Question

【题目】在“探究电流与电阻的关系”实验中，现有器材如下：电源(电压恒定但未知)，四个定值电阻R1(5 Ω)、R2(10 Ω)、R3(15 Ω)、R4(20 Ω)，标有“×Ω　1 A”的滑动变阻器(阻值模糊不清)，电压表(可用量程：0～3 V、0～15 V)，电流表(可用量程：0～0.6 A)，导线，开关。

(1)设计并正确连接如甲所示的电路，把定值电阻R1接入图甲中的A、B两点之间，将滑动变阻器的滑片移到最右端。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2 V，电流表的示数应为____A。

(2)分别用定值电阻R2、R3、R4依次替换R1，重复(1)的实验步骤。根据所得的四次实验数据绘制出I－R图像，如图乙所示。由图像可得出的结论是：在导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成___。

(3)当使用定值电阻R4进行实验时，刚一闭合开关，就发现电压表示数恰好为2 V。为了用以上四个定值电阻完成实验且确保电路安全，应控制A、B两点之间的电压在______范围内。

(4)在使用定值电阻R1和R2进行实验过程中，读取数值时，滑动变阻器消耗的电功率之比为_______。

Answer 1

【答案】0.4反比2V～3V4∶1

【解析】

(1)闭合开关前，需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，故将滑片移到最右端；电流表的示数：I＝＝0.4A；(2)根据图乙可知，在导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；(3)因为R4的阻值最大,因此当R4接入电路时,电压表示数刚好为2V,说明R4两端的最小电压为2V，因此为了用以上四个定值电阻完成实验且确保电路安全，应控制A.B两点之间的电压在大于2V范围内；由于电流表的量程为0.6A,因此定值电阻两端允许的最大电压：U最大＝I最大R1＝0.6A×5Ω＝3V；故A.B两点之间的电压范围为2V3V；(4)根据图乙可知,当R1接入电路时,电路电流为0.4A;当R4接入电路时，电路电流为0.1A；因为定值电阻两端电压相等，电源电压不变，因此滑动变阻器两端电压也相等；由P＝UI可得,滑动变阻器消耗的电功率之比：.