小李 “探究电流与电阻的关系” 时,从实验室找来以下器材:电压恒为 6V 的电源一个,定值电阻 5 个,阻值分别为 5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,规格为 “40Ω 1A” 的滑动变阻器一个,电流表、电压表、开关各一个,导线若干。他将实验数据绘制了如图所示的 I−R 图像,由图像可知:定值电阻两端的电压 U0=_________V 保持不变,当接入电路的定值电阻 R0=20Ω 时,滑动变阻器接入电路的电阻是___________Ω。若用 25Ω 的电阻替换 20Ω 电阻,电压表_________(选填 “能” 或 “不能”)调到 U0。原因是______________________。

答案:2;40;不能;滑动变阻器的最大阻值太小
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由图像数据,U0=IR0=0.4A×5Ω=2V。
接入定值电阻 R0=20Ω 时,电路电流为 0.1A;滑动变阻器两端电压 U滑=6V−2V=4V,滑动变阻器接入阻值 R滑=U滑/I=4V/0.1A=40Ω。
换成 25Ω 定值电阻,根据串联分压规律:U0/U滑=R定/R滑,即 2V/4V=25Ω/R滑,解得需要滑动变阻器阻值 R滑=50Ω。本实验滑动变阻器最大阻值为 40Ω,达不到需要的阻值,因此电压表不能调到 U0。