题目内容
【题目】在“探究电流与电阻的关系”实验中，现有器材如下：电源（电压恒定但未知）四个定值电阻R1（5Ω）、R2（10Ω）、R3 （15Ω）、R4（20Ω），标有“XΩ 1A”的滑动变阻器（阻值模糊不清）。电压表（可用量程：0~3V、0~15V），电流表（可用量程：0~0．6A），导线、开关。
（1）设计并正确连接如图甲所示的电路，把定值电阻R1接入图甲中的A、B两点之间，将滑动变阻器的滑片一道最 端，闭合开关，移动变阻器的滑片，使电压表的示数为2V，电流表的示数应为 A。
（2）分别用定值电阻R2、R3、R4依次替换R1，重复（1）的实验步骤。根据所测得的四次实验数据绘制出I—R图象，如图乙所示，由图象可得出的结论是：在导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 。
（3）当使用定值电阻R4进行实验时，刚一闭合开关，就发现电压表的示数恰好为2V。为了用以上四个定值电阻完成实验并确保电路安全，应控制A、B两点之间的电压在 范围内。
（4）使用定值电阻R1和R4进行试验过程中，读取数据时，滑动变阻器消耗的电功率之比为 。
【答案】（1）右；0．4；（2）反比；（3）2V--3V；（4）4：1
【解析】
试题分析：（1）闭合开关前，需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，故将滑片移到最右端；电流表的示数：I=U/R2=2V/5Ω=0．4A；（2）根据图乙可知，在导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（3）因为R4的阻值最大，因此当R4接入电路时，电压表示数刚好为2V，说明R4两端的最小电压为2V，因此为了用以上四个定值电阻完成实验且确保电路安全，应控制A、B两点之间的电压在大于2V范围内；由于电流表的量程为0．6A，因此定值电阻两端允许的最大电压：U最大=I最大R1=0．6A×5Ω=3V；
故A、B两点之间的电压范围为2V～3V；（4）根据图乙可知，当R1接入电路时，电路电流为0．4A；当R4接入电路时，电路电流为0．1A；因为定值电阻两端电压相等，电源电压不变，因此滑动变阻器两端电压也相等；由P=UI可得，滑动变阻器消耗的电功率之比：p1：p4=I1：I4=0．4A：0．1A=4：1。
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