小红利用如图所示的电路图探究“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40Ω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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

8．

小红利用如图所示的电路图探究“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40Ω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适当向右移（选填“左”或“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．

解答解：
（1）探究“电流与电阻的关系”，实验中控制电阻R两端的电压为2V不变，
由题定值电阻R与滑动变阻器串联，电阻R的最大阻值R=20Ω，电路中电流最小，
I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2V}{20Ω}$=0.1A，
此时的总电阻最大值为：
R_总=$\frac{{U}_{总}}{I}$=$\frac{6V}{0.1A}$=60Ω，
所以要求滑动变阻器的最大值不能小于：R_滑=R_总-R=60Ω-2Ω=40Ω；
（2）将定值电阻R的阻值由5Ω依次更换为10Ω、20Ω时，R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．

点评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；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．