题目内容
2．
电学知识复习时，老师带领同学们再探“电流与电阻关系的实验”，如图所示，电源为2节新干电池，实验中控制电阻两端的电压为1.5V．闭合开关前，应将滑片P调到滑动变阻器的B（A/B）端．先用5Ω的电阻做第一次实验，闭合开关后，调节滑片P使电压表示数为1.5V，计算可知电流表示数为0.3A，电路的总功率为0.9W．然后断开开关，将滑片P调到阻值最大的位置，取下5Ω的电阻，换上10Ω的电阻，闭合开关调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为1.5V，计算可知此时滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω．第三次实验准备用15Ω的定值电阻，为完成实验，变阻器的最大阻值不得小于15Ω．实验中他们发现：三次实验随着定值电阻的阻值越来越大，读取电流时滑片所在的位置是逐渐靠右（逐渐靠左/逐渐靠右）．
分析 （1）为保护电路，闭合开关前滑片要置于阻值最大处；
（2）根据I=$\frac{U}{R}$计算电路中电流；根据P=UI计算电路的总功率；
（3）根据串联电路分压原理计算换上10Ω的电阻，保持电压表示数1.5V时滑动变阻器接入电路的阻值；同理计算换上15Ω的定值电阻，变阻器连入阻值；
（4）由以上计算出变阻器连入阻值可知滑片的移动方向．
解答 解：
（1）为保护电路安全，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于图中的B端；
（2）由图可知，定值电阻R与变阻器串联，电压表测R两端电压，电流表测电路中电流，
所以电流表示数：IA=IR=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{1.5V}{5Ω}$=0.3A，
电源为2节新干电池，则电源电压为3V，
电路消耗的总功率：P=UI=3V×0.3A=0.9W；
（3）当换上10Ω的电阻后，保持电压1.5V不变，
根据串联电路的电压特点，则滑动变阻器两端电压：U滑=U-UR′=3V-1.5V=1.5V
由串联电路的分压原理可知：$\frac{{U}_{R′}}{{U}_{滑}}$=$\frac{R′}{{R}_{滑}}$=$\frac{1.5V}{1.5V}$=$\frac{1}{1}$，
所以R滑=R′=10Ω；
同理：当用15Ω的定值电阻时，为保持其两端电压1.5V不变，此时变阻器连入阻值：R滑′=R″=15Ω；
（4）由（3）中计算可知，定值电阻的阻值越来越大，滑动变阻器连入电路的阻值也越大，由实物图可知，滑片应逐渐靠右．
故答案为：B；0.3；0.9；10；15；逐渐靠右．
点评 本题探究电流与电阻关系的实验，考查了实验注意事项、欧姆定律和电功率公式的应用、滑动变阻器的使用和作用．用好控制变量法是关键．
练习册系列答案
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