Question

【題目】在“探究電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)有器材如下：電源（電壓恒定但未知）四個(gè)定值電阻R1（5Ω）、R2（10Ω）、R3 （15Ω）、R4（20Ω），標(biāo)有“XΩ 1A”的滑動(dòng)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(jì)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(diǎn)之間，將滑動(dòng)變阻器的滑片一道最 端，閉合開關(guān)，移動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2V，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(shí)驗(yàn)步驟。根據(jù)所測得的四次實(shí)驗(yàn)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(shí)，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(shí)驗(yàn)時(shí)，剛一閉合開關(guān)，就發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)恰好為2V。為了用以上四個(gè)定值電阻完成實(shí)驗(yàn)并確保電路安全，應(yīng)控制A、B兩點(diǎn)之間的電壓在 范圍內(nèi)。

（4）使用定值電阻R1和R4進(jìn)行試驗(yàn)過程中，讀取數(shù)據(jù)時(shí)，滑動(dòng)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(guān)前，需將滑動(dòng)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(dǎo)體兩端電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；（3）因?yàn)?/span>R4的阻值最大，因此當(dāng)R4接入電路時(shí)，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(gè)定值電阻完成實(shí)驗(yàn)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2V～3V；（4）根據(jù)圖乙可知，當(dāng)R1接入電路時(shí)，電路電流為0．4A；當(dāng)R4接入電路時(shí)，電路電流為0．1A；因?yàn)槎ㄖ惦娮鑳啥穗妷合嗟龋�電源電壓不變，因此滑�?dòng)變阻器兩端電壓也相等；由P=UI可得，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率之比：p1：p4=I1：I4=0．4A：0．1A=4：1。