题目内容

如图所示,在探究电流与电阻关系的实验中,先把5Ω的电阻接入M、N之间,滑片P滑到某一位置,此时电流表的示数为0.6A;再分别把10Ω和15Ω的电阻换接在M、N之间,接下来请你完成实验.
分别换接10Ω和15Ω的电阻后,滑片P的调节方向要读取对应的电流表的示数,必须满足的条件实验结论
分析:影响电流大小的因素有两个:电压和电阻,所以要探究电流与电压、电阻的关系,就应该采用控制变量法,分两次逐一探究电流与电压、电流与电阻之间的关系.
要探究电流与电阻的关系,必须控制不同电阻两端的电压相同.所以换接10Ω或15Ω的电阻后,就必须保持它们两端的电压和5Ω电阻两端的电压相同.根据公式U=IR,我们就可以算出5Ω电阻两端的电压值,即为电压表的示数,所以我们再换接10Ω或15Ω的电阻后,也必须保持此时电压表的示数和接5Ω电阻时电压表的示数相同.
当滑动变阻器的滑片不动,换接10Ω或15Ω的电阻后,电路的总电阻增大,电路中的电流减小,滑动变阻器(因为滑片不动,所以滑动变阻器此时相当于是一个定值电阻)两端的电压减小,M、N之间的电压增大,即换接10Ω或15Ω的电阻以后,它们两端的电压都会大于之前5Ω电阻两端的电压.为了也让它们两端的电压和5Ω电阻两端的电压相等,我们就需要通过调节滑动变阻器的滑片使它们两端的电压减小到和5Ω电阻两端的电压相等.要想减小它们两端的电压,就需要将滑动变阻器的滑片向右移动.因为向右移动,随着滑动变阻器阻值的增大,电路中的电流就会减小,则M、N间的电压就会减小.
当M、N间电压一定时,电阻越大时,导体中的电流越小.
解答:解:因为换接10Ω或15Ω的电阻后,会造成总电阻增大,电流减小,滑动变阻器两端电压减小,M、N间电压增大,所以为了让10Ω或15Ω的电阻两端电压也和5Ω电阻两端电压相同,就应该向右移动滑片.当滑动变阻器阻值增大以后,电路中的电流会进一步的减小,这样M、N间的电压就会减小.
因为接5Ω电阻时电流表的示数是0.6A,所以电压表的示数是U=IR=0.6A×5Ω=3V.要探究电流与电阻的关系,就必须保持电压一定,所以换接10Ω或15Ω的电阻后,我们必须让它们两端的电压也为3V.所以只有当电压表示数也为3V时,我们才能读取电流表的示数.
电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比.
故答案为 向右移动(或向b移动);电压表示数为3V;电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比.
点评:本题考查了学生对控制变量法的掌握和欧姆定律的理解,同时也考查了实验探究能力.解答本题时,我们要清楚以下三点:①实验方法:控制变量法;②滑动变阻器的作用:通过改变电路中的电流和部分电路两端的电压,使不同电阻两端的电压相同;③欧姆定律:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比.
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