Question

14．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”的字样，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，读出电流表的实数为0.1A，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，电压表的示数将变大，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继续实验所用，应控制电源电压不高于10V．

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）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．