Question

小明用如圖所示的電路，研究通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系．他保持電源電壓不變，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R₂的滑片P至某一位置后不再改變，僅改變電阻箱R₁的阻值，測(cè)得相應(yīng)的電流值，如表所示．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	R1/Ω	I/A
①	5	0.4
②	10	0.3
③	20	0.2

（1）小明在實(shí)驗(yàn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器R₂接入電路中的電阻多大？電源電壓多大？
（2）分析表中數(shù)據(jù)可知：電流與電阻不成反比．經(jīng)過(guò)反思，小明不改變電路的連接，在原來(lái)的第①次實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，仍將電阻箱R₁的阻值分別調(diào)為10Ω和20Ω，正確操作，重新進(jìn)行第②次和第③次實(shí)驗(yàn)，分析測(cè)得的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)電流與電阻成反比，則小明改進(jìn)后的第③次實(shí)驗(yàn)滑動(dòng)變阻器R₂消耗的電功率多大？

Answer 1

解：（1）電源電壓為U，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為R₂．
U=I（R+R₂）=0.4A×（5Ω+R₂）
U=I′（R′+R₂）=0.3A×（5Ω+R₂）
則0.4A×（5Ω+R₂）=0.3A×（5Ω+R₂）
解得R₂=10Ω，U=6V
（2）改進(jìn)后的第3此實(shí)驗(yàn)
電阻箱兩端的電壓U₃=U₁=I₁R₁=0.4A×5Ω=2V
中的電流I===0.1A
滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_滑=U-U₃=6V-2V=4V
滑動(dòng)變阻器消耗的電功率P_滑=U_滑I=4V×0.1A=0.4W
答：（1）電路滑動(dòng)變阻器R₂接入電路中的電阻10Ω；電源電壓6V；（2）滑動(dòng)變阻器R₂消耗的電功為0.4W．
分析：（1）解決此題的關(guān)鍵是電源電壓不變．根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各串聯(lián)電路的電壓之和列出關(guān)系式．
在列關(guān)系式時(shí)要用到歐姆定律及其變形公式．
（2）要探究電流與電阻的關(guān)系，需保持電阻兩端的電壓不變．首先根據(jù)①求出電壓的值．然后根據(jù)③求出電路中的電流及滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)公式P=UI便可求得滑動(dòng)變阻器的電功率．
點(diǎn)評(píng)：此題考查了歐姆定律的應(yīng)用及電功率的計(jì)算，掌握歐姆定律和電功率的公式并能靈活運(yùn)用．解決（1）的關(guān)鍵是電源電壓不變；解決（2）的關(guān)鍵是電阻箱兩端的電壓不變．