Question

【題目】在“探究電流與電阻的關系”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一道最 端，閉合開關，移動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2V，電流表的示數(shù)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(jù)所測得的四次實驗數(shù)據(jù)繪制出I—R圖象，如圖乙所示，由圖象可得出的結論是：在導體兩端電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成 。

（3）當使用定值電阻R4進行實驗時，剛一閉合開關，就發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)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(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】

試題分析：（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(shù)：I=U/R2=2V/5Ω=0．4A；（2）根據(jù)圖乙可知，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(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2V～3V；（4）根據(jù)圖乙可知，當R1接入電路時，電路電流為0．4A；當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。