Question

2．電學(xué)知識(shí)復(fù)習(xí)時(shí)，老師帶領(lǐng)同學(xué)們?cè)偬健半娏髋c電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)”，如圖所示，電源為2節(jié)新干電池，實(shí)驗(yàn)中控制電阻兩端的電壓為1.5V．閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片P調(diào)到滑動(dòng)變阻器的B（A/B）端．先用5Ω的電阻做第一次實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān)后，調(diào)節(jié)滑片P使電壓表示數(shù)為1.5V，計(jì)算可知電流表示數(shù)為0.3A，電路的總功率為0.9W．然后斷開開關(guān)，將滑片P調(diào)到阻值最大的位置，取下5Ω的電阻，換上10Ω的電阻，閉合開關(guān)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)為1.5V，計(jì)算可知此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為10Ω．第三次實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備用15Ω的定值電阻，為完成實(shí)驗(yàn)，變阻器的最大阻值不得小于15Ω．實(shí)驗(yàn)中他們發(fā)現(xiàn)：三次實(shí)驗(yàn)隨著定值電阻的阻值越來越大，讀取電流時(shí)滑片所在的位置是逐漸靠右（逐漸靠左/逐漸靠右）．

Answer 1

分析 （1）為保護(hù)電路，閉合開關(guān)前滑片要置于阻值最大處；
（2）根據(jù)I=$\frac{U}{R}$計(jì)算電路中電流；根據(jù)P=UI計(jì)算電路的總功率；
（3）根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理計(jì)算換上10Ω的電阻，保持電壓表示數(shù)1.5V時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值；同理計(jì)算換上15Ω的定值電阻，變阻器連入阻值；
（4）由以上計(jì)算出變阻器連入阻值可知滑片的移動(dòng)方向．

解答 解：
（1）為保護(hù)電路安全，閉合開關(guān)前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片置于圖中的B端；
（2）由圖可知，定值電阻R與變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端電壓，電流表測(cè)電路中電流，
所以電流表示數(shù)：I_A=I_R=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{1.5V}{5Ω}$=0.3A，
電源為2節(jié)新干電池，則電源電壓為3V，
電路消耗的總功率：P=UI=3V×0.3A=0.9W；
（3）當(dāng)換上10Ω的電阻后，保持電壓1.5V不變，
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)，則滑動(dòng)變阻器兩端電壓：U_滑=U-U_R′=3V-1.5V=1.5V
由串聯(lián)電路的分壓原理可知：$\frac{{U}_{R′}}{{U}_{滑}}$=$\frac{R′}{{R}_{滑}}$=$\frac{1.5V}{1.5V}$=$\frac{1}{1}$，
所以R_滑=R′=10Ω；
同理：當(dāng)用15Ω的定值電阻時(shí)，為保持其兩端電壓1.5V不變，此時(shí)變阻器連入阻值：R_滑′=R″=15Ω；
（4）由（3）中計(jì)算可知，定值電阻的阻值越來越大，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值也越大，由實(shí)物圖可知，滑片應(yīng)逐漸靠右．
故答案為：B；0.3；0.9；10；15；逐漸靠右．

點(diǎn)評(píng) 本題探究電流與電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、歐姆定律和電功率公式的應(yīng)用、滑動(dòng)變阻器的使用和作用．用好控制變量法是關(guān)鍵．