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“×Ω1A”的滑动变阻器（阻值模糊不清）

Question

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“×Ω1A”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移到最___端，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2V时，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．根据所得的四次试验数据绘制出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，就发现电压表示数恰好为2V，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___范围内．
（4）在使用定值电阻R₁和R₄进行实验过程中，读取数据时，滑动变阻器消耗的电功率之比为___．

Answer 1

（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)/(R1)=(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．
故答案为：（1）右；0.4；（2）反比；（3）2V～3V；（4）4：1．