题目内容
15．
如图所示，电路中电源两端电压保持不变，滑动变阻器的最大阻力为R3，将滑动变阻器滑片P置于B端．闭合开关S1、S2时．电压表V1的示数为U=6V，电流表的示数l=1.5A．（1）求R1的阻值；
（2）当滑动变阳器的滑片P置于B端时，只闭倍开关S1，电压表V1的示数为U1，压表V2的示数为U2，且U1：U2=2：3：将滑动变阻器的滑片P置于A端．只闭合开关S1时，电压表V1的示数为U1′电压表V2的示数为U2′，且U1′：U2′=1：3，求滑动变阻器的总电阻R3．
分析 （1）将滑动变阻器滑片P置于B端，闭合开关S1、S2时，电路为R1的简单电路，电压表V1测R1两端的电压，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出R1的阻值；
（2）当滑动变阳器的滑片P置于B端时，只闭合开关S1时，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出两电压表的示数之比即求出R2的阻值；将滑动变阻器的滑片P置于A端，只闭合开关S1时，R1与R2、R3串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2、R3两端的电压之和，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出两电流表的示数之比即可求出滑动变阻器的总电阻R3．
解答 解：（1）将滑动变阻器滑片P置于B端，闭合开关S1、S2时，电路为R1的简单电路，电压表V1测R1两端的电压，电流表测电路中的电流，则电源的电压U=6V，
由I=$\frac{U}{R}$可知，R1的阻值：
R1=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{1.5A}$=4Ω；
（2）当滑动变阳器的滑片P置于B端时，只闭合开关S1时，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，
因串联电路中各处的电流相等，
$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$=$\frac{I′{R}_{1}}{I′{R}_{2}}$=$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$=$\frac{4Ω}{{R}_{2}}$=$\frac{2}{3}$，
解得：R2=6Ω，
将滑动变阻器的滑片P置于A端，只闭合开关S1时，R1与R2、R3串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2、R3两端的电压之和，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，$\frac{{U}_{1}′}{{U}_{2}′}$=$\frac{I″{R}_{1}}{I″（{R}_{2}+{R}_{3}）}$=$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}+{R}_{3}}$=$\frac{4Ω}{6Ω+{R}_{3}}$=$\frac{1}{3}$，
解得：R3=6Ω．
答：（1）R1的阻值为4Ω；
（2）滑动变阻器的总电阻为6Ω．
点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是开关闭合、断开时电路连接方式的判断以及电表所测电路元件的判断．
学习了电流、电压和电阻知识后，同学们发现电流与水管中的水流相似，电压与水压差相似．小明和同学们提出：导体对电流的阻碍作用可能与水管对水流阻碍作用相似，所以针对影响导体电阻大小的因素，他们提出了以下猜想：猜想一：（类比管道长短）导体电阻大小可能与导体的长度有关；
猜想二：（类比管道粗细）导体电阻的大小可能与导体的横截面积有关．
于是他们从实验室老师那儿借来了某合金材料制成的各种长度和横截面积的电阻丝，并设计了如图甲所示的电路．
（1）电路连好后，闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于b（选填“a”或“b”）位置．
（2）检查电路后，闭合开关，电流表的示数如图乙所示，则电路中电流为0.5A．
（3）电路连接正确后，他们经过认真测量，得到了下表所示的数据：
| 物理量/序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | … |
| 长度L/m | 2.0 | 4.0 | 6.0 | 2.0 | 4.0 | 6.0 | 2.0 | 4.0 | 6.0 | … |
| 横截面积S/mm2 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | … |
| 电阻R/Ω | 2.0 | 4.0 | 6.0 | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | … |
比较表中数据，要验证他们的猜想二，可选1、4、7（或2、5、8，或3、6、9）组数据做比较；
（4）本实验采用的研究方法是控制变量法．
（5）实验结束后，细心的同学发现还有一个影响电阻的因素没有研究，这个因素是材料．
如图，L是“6V 6W”的灯泡，电源的电压保持9伏不变，电流表的量程是0～0.6安，电压表的量程是0～3伏．当电阻R和滑动变阻器R′的阻值各为多大时，才能使滑动变阻器的滑片P无论滑到什么位置．电表都不损坏？
在设计和制作一个模拟调光灯的活动中，用一个滑动变阻器（20Ω 1A）来控制电路中的电流．以调节灯泡L（4.8V 0.3A）的亮度．为确定保护电阻的阻值，同学们设计了如图所示的电路进行实验．实验时，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P的位置．当电路中电流表的示数I=0.3A时，读出此时电压表的示数U滑，则所需保护电阻的阻值R保=$\frac{{U}_{滑}}{I}$（用所测物理量字母表示）．（1）甲小组探究“电流与电压的关系”
①根据图甲的电路图用笔画线将图乙中的实物电路连接完整．
②他们将5Ω的电阻接入电路，检查无误后闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数，造成这一现象的原因可能是定值电阻短路（写出一条即可）．
③排除故障后进行实验得到的数据如下表，由此可得到的实验结论是电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比．
| 电压U/V | 1.0 | 1.5 | 3.0 |
| 电流I/A | 0.2 | 0.3 | 0.6 |
如图，闭合S，滑片P滑到B、A端时，A表的示数分别为I1、I2．则Rx的表达式为Rx=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．| A． | I=I0，R=$\frac{4{U}_{0}}{{I}_{0}}$ | B． | I=4I0，R=$\frac{{U}_{0}}{{4I}_{0}}$ | C． | I=I0，R=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{0}}$ | D． | I=4I0，R=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{0}}$ |