Question

15．小华用如图所示的电路探究电流与电阻的关系．已知电源电压为6V，滑动变阻器R₂的最大电阻为20Ω，电阻R₁为l0Ω．实验过程中，将滑动变阻器滑片移到某一位置时，读出电阻R₁两端电压为4V，并读出了电流表此时的示数．紧接着小华想更换与电压表并联的电阻再做两次实验，可供选择的电阻有l5Ω、30Ω、45Ω和60Ω各一个，为了保证实验成功，小华应选择的电阻是15Ω和30Ω，两电阻接入电路后，工作时消耗的功率分别是1.07W和0.53W．

Answer 1

分析 （1）在探究电流与电阻实验中，因为通过导体电流的大小与电压和电阻两个因素有关，所以实验中更换电阻后要调节滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压保持不变仍为4V，据此选择电阻；
（2）根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算功率．

解答 解：（1）为了保证实验成功，要保证更换电阻后电压表的示数仍为4V，因电源电压为6V，故滑动变阻器两端的电压只能是2V，即：U₁：U₂=4V：2V=2：1，两电阻串联，故R₁：R₂=U₁：U₂=2：1，
因滑动变阻器R₂的最大电阻为20Ω，所以R₁≤40Ω，故只能选15Ω或30Ω．
（2）当电阻R₁为l5Ω时，电阻工作时消耗的功率为P=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（4V）^{2}}{15Ω}$≈1.07W；当电阻R₁为30Ω时，电阻工作时消耗的功率为P′=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（4V）^{2}}{30Ω}$≈0.53W．
故答案为：15； 30；  1.07； 0.53．

点评 研究的是电流与电阻的关系，实验时改变电阻的大小，但要控制电阻两端的电压不变，这样才能得出准确的结论．利用好控制变法（更换电阻后，要保持电阻两端的电压不变）是本题的关键．