15. 小东研究通电螺线管外部磁场的特点时,在螺线管周围放置一些小磁针,通电后小磁针静止时的指向情况如图所示(小磁针涂黑的一端为其N极)。
(1)放置小磁针的目的是显示小磁针所在处的。
(2)为了进一步研究通电螺线管外部磁场的分布特点,小东的操作应该是。
(3)实验发现通电螺线管外部磁场分布与条形磁体的磁场相似,由图可知该通电螺线管的左端是极。

(1)磁场方向
(2)在螺线管周围不同位置放置小磁针，观察小磁针N极指向
(3)N

16. 如图所示,电源电压保持不变$,R_1= 10Ω。$当仅闭合开关$S_1$时,电流表示数为0.3A；当仅闭合开关$S_1、$$S_2$时,电流表示数为0.5A。求：
(1)电源电压。
(2)定值电阻的电阻$R_2。$
(3)当仅闭合开关$S_3$时,电路的总电功率P。

(1) 当仅闭合开关$S_1$时，电路为$R_1$的简单电路，电流表测通过$R_1$的电流，
由$I = \frac{U}{R}$可得，电源电压：
$U = I_1R_1 = 0.3A × 10\Omega = 3V$；
(2)当仅闭合开关$S_1$、$S_2$时，$R_1$与$R_2$并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以，通过$R_1$的电流不变，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过$R_2$的电流：
$I_2 = I - I_1 = 0.5A - 0.3A = 0.2A$，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，定值电阻$R_2$的阻值：
$R_2 = \frac{U}{I_2} = \frac{3V}{0.2A} = 15\Omega$；
(3)当仅闭合开关$S_3$时，$R_1$与$R_2$串联，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路的总电功率：
$P = \frac{U^2}{R_1 + R_2} = \frac{(3V)^2}{10\Omega + 15\Omega} = 0.36W$。

17. 为研究热敏电阻的电阻$R_2$与温度的关系,小京按如图所示的电路进行实验,其中电源两端的电压U不变,定值电阻的电阻为$R_1。$实验中,他将已做防水处理的热敏电阻先后浸没在温度分别为$t_1、$$t_2$和$t_3$的水中足够时间后,闭合开关,分别读出对应电流表A的示数$I_1、$$I_2$和$I_3,$发现$I_1＜I_2＜I_3。$已知$t_1＜t_2＜t_3,$请分析并说明热敏电阻的电阻$R_2$与温度的关系。

由电路图可知，$R_1$与$R_2$串联，电流表测电路电流，电源电压$U$不变，$R_1$为定值电阻。
根据串联电路总电阻$R_{总}=R_1+R_2$，由欧姆定律$I=\frac{U}{R_{总}}$可得$I=\frac{U}{R_1+R_2}$。
已知$I_1\lt I_2\lt I_3$，且$U$、$R_1$不变，由$I=\frac{U}{R_1+R_2}$可知，电流增大时，总电阻$R_{总}$减小，即$R_1+R_2$减小。因$R_1$为定值电阻，故$R_2$减小。
又$t_1\lt t_2\lt t_3$，即温度升高时，$R_2$减小。
结论：热敏电阻$R_2$的电阻随温度的升高而减小。

解：由电路图可知，$R_1$与$R_2$串联，电流表测电路中的电流。
根据串联电路电阻特点及欧姆定律$I = \frac{U}{R}$，电路总电阻$R = R_1+R_2=\frac{U}{I}$，则$R_2=\frac{U}{I}-R_1$。
已知电源电压$U$和$R_1$不变，且$I_1＜I_2＜I_3$，可得$\frac{U}{I_1}＞\frac{U}{I_2}＞\frac{U}{I_3}$，故$R_{21}=\frac{U}{I_1}-R_1＞R_{22}=\frac{U}{I_2}-R_1＞R_{23}=\frac{U}{I_3}-R_1$。
又因$t_1＜t_2＜t_3$，所以热敏电阻的电阻$R_2$随温度的升高而减小。