题目内容

15.如图所示,是探究“电流与电阻的关系”实验电路图,电源电压保持3V不变,滑动变阻器的铭牌上标有“10Ω 1A”.实验中,先在a、b两点间接入5Ω的电阻,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2V,读出并记录下此时电流表的示数.接着需要更换a、b间的电阻再进行两次实验,为了保证实验的进行,应从①10Ω、②20Ω、③30Ω、④40Ω 等四个电阻中选择①②(填入编号)两个电阻来继续探究.

分析 探究“电流与电阻的关系”实验中应控制电阻两端的电压即电压表的示数不变,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,根据分压原理,求出滑动变阻器接入电路中的电阻与定值电阻阻值的比值;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,定值电阻的阻值最大,根据比值关系求出定值电阻的最大阻值得出定值电阻的范围,然后结合选项得出答案.

解答 解:探究“电流与电阻的关系”实验中应控制电阻两端的电压即电压表的示数不变,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器两端的电压:
U滑=U-UR=3V-2V=1V,根据分压原理,$\frac{{U}_{滑}}{{U}_{R}}=\frac{{R}_{滑}}{{R}_{R}}$=$\frac{1V}{2V}$=$\frac{1}{2}$,
根据欧姆定律可得:
当滑动变阻器接入电路中的电阻为10Ω时,定值电阻的最大阻值:
Rmax=2R滑max=2×10Ω=20Ω,
即定值电阻的最大阻值不能超过20Ω,应从①10Ω、②20Ω、③30Ω、④40Ω 等四个电阻中选择①②(填入编号)两个电阻来继续探究.
故答案为:①②.

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是知道探究“电流与电阻的关系”实验中应控制电压表的示数不变,且滑动变阻器接入电路中的阻值最大时定值电阻的阻值也最大.

练习册系列答案
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7.阅读短文,回答问题.
如图1所示是一艘智能太阳能混合动力游船,它的动力系统由太阳能电池组和柴油发电机组组成.游船照明采用节能灯和LED灯.船满载时的排水量为60t.航行中,船载能量管理系统按下表中航行速度要求自动识别并切换动力系统.船的航行速度简称航速,单位为“节”,用kn表示.
航速/kn供电模式动力系统最大功率/kW
0~4纯电池太阳能电池组
4~8柴 电柴油发电机300
(1)太阳能是可再生能源(选填“可再生”或“不可再生”);船在采用纯电池模式航行时,将电能转化为机械能.
(2)游船满载时,所受的浮力为6×105N;当部分游客下船后,船底受到水的压强将减小(选填“增大”、“减小”或“不变”).(g取10N/kg)
(3)船上照明电路中用到了恒流电阻,它的电流与电压关系如图所示.当恒流电阻两端的电压由0V增大到4V的过程中,它的电阻增大(选填“不变”、“减小”或“增大”).若将它与一只标有“3.2V  0.3A”的LED(发光二极管)一起接到电压为4V的电源上,要使LED正常工作,则应将它们串联到电路中;若该电路中的电源电压可调,则电源电压在3.2V~7.2V范围内变化,它们都能正常工作.
(4)已知船航行时,所受的阻力与航速的平方成正比.若在柴电和纯电池供电模式下,游船以最大航速航行时所受的阻力分别为f1、f2,则f1与f2的比值是4:1;当游船以纯电池模式航行时,动力系统的最大功率是37.5kW.(设船做匀速直线运动)

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