Question

16．某同學(xué)在完成實驗“探究電流與電阻關(guān)系”時所設(shè)計電路如圖所示：已知電源電壓4.5V，電壓表示數(shù)2V，滑動變阻器最大阻值20Ω．實驗中該同學(xué)將R₁由5Ω更換為10Ω后，應(yīng)該向右調(diào)節(jié)滑動變阻器；為了保證實驗順利完成R₁的阻值不能超過16Ω．

Answer 1

分析 （1）電流與電壓和電阻有關(guān)，要“探究電流與電阻關(guān)系”時，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，將R₁由5Ω更換為10Ω后，電路中的總電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和滑動變阻器兩端的電壓變化，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知定值電阻兩端的電壓變化，然后判斷電壓表示數(shù)變化時電路中電流的變化，進(jìn)一步得出滑片移動的方向；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出R₂兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律得出等式即可得出R₁阻值的表達(dá)式，然后結(jié)合滑動變阻器的最大阻值得出定值電阻的最大阻值．

解答 解：（1）要“探究電流與電阻關(guān)系”時，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，
將R₁由5Ω更換為10Ω后，電路中的總電阻變大，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變小，
由U=IR可知，滑片不動時，變阻器兩端的電壓變小，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，定值電阻兩端的電壓變大，
要使定值電阻兩端的電壓2V不變，應(yīng)減小電路中的電流，增大滑動變阻器接入電路中的電阻，即滑片右移，直至電壓表的示數(shù)2V不變；
（2）因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動變阻器兩端的電壓：
U₂=U-U₁=4.5V-2V=2.5V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}}$，
解得：R₁=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$R₂=$\frac{2V}{2.5V}$R₂=0.8A×R₂，
當(dāng)R₂=20Ω時，R₁的阻值最大，即R₁=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$R₂=$\frac{2V}{2.5V}$×20Ω=16Ω．
故答案為：右；16．

點評 本題考查了電路的動態(tài)分析和串聯(lián)電路特點以及歐姆定律的應(yīng)用，知道“探究電流與電阻關(guān)系”時應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變是關(guān)鍵．