要控制R 的电压一定，应将滑片P 适当向右移动
D．实验结论：电压一定时，电阻跟电流成反比
2．下表中实验操作不能达到实验目的的是（ ）
序号
实验目的
实验操作
①
探究平面镜成像的虚实
将白纸放在玻璃板后像的位置，透过玻璃板观察白纸
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②
探究二力平衡条件
小卡片质量远小于钩码质量
③
探究力的作用是否是相
互的
小车A 上固定磁体，小车B 上固定铁块，将它们靠近
一定距离后，固定A，释放B
④
探究通过导体的电流与
它两端电压的关系
保持导体的电阻不变，多次改变其两端电压，测量通过
它的电流
A．①②
B．③④
C．①③
D．②④
3．如图所示，在做“探究电流与电阻的关系”实验中，先在A、B 间接入10Ω 的电阻，移动滑片，使电压
表示数为3V，读出电流表示数。接着用15Ω 的电阻替换10Ω 的电阻，闭合开关，此时电压表示数及应
进行的操作是（ ）
A．大于3V，应将滑片P 向左滑
B．大于3V，应将滑片P 向右滑
C．小于3V，应将滑片P 向左滑
D．小于3V，应将滑片P 向右滑
4．在练习使用滑动变阻器的实验中，如图连接电路，其中有两个实验操作要求为：
（1）闭合开关S，调节滑动变阻器，使R 两端电压变化为2V、4V、6V 等；
（2）换不同定值电阻，如5Ω、10Ω、15Ω，闭合开关，调节滑动变阻器保持每次接入的定值电阻两
端的电压不变。
我们可以尝试总结此实验中滑动变阻器在电路中的作用有：①保护电路；②改变定值电阻两端电压；
③保持定值电阻两端电压不变；④改变定值电阻阻值。
对于以上分析，正确的有（ ）
A．只有①②
B．只有①③
C．只有①②③
D．①②③④都有
二、填空题(共2 题)
5．如图是电阻甲和乙的U-I 图像，将电阻甲和乙串联接在某电路中时，甲两端的电压为1.5V，则此时的
电源两端电压为___________V；当将电阻甲和乙并联接在另一电路中时，通过电阻乙的电流为
0.3A，则干路电流为___________A．小红想选择一个电阻来“探究电流与电压的关系”，她应该选择
电阻___________（选填“甲”或“乙”）。
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6．如图甲是小亮同学测量并联电路的总电流时连接的电路．
(1)请你在a，b 导线中撤掉一根多余的导线,使电路符合实验要求．你选择撤掉的是_____导线．
(2)撤掉多余的导线后，闭合开关，电流表的读数如图乙，其读数是________A．
三、实验题(共7 题)
7．探究电流与电阻关系实验中，可供使用的实验器材有：电源（电压恒为6V），电流表，电压表，滑动
变阻器（20Ω 1A），定值电阻5 个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω 各一个），开关，导线若干。
(1)小海按照图甲的实验电路连接好电路，闭合开关前发现电流表指针如图乙所示，接下来应
___________。
(2)故障消除后，小海先接入5Ω 的电阻，调节滑片使电压表示数为3V，记录电流表示数为0.6A；若
滑动变阻器位置不变，接着用10Ω 电阻代替5Ω 电阻接入电路，他应将滑片向________端移动，同时
眼睛应观察电压表，使其示数为3V，并记录下电流表的示数。
(3)如图丙所示的I-R 图像中，________（选填“①”或“②”）是小海作出的正确图线。
8．小德在探究电流与电压的关系实验中：
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(1)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于______（填“A”或“B”）端；
(2)闭合开关，发现电压表和电流表均无示数。小芳利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别
接在a、b 之间和b、c 之间，电压表均有示数；接在a、c 之间，电压表无示数。如果电路连接完好，
只有一个元件有故障，该故障是______；
(3)排除故障后，调节滑动变阻器，记录多组数据。画出了电阻Rx的I-U 图像，如图丙所示。
由图像可以得出结论：当电阻一定时，电流与电压成______；
(4)在本实验中，可以分别用1 节、2 节、3 节…干电池作为电源来改变定值电阻两端的电压，也可以
用滑动变阻器来改变电压。与改变电池数量的方法相比，使用滑动变阻器的优点是：______
9．【探究名称】探究电流与电阻的关系。
【证据】
器材包括：学生电源（电压6V）、滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个，导线若干，四个定
值电阻的阻值为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω。
(1)请用笔画线代替导线将图甲补充完整_____。
(2)连接好电路后，闭合开关前，应将滑片P 移至最________端。
(3)该同学将5 Ω 电阻连入电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片在适当位置，此时电流表的示数如
图乙所示，为________；接下来该同学用10 Ω 的电阻替换5 Ω 的电阻，为了完成实验，向________
（选填“左”或“右”）端移动滑片；接着换用15 Ω、20 Ω 电阻完成了整个实验。
(4)请根据上述实验，在下面虚线框内设计实验表格_____。
(5)根据实验数据作出了如图丙所示的
图像。
【解释】
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(6)分析如图丙的
图像得出结论：在导体两端电压一定的情况下，通过导体的电流与导体的电阻
成________。
【交流】
(7)为了完成整个实验，滑动变阻器规格可能是__________。
A．“50 Ω 1 A” B．“30 Ω 1 A”
10．芳芳同学在“探究电流与电压和电阻的关系”的实验中，准备的电学器材如下：电源（三节干电池）、
电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）、开关、导线若干，实验电
路如图甲所示。
（一）在“探究电流与电压的关系”实验中：
(1)请将图甲电路连接完整，要求在闭合开关前，滑动变阻器滑片P 移向最左端。
(2)闭合开关S 后，缓慢移动滑片P，发现电流表指针无明显变化但电压表示数接近4.5V，此故障的原
因可能是电阻R______（选填“断路”或“短路”）；
(3)如图乙所示，排除故障后闭合开关移动滑片P 到某一位置时，电流表的示数为______A；
(4)接下来实验中得到的实验数据如下表所示。分析表格中的数据，可得出结论：电阻一定时，
__________
__________________________________________。
实验次序
1
2
3
U/V
1.4
2.0
2.6
I/A
0.14
0.20
0.26
（二）在“探究电流与电阻的关系”实验中：将5 个定值电阻分别接入图甲电路中，调节滑动变阻器
的滑片P，使定值电阻两端电压不变，通过实验记录的数据，绘制出电流I 随电阻R 变化的图像，如
图丙所示。
(5)根据图像可得出结论：电压一定时，通过导体的电流和导体电阻成______。
11．图甲是“探究电流与电压、电阻关系”的实验电路，三个小组的同学分别用5Ω、10Ω、15Ω 的定值电
阻和几节电池串联的电池组（电源电压是1.5V 的整数倍、且不超过4.5V）进行探究。
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(1)请用笔画线代替缺少的1 根导线，将图甲的电路连接完整（要求:滑片P 向左端移动时，电路中的电
流变大）。
(2)正确连接电路，闭合开关，移动滑片P，发现电流表无示数，电压表有示数，可能的故障是______；
排除故障，缓慢移动滑片P 到某位置时，电压表的示数如图乙所示，为_____V。
(3)将不同小组的数据汇总后，得到下表的数据，汇总多组数据的目的是______________，
R1=5Ω
R2=10Ω
R3=15Ω
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
U/V
0.8
1.0
1.5
1.8
1.2
1.8
2.2
2.6
1.5
1.8
2.1
2.4
I/A
0.16
0.20
0.30
0.36
0.12
0.18
0.22
0.26
0.10
0.12
0.14
0.16
(4)分析数据可得电流与电压的关系是_________________。
(5)根据表格中_______三组数据还可以分析出电流与电阻的关系。
(6)在上述实验过程中，有两次记录数据时滑动变阻器的滑片恰好是在某一侧的端点，则经计算可知，
滑动变阻器的最大电阻是________________。
12．某实验小组利用以下器材探究电流与电阻的关系。
【器材】学生电源、阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω 的定值电阻标有“30Ω；2A”的滑动变阻器；电压表、
电流表；开关及导线。
【方法】控制变量法，控制定值电阻R 两端电压为2V。
【步骤】
(1)请根据图（a）所示电路图，用笔画线代替导线将图（b）中的实物电路图补充完整。
(2)将学生电源电压调至6V，闭合开关后，发现电流表、电压表均无示数。若故障只出现在RP或R，
则故障是__________。
(3)排除故障后，移动滑动变阻器滑片直到电压表示数为2V，读出此时电流表的示数0.4A。断开开关，
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只将定值电阻由5Ω 更换为10Ω。闭合开关，他们应该向__________（选填“左”“右”）端调节滑
片，直至电压表示数仍为2V。
(4)当换用20Ω 电阻后，发现无论怎样移动滑片，电压表示数始终无法达到2V。请你帮他们解决问题。
方法一：更换一个最大阻值至少为__________Ω 的滑动变阻器。
方法二：调节电源电压，使其最大不超__________V。
(5)根据实验数据得出结论：当__________时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。
【拓展】
(6)他们完成探究实验后，想利用电流表和阻值为R0的电阻，测量未知电阻Rx的阻值。
他们设计的电路如图（c）所示，并完成了下列实验步骤：
①闭合开关S1、S2，读出电流表示数为I1；
②断开开关S2，读出电流表示数为I2：
③未知电阻Rx=__________（用R0、I1和I2表示）。
13．小明在“探究电流的大小与哪些因素有关”的实验中，选用了如下器材：恒为4.5V 的电源，电流表
（0-0.6A）、电压表（0-3V）、滑动变阻器（15Ω 1A），四个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、
开关和若干导线。
(1)请根据图甲的电路图，用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整，要求滑动变阻器滑到最右
端时阻值最大；
(2)正确连接电路后闭合开关，发现电流表有示数，无论怎样移动滑片P，电压表都无示数，则故障可
能是___________（答出一种情况即可）；
(3)在探究电流与电压的关系时，小明调节滑动变阻器滑片P，将测出的三组电流和电压值填入下表。
小丽猜测了一组数据，也填入下表中。小丽猜测的是第___________次实验的数据，根据小明测得的
数据可得出结论：在导体电阻一定时，___________；
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1.0
1.6
2.0
2.4
电流I/A
0.2
0.32
0.4
0.48
(4)在探究电流跟电阻的关系时，小明根据测量数据画出了电流随电阻变化的图像，如图丙所示。实验
过程中，每次更换电阻后，小明均根据___________（选填“电压表”或“电流表”）的示数变化来
调节滑动变阻器的滑片P，符合要求后再记录数据。为了完成所有四次实验，还需提供一个阻值不小
于___________Ω 的滑动变阻器。
【拓展】探究结束，小明去掉定值电阻后，用剩余的器材测量了小灯泡（标有“2.5V”字样）的电阻。
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他将电流表串联在电路中，将电压表并联在电路中某处；移动滑片，进行实验，记录数据如下表，请
观察数据，计算出小灯泡两端电压为2.5V 时的电阻为___________Ω（结果保留整数）。
实验序号
电压U/V
电流I/A
1
3.0
0.22
2
2.0
0.28
3
1.5
0.30
