【典型例题2】如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，先闭合开关$\mathrm{S}_{1}$、断开$\mathrm{S}_{2}$，调节滑动变阻器的滑片$\mathrm{P}$至某位置；保持滑动变阻器滑片$\mathrm{P}$的位置不变，再断开开关$\mathrm{S}_{1}$、闭合$\mathrm{S}_{2}$，电流表示数减小，将两次实验的电压表和电流表的示数的数据描点在坐标系中，如图乙所示。$R_{1}\_\_\_\_\_\_\mathrm{V}$。

思路导引 先闭合开关$\mathrm{S}_{1}$、断开$\mathrm{S}_{2}$，调节滑动变阻器的滑片$\mathrm{P}$至某位置，阻值为$R_{1}$的定值电阻与滑动变阻器串联；保持滑动变阻器滑片$\mathrm{P}$的位置不变，再断开开关$\mathrm{S}_{1}$、闭合$\mathrm{S}_{2}$，阻值为$R_{2}$的定值电阻与滑动变阻器串联，电流表示数减小，说明电路中的电阻变大，滑动变阻器的阻值大小不变，故定值电阻的阻值变大了，即$R_{1}＜R_{2}$。根据题意和题图乙可知，第一次电流表的示数为$0.4\ \mathrm{A}$，电压表的示数为$2\ \mathrm{V}$，第二次电流表的示数为$0.3\ \mathrm{A}$，电压表的示数为$3\ \mathrm{V}$，电源电压$U=U_{\mathrm{V}}+IR$，代入数据有$U=2\ \mathrm{V}+0.4\ \mathrm{A}× R$，$U=3\ \mathrm{V}+0.3\ \mathrm{A}× R$，解得$U=6\ \mathrm{V}$。
答案 $＜$ $6$
关键点拨
电学图像具有形象、直观、动态变化过程清晰等特点，图像中“线段”表示一个物理过程；“点”表示一个物理状态。
用“六步法”解决物理图像问题的思路：
一看轴→二看线→三看斜率→四看点→五看面积→六转换
一看“轴”，即先看坐标轴的物理意义，再看原点是否从0开始；
二看“线”，即读出每一条线所描述的物理过程；
三看“斜率”，先看斜率的物理意义，再看斜率是否有变化；
四看“点”，即看图像的端点、拐点、切点、交点，着重对这些点的物理意义进行分析；
五看“面积”，即看图像与坐标轴围成面积的物理意义；
六转换，即将图像转换为实际的物理过程。

$＜$；$6$

解：
闭合开关$\mathrm{S}_{1}$、断开$\mathrm{S}_{2}$时，$R_1$与滑动变阻器$R$串联；保持滑动变阻器滑片位置不变，断开$\mathrm{S}_{1}$、闭合$\mathrm{S}_{2}$时，$R_2$与滑动变阻器$R$串联。电流表示数减小，电源电压不变，由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可知电路总电阻变大，滑动变阻器接入阻值不变，因此$R_2＞R_1$，即$R_1＜R_2$。
由图乙可知，电流为$0.4\ \mathrm{A}$时电压表示数为$2\ \mathrm{V}$，对应$R_1$接入电路的状态；电流为$0.3\ \mathrm{A}$时电压表示数为$3\ \mathrm{V}$，对应$R_2$接入电路的状态。
根据串联电路电压规律，电源电压满足：
$U=2\ \mathrm{V}+0.4\ \mathrm{A}× R$
$U=3\ \mathrm{V}+0.3\ \mathrm{A}× R$
联立两式解得：$U=6\ \mathrm{V}$。