Question

小丽同学利用如图所示的电路探究电流与电阻的关系．当ab间接入电阻R₁=5Ω时，电压表示数为6V；当ab间接入电阻R₂=10Ω时
（1）闭合电键后的下一步操作是向    （填“左”或“右”）移动变阻器的滑片直至    ；
（2）如果操作正确，接入R₂后电路消耗的总功率比接入R₁时    （选填“大”或“小”）．
（3）若无论怎么移动滑片，都不能使电压表的示数为6V，原因可能是①    ，②    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）探究电流跟电阻的关系时，要保持电阻两端的电压不变，去改变电阻，但当电阻增大时，它两端的电压也随之变化，为保证结论的准确性，要通过调节滑片使电阻两端的电压减小为原来的值，根据串联电路的分压关系去调节即可．
（2）定值电阻的阻值变大，而它两端的电压不变，因此电路中的电流变小，根据P=UI分析电路消耗的总功率的变化．
（3）电阻两端电压达不到6V，可从滑动变阻器阻值大小、电源电压大小、电阻本身等方面分析原因．
解答：解：（1）当a、b两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后，ab间的电压将增大，该实验要控制ab间的电压不变，所以下一步的操作是：向右移动滑片，使滑动变阻器连入的电阻变大（分压变大），使ab间的电压减小，直到电压表的示数为6V为止．
故答案为：右；电压表的示数为6V时为止．
（2）如果操作正确，接入R₂后电路的总电流变小，电路的总电压不变，根据P=UI可知电路消耗的总功率变小．
故答案为：小．
（3）用R₂替换R₁接入电路进行实验，发现无论怎样移动滑动变阻器，R₂两端的电压始终无法达到6V，可能是滑动变阻器最大阻值太小，滑动变阻器分压太小，使电阻R₂两端的电压过大造成的，或是由于控制的定值电阻两端的电压太小造成的；或是电源电压太大；或电阻R₂的阻值太小造成的．
故答案为：①滑动变阻器最大阻值过小；
②电源电压过大．
点评：（1）在探究电流与电压和电阻的关系中，采用控制变量法的思想，探究电流与电压的关系时控制电阻不变，探究电流与电阻的关系时控制电压不变；
（2）此实验中滑动变阻器的作用起分压与限流作用，滑片移动时阻值的变化应符合题意要求．