Question

14．熊二同學(xué)做“探究電流與電阻關(guān)系”的實驗，電源電壓為15V保持不變，滑動變阻器上標(biāo)有“20Ω 3A”字樣，實驗中所用的四個定值電阻的阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω．
（1）如圖，熊二同學(xué)在a、b間接入5Ω的電阻時，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，讀出電流表的示數(shù)為1.0A，斷開開關(guān)，保持滑片位置不變，用10Ω電阻替換5Ω的電阻，閉合開關(guān)，要得到正確結(jié)論，應(yīng)將滑片P向左端移動，在電流表讀數(shù)時，電流表的示數(shù)和電壓表示數(shù)的乘積應(yīng)為2.5W．
（2）斷開開關(guān)，再用15Ω電阻替換10Ω電阻繼續(xù)實驗，但無論怎樣移動滑動變阻器的滑片P都不能完成實驗．為了使這四個電阻都能為實驗所用，應(yīng)該控制a、b間電壓不低于7.5V．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)串分壓的知識，判斷出阻值減小時電壓表示數(shù)的變化，從而判斷出滑動變阻器阻值的變化，得出滑片移到的方向；
根據(jù)公式U=IR計算出電壓表的示數(shù)，根據(jù)I=$\frac{U}{R}$計算出電流表的示數(shù)；
（2）要探究電流與電阻的關(guān)系，需保持電阻兩端的電壓不變．

解答 解：（1）用10Ω的電阻替換5Ω的電阻后，電阻變大，電壓表的示數(shù)變大，為保持其示數(shù)不變，則應(yīng)增大滑動變阻器的阻值，使滑片向左移動；
U=IR=1.0A×5Ω=5V；
因為電壓不變，所以當(dāng)換為10Ω的電阻時，電流值應(yīng)為I′=$\frac{U}{R′}$=$\frac{5V}{10Ω}$=0.5A；故電流表的示數(shù)和電壓表示數(shù)的乘積應(yīng)為P=UI=5V×0.5A=2.5W；
（2）當(dāng)電阻為20Ω時，所需滑動變阻器的阻值最大，設(shè)為20Ω，則此時電壓表的示數(shù)為$\frac{15V}{20Ω+20Ω}$×20Ω=7.5V．
故答案為：（1）左；2.5；（2）7.5．

點評 本題考查了探究電流與電阻關(guān)系的實驗，考查了滑動變阻器的連接及使用、歐姆定律的應(yīng)用及串分壓的知識．解決此題的關(guān)鍵是計算出導(dǎo)體兩端的電壓值．