21．（10分）小聪用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”。电源电压为6V，滑动变阻器规格为“50Ω 2A”，有5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω的定值电阻各一个。
（1）连接电路时，开关应 　断开　；
（2）将5Ω的电阻接入电路，闭合开关。移动滑片P发现电压表有示数，电流表始终无示数，其原因可能是定值电阻 　断路　（选填“断路”或“短路”）。
（3）排除故障后，使电压表示数为U1，电流表示数如图乙，此时电流为 　0.4　A，记下电压表、电流表的示数；
（4）将5Ω的电阻分别换成10Ω、15Ω、25Ω、30Ω的电阻，继续实验。小聪发现当定值电阻为30Ω时，无法完成实验。为了让30Ω的电阻也能完成实验，他设计了如下三个调整方案。其中方案有错误的是 　   　（选填“A”、“B”或“C”）
A.在电路中多串联一个10Ω的电阻，其余操作不变
B.U1不变，改变电源电压，电源电压的取值范围是2V﹣4.4V
C.电源电压不变，改变U1的大小（视需要选取电压表、电流表量程），U1的取值范围是2.25V﹣6V
（5）实验完毕，得到结论：电压一定时导体中的电流与导体的电阻成 　反　比。 【分析】（1）连接电路时，为保护电路，开关应断开；
（2）根据电流表和电压表的示数分析电路的故障；
（3）根据电流表选用小量程确定分度值，然后读数；
（4）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律和欧姆定律分析调整的方案；
（5）
【解答】解：（1）连接电路时，为保护电路，开关应断开；
（2）将5Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片P，发现电流表始终无示数，这说明电路出现了断路现象；电压表有示数，说明电压表与电源之间是接通的，所以故障是定值电阻断路；
（3）由图可知电流表选用小量程，其分度值为0.02A，则电流表的示数为0.4A；
（4）根据欧姆定律可知，定值电阻两端的电压为U’＝IR＝0.4A×5Ω＝2V；A、30Ω的电阻接入电路时，电路中的电流为：I’＝＝A；
则滑动变阻器应接入电路的电阻为：R2＝＝＝60Ω，滑动变阻器的最大阻值为50Ω，所以可以串联一个10Ω的电阻来完成实验，故A正确；
B、由于定值电阻的阻值较大，滑动变阻器的最大阻值一定，换用30Ω的电阻时，定值电阻两端分担的电压较大，会大于2V，所以可以通过减小电源电压的方法来完成实验；
定值电阻两端的控制电压为2V，故电源电压最小为2V；
滑动变阻器阻值最大时，滑动变阻器两端的电压最大，最大电压为：U'2＝A×50Ω≈3.3V；则电源的最大电压为U＝2V+3.3V＝5.3V，故B错误；
C、当30欧姆的电阻接入电路，电路中的电流为：I’＝＝A；
滑动变阻器阻值调至最大时，定值电阻两端控制的电压最小，则最小电压为：Umin＝R1＝×30Ω＝2.25V；电源电压为6V，所以控制的最大电压为6V，即 的取值范围为2.25V﹣6V，故C正确；
故选B；
（5）利用可选电阻继续实验，可得到结论：电压一定时，电流与电阻成反比。
故答案为：（1）断开；（2）断路；（3）0.4；（4）B；（5）反。
【点评】本题探究通过导体的电流与电阻的关系，考查注意事项、故障分析、操作过程、控制变量法和实验结论。