Question

5．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R′的最大电阻为20Ω，电阻R为10Ω，实验过程中，将滑动变阻器滑片移到某一位置时，读出电阻R两端的电压为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15Ω、30Ω、45Ω、60Ω各一个，为了保证实验成功，小华应选择的电阻是15Ω和30Ω．

Answer 1

分析 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．

解答 解：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，
由题电源电压为6V，
所以滑动变阻器两端的电压只能是2V，
即：$\frac{{U}_{R}}{{U}_{R′}}$=$\frac{4V}{2V}$=$\frac{2}{1}$，
两电阻串联，
所以$\frac{R}{R′}$=$\frac{{U}_{R}}{{U}_{R′}}$=$\frac{2}{1}$，
因为滑动变阻器R′的最大电阻为20Ω，
所以R＜40Ω，
只能选15Ω或30Ω．
故答案为：15；30．

点评 本实验研究的是电流与电阻的关系，实验时改变电阻的大小，但要控制电阻两端的电压不变，这样才能得出准确的结论．利用好控制变量法（更换电阻后，要保持电阻两端的电压不变）是本题的关键．