Question

在完成“測(cè)量小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)后，小明產(chǎn)生疑問(wèn)：實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值發(fā)生變化時(shí)，它消耗的電功率如何變化呢？為此，他找來(lái)了下列器材：電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)各一個(gè)，一個(gè)額定電壓是4.5V、正常工作電流約為0.5A的小燈泡，三個(gè)規(guī)格分別為“20Ω，1A”、“30Ω，0.5A”和“50Ω，1A”的滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)線若干，電源（電壓為6V）．
實(shí)驗(yàn)中小明設(shè)計(jì)的電路如圖所示，在正確的連接和調(diào)節(jié)滑片后，他測(cè)出的數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7
電壓表示數(shù)/V	4.5	4.0	3.5	3.0	2.5	2.0	1.5
電流表示數(shù)/A	0.17	0.22	0.28	0.34	0.39	0.44	0.51
電阻/Ω	26.5	18.2	②	8.82	6.41	4.55	2.94
功率/W	0.77	①	0.98	1.02	0.98	0.88	0.76

（1）在表中的空格處填上適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)；
（2）通過(guò)分析表中的數(shù)據(jù)，你認(rèn)為小明選擇的是規(guī)格為

50Ω，1A

的滑動(dòng)變阻器；
（3）分析表中的數(shù)據(jù)，寫(xiě)出該滑動(dòng)變阻器消耗的功率隨它接入電路的電阻變化而變化的情況是

滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小時(shí)，變阻器消耗的功率先增大，再減小

；
（4）利用現(xiàn)有的器材，還可以完成實(shí)驗(yàn)是：

測(cè)燈泡的電阻

（5）另一位同學(xué)建議用一個(gè)定值電阻換下電路中的燈泡再進(jìn)行研究，他這樣做的原因是：

燈泡燈絲的電阻受溫度的影響而發(fā)生變化

．

Answer 1

分析：（1）①根據(jù)P=UI即可求出第二次實(shí)驗(yàn)中燈泡的功率；②根據(jù)歐姆定律的變形公式即可求出低三次實(shí)驗(yàn)中燈絲的電阻．
（2）判斷滑動(dòng)變阻器的使用規(guī)格，同時(shí)要考慮滑動(dòng)變阻器的電阻和允許通過(guò)的最大電流．
（3）根據(jù)表格數(shù)據(jù)0.77W增大到1.02W，然后再?gòu)?.02W到0.76W分析滑動(dòng)變阻器的電阻變大和變小時(shí)，電路總功率的變化．
（4）伏安法既可以測(cè)量小燈泡的功率又可以測(cè)量未知電阻的阻值．
（5）在其它條件相同時(shí)，導(dǎo)體的電阻還跟溫度有關(guān)，燈絲電阻受溫度的影響較大，所以滑動(dòng)變阻器消耗的功率先隨它接入電路電阻的變化難以分析得出正確的結(jié)論．
滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，燈泡正常工作電流約為0.5A，但第7次實(shí)驗(yàn)時(shí)電流為0.51A，故“30Ω，0.5A”的滑動(dòng)變阻器不能使用，根據(jù)R=

U

I

滑動(dòng)變阻器電阻值，然后即可以確定滑動(dòng)變阻器電阻．

解答：解：（1）①第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)，燈泡的功率：P=UI=4.0V×0.22A=0.88W；
②第三次實(shí)驗(yàn)時(shí)，燈絲的電阻：R=

U

I

=

3.5V

0.28A

=12.5Ω；
（2）滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，第7次實(shí)驗(yàn)時(shí)電流為0.51A，故“30Ω，0.5A”的滑動(dòng)變阻器不能使用；
第1次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是滑動(dòng)變阻器兩端的電壓4.5V、電流為0.17A，由R'=

U′

I

=

4.5V

0.17A

≈26.5Ω，可知滑動(dòng)變阻器電阻最大阻值大約為26.5Ω；故“20Ω，1A”的滑動(dòng)變阻器不能使用，所以只有規(guī)格為“50Ω，1A”的滑動(dòng)變阻器可以使用；
（3）由表中數(shù)據(jù)可知，隨著滑片的移動(dòng)，即接入電路電阻減小的過(guò)程中，功率從0.77W增大到1.02W，然后再?gòu)?.02W到0.76W得，所以歸納為：滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小時(shí)，變阻器消耗的功率先增大，再減小；
（4）伏安法既可以測(cè)量小燈泡的功率又可以測(cè)量未知電阻的阻值，因此上述實(shí)驗(yàn)器材還可以測(cè)量燈泡的電阻；
（5）因?yàn)樵谄渌鼦l件相同時(shí)，導(dǎo)體的電阻還跟溫度有關(guān)，小燈泡的燈絲電阻受溫度的影響較大，而定值電阻受溫度影響較小，所以另一位同學(xué)建議用一個(gè)定值電阻換下電路中的燈泡再進(jìn)行研究．
故答案為：（1）0.88；12.5；（2）50Ω，1A；（3）滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小時(shí)，變阻器消耗的功率先增大，再減��；（4）測(cè)燈泡的電阻；（5）燈泡燈絲的電阻受溫度的影響而發(fā)生變化．

點(diǎn)評(píng)：根據(jù)題目數(shù)據(jù)選擇合適的滑動(dòng)變阻器，不但考慮滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的電流，也要考慮滑動(dòng)變阻器的電阻．電路電流不能超過(guò)滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流，滑動(dòng)變阻器最大電阻稍大于電路需要的電阻，這樣，滑動(dòng)變阻器既能滿足電路要求，也能使電路準(zhǔn)確獲得需要的數(shù)據(jù)．