Question

【題目】在“探究電流與電阻的關系”實驗中，現有器材如下：電源（電壓恒定但未知）四個定值電阻R1（5Ω）、R2（10Ω）、R3（15Ω）、R4（20Ω），標有“XΩ 1A”的滑動變阻器（阻值模糊不清）。電壓表（可用量程：0～3V、0～15V），電流表（可用量程：0～0.6A），導線、開關。

（1）設計并正確連接如圖甲所示的電路，把定值電阻R1接入圖甲中的A、B兩點之間，將滑動變阻器的滑片移到最____端，閉合開關，移動變阻器的滑片，使電壓表的示數為2V，電流表的示數應為____A。

（2）分別用定值電阻R2、R3、R4依次替換R1，重復（1）的實驗步驟。根據所測得的四次實驗數據繪制出I—R圖象，如圖乙所示，由圖象可得出的結論是：__________________。

（3）當使用定值電阻R4進行實驗時，剛一閉合開關，就發現電壓表的示數恰好為2V。為了用以上四個定值電阻完成實驗并確保電路安全，應控制A、B兩點之間的電壓在_______范圍內。

（4）使用定值電阻R1和R4進行試驗過程中，讀取數據時，滑動變阻器消耗的電功率之比為_______。

Answer 1

【答案】右 0.4 導體兩端電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比 2V3V

【解析】

（1）閉合開關前，需將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處；根據歐姆定律可求出電壓表示數為2V時電流表的示數；（2）電壓一定時，電流與電阻成反比；（3）先根據圖乙讀出定值電阻R1和R4接入電路時電流，然后P＝UI即可求出滑動變阻器消耗的電功率之比．

（4）根據串聯電路分壓規律可知，定值電阻兩端電壓的最小值，據此得出AB之間的電壓范圍；（5）先根據圖乙讀出定值電阻R1和R4接入電路時電流，然后P＝UI即可求出滑動變阻器消耗的電功率之比；

(1)閉合開關前，需將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處，故將滑片移到最右端；

電流表的示數：I＝＝0.4A； (2)根據圖乙中4個點的坐標,由歐姆定律I＝的變形公式：

U＝IR＝0.4A×5Ω＝0.2A×10Ω＝＝2V，在導體兩端電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比；(3)因為R4的阻值最大,因此當R4接入電路時,電壓表示數剛好為2V,說明R4兩端的最小電壓為2V，因此為了用以上四個定值電阻完成實驗且確保電路安全，應控制A.B兩點之間的電壓在大于2V范圍內；由于電流表的量程為0.6A,因此定值電阻兩端允許的最大電壓：U最大＝I最大R1＝0.6A×5Ω＝3V；故A.B兩點之間的電壓范圍為2V3V；