Question

16．在“探究歐姆定律”的實驗中（如圖）：
（1）當(dāng)接入MN的電阻從5Ω增加到10Ω時，為了使電壓表的讀數(shù)保持2V不變，應(yīng)該將變阻器的滑片向b端移動．（選填“a”或“b”）．
（2）設(shè)電源電壓不變，將R₀分別用5Ω、10Ω、20Ω接入M、N中，忘記調(diào)節(jié)變阻器，記錄了表3的數(shù)據(jù)．從表數(shù)據(jù)可以求出變阻器接入電路的電阻是10Ω，電源電壓是6V．空格處的電流是0.2A．

電阻Ω	5	10	20
電流A	0.4	0.3

Answer 1

分析 （1）根據(jù)控制變量法，研究電流與電阻的關(guān)系時，需控制定值電阻的電壓相同，當(dāng)換上大電阻時，根據(jù)分壓原理確定電壓表示數(shù)的變化，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結(jié)合分壓原理確定滑片移動的方向；
（2）由表中數(shù)據(jù)和歐姆定律求兩次實驗操作中電壓表示數(shù)，根據(jù)忘記調(diào)節(jié)變阻器，結(jié)合串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和歐姆定律列方程求出電源電壓和變阻器連入電路中的電阻；
當(dāng)接入20Ω的電阻時，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求電路中的電流．

解答 解：‘
（1）根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，當(dāng)接入MN的電阻從5Ω增加到10Ω時，電阻增大，其分得的電壓增大，即電壓表的示數(shù)大于3V；
探究電流與電阻的實驗中，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知，應(yīng)增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應(yīng)向b端移動，使電壓表的示數(shù)為2V．
（2）前兩次實驗操作中，由表中數(shù)據(jù)和歐姆定律I=$\frac{U}{R}$可得，電壓表示數(shù)分別為：
U₁=I₁R₁=0.4A×5Ω=2V；U₂=I₂R₂=0.3A×10Ω=3V；
因忘記調(diào)節(jié)變阻器，故變阻器連入電路中的電阻大小不變，
設(shè)電源電壓為U，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和歐姆定律有：
R_滑=$\frac{U-{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{U-{U}_{2}}{{I}_{2}}$，
即$\frac{U-2V}{0.4A}$=$\frac{U-3V}{0.3A}$-------①，
解得電源電壓：U=6V，
則變阻器連入電路中的電阻：R_滑=$\frac{U-2V}{0.4A}$=$\frac{6V-2V}{0.4A}$=10Ω；
當(dāng)接入20Ω的電阻時，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律可得，電路中的電流：
I=$\frac{U}{{R}_{3}+{R}_{滑}}$=$\frac{6V}{20Ω+10Ω}$=0.2A．
故答案為：（1）b；（2）10；6；0.2．

點評 本題探究歐姆定律，考查實驗操作過程、控制變量法的運用、串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律的運用，體現(xiàn)了數(shù)學(xué)知識在物理中的運用．