题目内容
小明用如图所示的电路，研究通过导体的电流与导体电阻的关系．他保持电源电压不变，闭合开关，移动滑动变阻器R2的滑片P至某一位置后不再改变，仅改变电阻箱R1的阻值，测得相应的电流值，如表所示．
| 实验序号 | R1/Ω | I/A |
| ① | 5 | 0.4 |
| ② | 10 | 0.3 |
| ③ | 20 | 0.2 |
（2）分析表中数据可知：电流与电阻不成反比．经过反思，小明不改变电路的连接，在原来的第①次实验基础上，仍将电阻箱R1的阻值分别调为10Ω和20Ω，正确操作，重新进行第②次和第③次实验，分析测得的数据，发现电流与电阻成反比，则小明改进后的第③次实验滑动变阻器R2消耗的电功率多大？
解：（1）电源电压为U，滑动变阻器接入电路中的电阻为R2．
U=I（R+R2）=0.4A×（5Ω+R2）
U=I′（R′+R2）=0.3A×（5Ω+R2）
则0.4A×（5Ω+R2）=0.3A×（5Ω+R2）
解得R2=10Ω，U=6V
（2）改进后的第3此实验
电阻箱两端的电压U3=U1=I1R1=0.4A×5Ω=2V
中的电流I=
=
=0.1A
滑动变阻器两端的电压U滑=U-U3=6V-2V=4V
滑动变阻器消耗的电功率P滑=U滑I=4V×0.1A=0.4W
答：（1）电路滑动变阻器R2接入电路中的电阻10Ω；电源电压6V；（2）滑动变阻器R2消耗的电功为0.4W．
分析：（1）解决此题的关键是电源电压不变．根据串联电路的总电压等于各串联电路的电压之和列出关系式．
在列关系式时要用到欧姆定律及其变形公式．
（2）要探究电流与电阻的关系，需保持电阻两端的电压不变．首先根据①求出电压的值．然后根据③求出电路中的电流及滑动变阻器两端的电压，根据公式P=UI便可求得滑动变阻器的电功率．
点评：此题考查了欧姆定律的应用及电功率的计算，掌握欧姆定律和电功率的公式并能灵活运用．解决（1）的关键是电源电压不变；解决（2）的关键是电阻箱两端的电压不变．
U=I（R+R2）=0.4A×（5Ω+R2）
U=I′（R′+R2）=0.3A×（5Ω+R2）
则0.4A×（5Ω+R2）=0.3A×（5Ω+R2）
解得R2=10Ω，U=6V
（2）改进后的第3此实验
电阻箱两端的电压U3=U1=I1R1=0.4A×5Ω=2V
中的电流I=
==0.1A滑动变阻器两端的电压U滑=U-U3=6V-2V=4V
滑动变阻器消耗的电功率P滑=U滑I=4V×0.1A=0.4W
答：（1）电路滑动变阻器R2接入电路中的电阻10Ω；电源电压6V；（2）滑动变阻器R2消耗的电功为0.4W．
分析：（1）解决此题的关键是电源电压不变．根据串联电路的总电压等于各串联电路的电压之和列出关系式．
在列关系式时要用到欧姆定律及其变形公式．
（2）要探究电流与电阻的关系，需保持电阻两端的电压不变．首先根据①求出电压的值．然后根据③求出电路中的电流及滑动变阻器两端的电压，根据公式P=UI便可求得滑动变阻器的电功率．
点评：此题考查了欧姆定律的应用及电功率的计算，掌握欧姆定律和电功率的公式并能灵活运用．解决（1）的关键是电源电压不变；解决（2）的关键是电阻箱两端的电压不变．
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