Question

【题目】如图所示为探究“电流与电阻的关系”的实验，电源电压4.5V，三个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω），滑动变阻器R1为“20Ω1A”，滑动变阻器R2为“50Ω1A”。小明先将5Ω的电阻连入电路中，闭合开关，移动滑片，使电压表的示数为1.5V，并记下电流值；再分别改接10Ω、15Ω的电阻，重复上述实验，得到了如表中的实验数据：

电阻（Ω）	5	10	15
电流（A）	0.3	0.15	0.1

（1）将5Ω电阻换成10Ω电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向_____（填“左”或“右”）移动，当观察到电压表示数为_____V时，才能记录电流表示数；

（2）实验中小明应选择的滑动变阻器是_____（填“R1”或“R2”）。

Answer 1

【答案】右 1.5 R2

【解析】

（1）由表中数据，求出电压表示数，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结合分压原理确定滑片移动的方向；
（2）探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压，根据分压原理，求出当接入15Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻。

（1）研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，由表中数据，电压表示数为：U=IR=0.3A×5Ω=1.5V，根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动使电压表的示数为1.5V；

（2）由图可知，电阻两端的电压始终保持U=1.5V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑=4.5V-1.5V=3V，变阻器分得的电压为电压表示数的2倍，根据分压原理，当接入15Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R滑=2×15Ω=30Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少30Ω的滑动变阻器，故选用滑动变阻器 R2。