Question

小红利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且保持不变，实验用到的电阻R的阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω，实验中控制电阻R两端的电压为2V不变．
（1）为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于______Ω的滑动变阻器；
（2）实验中将定值电阻R的阻值由5Ω依次更换为10Ω、20Ω，为使电压表的示数不变，则每次闭合开关后都应该将滑动变阻器的滑片P依次向______移（选填“左”或“右”）．

Answer 1

解：（1）实验中控制电阻R两端的电压为2V不变，因此电路的最小电流I==0.1A，
此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，滑动变阻器两端的电压U_滑=U-U_R=6V-2V=4V，滑动变阻器接入电路的阻值R_滑′===40Ω，
∴滑动变阻器的阻值不能小于40Ω．
（2）将定值电阻R的阻值由5Ω依次更换为10Ω、20Ω，时，两端电压相应增大，为保持电阻两端电压不变，必须使电路中的电流减小，也就是滑动变阻器接入电路的电阻相应增大，由图知，滑片必须向右移动．
故答案为：（1）40；（2）右．
分析：（1）找出实验时电路的最小电流，由串联电路的特点及欧姆定律求出此时滑动变阻器接入电路的阻值，据此确定滑动变阻器的最大阻值．
（2）定值电阻增大时，两端电压相应增大，为保持电压一定，必须调节滑动变阻器滑片，改变电路中的电流，保持电压表示数不变．
点评：（1）在探究电流与电压和电阻的关系时，采用的是控制变量法的思想，探究“电流与电阻的关系”时控制电阻两端的电压不变；
（2）定值电阻更换时，滑动变阻器的滑片要相应移动，以保持定值电阻两端的电压不变．