Question

【題目】在“探究電流與電阻的關(guān)系”實驗中，現(xiàn)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(biāo)有“×Ω1A”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(dǎo)線，開關(guān)．
（1）設(shè)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(guān)，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2V時，電流表的示數(shù)應(yīng)為A．
（2）分別用定值電阻R2、R3、R4依次替換R1 ， 重復(fù)（1）的實驗步驟．根據(jù)所得的四次試驗數(shù)據(jù)繪制出I﹣R圖象，如圖乙所示．由圖象可得出的結(jié)論是：在導(dǎo)體兩端電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成
（3）當(dāng)使用定值電阻R4進行實驗時，剛一閉合開關(guān)，就發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)恰好為2V，為了用以上四個定值電阻完成實驗且確保電路安全，應(yīng)控制A、B兩點之間的電壓在范圍內(nèi)．
（4）在使用定值電阻R1和R4進行實驗過程中，讀取數(shù)據(jù)時，滑動變阻器消耗的電功率之比為 ．

Answer 1

【答案】
（1）右；0.4
（2）反比
（3）2V～3V
（4）4：1
【解析】解：（1）閉合開關(guān)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(shù)：I= = =0.4A；（2）根據(jù)圖乙可知，在導(dǎo)體兩端電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；（3）因為R4的阻值最大，因此當(dāng)R4接入電路時，電壓表示數(shù)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(yīng)控制A、B兩點之間的電壓在大于2V范圍內(nèi)；
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2V～3V；（4）根據(jù)圖乙可知，當(dāng)R1接入電路時，電路電流為0.4A；當(dāng)R4接入電路時，電路電流為0.1A；
因為定值電阻兩端電壓相等，電源電壓不變，因此滑動變阻器兩端電壓也相等；
由P=UI可得，滑動變阻器消耗的電功率之比：P1：P4=I1：I4=0.4A：0.1A=4：1．
所以答案是：（1）右；0.4；（2）反比；（3）2V～3V；（4）4：1．