Question

小明用圖甲所示的電路，研究通過導體的電流與導體電阻的關系，電源電壓恒為6 V，實驗過程中，他做了六次實驗，每次改變電阻箱R'的阻值后，通過調節(jié)滑動變阻器始終保持R'兩端的電壓不變，記下相應的電流值。根據記錄的六組數據，他在方格紙上描出了電流I與電阻箱的阻值R'的關系圖線，如圖乙。

（1）記錄第一組數據時，電阻箱R'的阻值為4 Ω，此時電流表示數是多少？　　
（2）小明在實驗過程中，控制電阻箱R'兩端的電壓是多大？　
（3）記錄第二組數據時，小明記下電流表的示數為0.4 A，此時電阻箱消耗的功率是多少？滑動變阻器接入電路中的電阻是多大？
（4）記錄第四組數據時，電阻箱和滑動變阻器消耗的功率之比是多少？

Answer 1

解：（1）由圖線可知，當電阻箱R'的阻值為４Ω時，通過R'的電流為0.5 A 　　
（2）在圖線上任取一組電流和電阻的數值，根據公式U＝IR可得R'兩端的電壓為2Ｖ
        如：U'＝I₁R₁'＝0.5 A×4 Ω＝2Ｖ　　
（3）當電流表的示數為0.4 A時，R'的阻值為R₂'＝5Ω
        則電阻箱R'消耗的功率為P＝I₂²R₂'＝（0.4 A）²×5Ω＝0.8 W 　　
        R_總＝＝＝15 Ω 　　
        R_滑＝R_總－R₂' =15 Ω－5 Ω=10 Ω 　　
（4）因為記錄每組數據時U'＝2Ｖ，U_滑＝4Ｖ，I'＝I_滑　　
        所以＝＝＝，即記錄第四組數據時電阻箱與滑動變阻器消耗的功率之比為
1∶2。