题目内容
【题目】如图所示，电源电压保持不变，电流表使用0～0.6A的量程，电压表使用0～3V的量程，定值电阻R1=5Ω，灯泡电阻RL=6Ω 且玻璃外壳上标有“0.5A”的字样，滑动变阻器的最大阻值R2=20Ω．当开关S1闭合，S2断开时，电流表示数为0.4A，电压表示数为2.5V，求：
（1）电源电压；
（2）通电2 min，R1消耗的电能；
（3）若将开关S1断开，S2闭合，移动滑动变阻器的滑片，为了保证电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值范围（灯的电阻不会随温度变化而变化）．
【答案】（1）4.5V；（2）96J；（3）4～10Ω．
【解析】试题分析：
（1）当开关S1闭合，S2断开时，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出R1两端的电压，根据串联电路的电压特点即可求出电源的电压；
（2）根据
即可求出R1消耗的电能；
（3）若将开关S1断开，S2闭合，R2与RL串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的电流，然后与电流表的量程相比较判断滑动变阻器接入电路中的最小阻值；
根据电阻的串联和欧姆定律求出电压表求数最大时，电路中电流，由此求出滑动变阻器接入电路中的电阻最大值．
试题解析：
（1）开关S1闭合，S2断开时，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，R1两端的电压： 
，
电源的电压： 
.
（2）R1消耗的电能
.
（3）开关S1断开，S2闭合，R2与RL串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，电流表量程0-0.6A，RL标有“0.5A”的字样，则电路中的电流最大为0.5A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小， 
.
根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可知：
滑动变阻器接入电路中的最小阻值为
；
压表电压表量程0～3 V，滑动变阻器全部接入电路中电阻最大，
根据串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和可知：
RL两端的电压
，
电路中的电流： 
.
可得滑动变阻器全部接入电路中的最大值：
.
所以变阻器的电阻变化范围是：4～10 Ω．
【题目】创造与探究
科学家安培发现，两根平行导线通电后有如图1所示的现象（图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况）．
（1）可见，平行通电导线之间有力的作用．而且，当通入的电流方向相反时，导线相互_____；
（2）安培发现平行通电导线之间相互作用力F的大小与两根导线中的电流，I1、I2，导线的长度l，导线之间的距离r有关，有关实验数据如下：
实验次数 | l/m | I1/A | I2/A | r/m | F/N |
1 | 1 | 0.2 | 0.2 | 0.1 | 1.0×10﹣7 |
2 | 1 | 0.5 | 0.2 | 0.1 | 2.5×10﹣7 |
3 | 1.5 | 0.2 | 0.2 | 0.1 | 1.5×10﹣7 |
4 | 1.5 | 0.2 | 0.2 | 0.3 | 0.5×10﹣7 |
5 | 1.5 | 0.4 | 0.1 | 0.2 |
①请将表格填写完整
②两平行导线间的相互作用力F的表达式为F=k_____（其中k为常数），k=_____（填数值和单位）．
③对于长度一定的两根平行导线，如果保持通入电流，I1、I2大小不变，导体所受到的力F与导线间距离r之间的关系可以用图2所示图象中的图线_____来表示．
④如果导线的长度为0.8m，导线之间的距离0.4m，一根导线电流为0.5A，导线所受到的力为5×10﹣7N，则另一根导线电流为_____A．
