Question

3．小华用如图所示的电路探究电流与电阻的关系．已知电源电压为6V，滑动变阻器R₂的最大电阻为20Ω，电阻R₁为l0Ω．实验过程中，将滑动变阻器滑片移到某一位置时，读出电阻R₁两端电压为4V，并读出了电流表此时的示数．紧接着小华想更换与电压表并联的电阻再做两次实验，可供选择的电阻有l5Ω、30Ω、45Ω和60Ω各一个，为了保证实验成功
（1）小华应选择的电阻是15Ω和30Ω．
（2）连好电路并检查完毕，一闭合开关，应通过观察电流表和电压表判断电路是否正常，如果电路正常，接着下一步的操作是移动滑动变阻器，在上述实验中，某同学在读取完电流表示数后，直接拆下阻值为10Ω的电阻，改换成所给四个电阻中阻值合适的电阻中的一个，请你指出他在操作中的错误：拆解电路时应断开开关；在读取电流表示数之前，他应进行的操作是：向左 移动滑片，使电压表示数为2.5V．

Answer 1

分析 （1）在探究电流与电阻实验中，因为通过导体电流的大小与导体两端的电压和导体的电阻两个因素有关，所以实验中更换电阻后要调节滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压保持不变仍为4V，据此判断选择．
（2）闭合开关后，应观察电流表电压表是否有示数；拆解电路时应断开开关；控制电压不变．

解答 解：（1）为了保证实验成功，要保证更换电阻后电压表的示数仍为4V，电源电压为6V，滑动变阻器两端的电压只能是2V，即：U₁：U₂=4V：2V=2：1，两电阻串联，R₁：R₂=U₁：U₂=2：1，滑动变阻器R₂的最大电阻为20Ω，R₁≤40Ω，只能选15Ω或30Ω．
（2）闭合开关后，应观察电流表电压表是否有示数；如果电路正常，则进行实验；
为了保护电路，在拆解电路时应断开开关；
闭合开关，由于10Ω电阻两端的电压变大，所以应增大滑动变阻器接入电路中的电阻，将即滑动变阻器的滑片向左移动，减小电路中的电流，使电压的示数达到2.5V．
故答案为：（1）15；30；（2）电流表和电压表；移动滑动变阻器；拆解电路时应断开开关；左；2.5．

点评 本题考查对电流、电压和电阻三者之间关系的探究，侧重考查控制变量法．关键：一是电压表和滑动变阻器的正确使用；二是欧姆定律的掌握和理解．