题目内容

8.在探究电流与电阻关系的实验中,电源电压为15V且保持不变,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)小明在a、b间接入5Ω的电阻时,调节滑动变阻器的滑片,读出电流表的示数为1.0A.断开开关,保持滑片的位置不变,用10Ω的电阻替换5Ω的电阻,闭合开关,电压表示数将变大,要得到正确的实验结论,应将滑片向右端移动,读数时的电流表示数为0.5A.
(2)断开开关,再用15Ω的电阻替换10Ω的电阻继续实验时,无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能完成实验,为了使这四个电阻都能为实验所用,应控制电源间电压不高于10V.

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,使滑片向右移动;
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
(2)(2)当电阻为20Ω时,所需滑动变阻器的阻值最大,设为20Ω,定值电阻两端电压仍然保持5V不变,为了完成四次实验,应该用20Ω的电阻来算,且变阻器接入阻值最大时,变阻器分得电压最大为5V,电源电压最大应为10V.
故答案为:(1)变大;右;0.5;(2)10.

点评 此题是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.

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