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(5 Ω)、R2(10 Ω)、R3(15 Ω)、R4(20 Ω)，標(biāo)有“×Ω　1 A”的滑動變阻器(阻值模糊不清)，電壓表(可用量程：0～3 V、0～15 V)，電流表(可用量程：0～0.6 A)，導(dǎo)線，開關(guān)。

(1)設(shè)計并正確連接如甲所示的電路，把定值電阻R1接入圖甲中的A、B兩點(diǎn)之間，將滑動變阻器的滑片移到最右端。閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2 V，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)所得的四次實驗數(shù)據(jù)繪制出I－R圖像，如圖乙所示。由圖像可得出的結(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(jìn)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2 V。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(diǎn)之間的電壓在______范圍內(nèi)。

(4)在使用定值電阻R1和R2進(jìn)行實驗過程中，讀取數(shù)值時，滑動變阻器消耗的電功率之比為_______。

Answer 1

【答案】0.4反比2V～3V4∶1

【解析】

(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(diǎn)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(diǎn)之間的電壓范圍為2V3V；(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：.