Question

14．熊二同学做“探究电流与电阻关系”的实验，电源电压为15V保持不变，滑动变阻器上标有“20Ω 3A”字样，实验中所用的四个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω．
（1）如图，熊二同学在a、b间接入5Ω的电阻时，调节滑动变阻器的滑片P，读出电流表的示数为1.0A，断开开关，保持滑片位置不变，用10Ω电阻替换5Ω的电阻，闭合开关，要得到正确结论，应将滑片P向左端移动，在电流表读数时，电流表的示数和电压表示数的乘积应为2.5W．
（2）断开开关，再用15Ω电阻替换10Ω电阻继续实验，但无论怎样移动滑动变阻器的滑片P都不能完成实验．为了使这四个电阻都能为实验所用，应该控制a、b间电压不低于7.5V．

Answer 1

分析 （1）根据串分压的知识，判断出阻值减小时电压表示数的变化，从而判断出滑动变阻器阻值的变化，得出滑片移到的方向；
根据公式U=IR计算出电压表的示数，根据I=$\frac{U}{R}$计算出电流表的示数；
（2）要探究电流与电阻的关系，需保持电阻两端的电压不变．

解答 解：（1）用10Ω的电阻替换5Ω的电阻后，电阻变大，电压表的示数变大，为保持其示数不变，则应增大滑动变阻器的阻值，使滑片向左移动；
U=IR=1.0A×5Ω=5V；
因为电压不变，所以当换为10Ω的电阻时，电流值应为I′=$\frac{U}{R′}$=$\frac{5V}{10Ω}$=0.5A；故电流表的示数和电压表示数的乘积应为P=UI=5V×0.5A=2.5W；
（2）当电阻为20Ω时，所需滑动变阻器的阻值最大，设为20Ω，则此时电压表的示数为$\frac{15V}{20Ω+20Ω}$×20Ω=7.5V．
故答案为：（1）左；2.5；（2）7.5．

点评 本题考查了探究电流与电阻关系的实验，考查了滑动变阻器的连接及使用、欧姆定律的应用及串分压的知识．解决此题的关键是计算出导体两端的电压值．