Question

在完成“測量小燈泡功率”的實驗后，小明產(chǎn)生疑問：實驗中滑動變阻器接入電路的阻值發(fā)生變化時，它消耗的電功率如何變化呢？為此，他找來了下列器材：電流表、電壓表、開關(guān)各一個，一定值電阻，三個規(guī)格分別為“5Ω，1A”、“30Ω，1A”和“35Ω，0.5A”的滑動變阻器，導(dǎo)線若干，電源（電壓為6V）．

實驗次數(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
功率/W	0.77	0.88	0.98	1.02	0.98	0.88	0.76

實驗中小明設(shè)計的電路如上圖所示，在正確的連接和調(diào)節(jié)滑片后，他測出的數(shù)據(jù)如上表：
（1）通過分析表中的數(shù)據(jù)，你認(rèn)為小明選擇的規(guī)格是________的滑動變阻器．
（2）根據(jù)題意，正確完成剩余部分連線，并使滑片向右移動時電流變�。�
（3）分析表中的數(shù)據(jù)，寫出該滑動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________．
（4）以其中一組數(shù)據(jù)為例，算出定值電阻的阻值為________Ω．（結(jié)果取整數(shù)）
（5）小李正確連接電路，閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電流表指針不轉(zhuǎn)，電壓表示數(shù)接近6V，電路的故障是________．

Answer 1

解：（1）滑動變阻器與定值電阻串聯(lián)，第7次實驗時電流為0.51A，故“35Ω，0.5A”的滑動變阻器不能使用；
第1次實驗數(shù)據(jù)是滑動變阻器兩端的電壓4.5V、電流為0.17A，由R'==≈26.5Ω，可知滑動變阻器電阻最大阻值大約為26.5Ω；故“5Ω，1A”的滑動變阻器不能使用，
所以只有規(guī)格為“30Ω，1A”的滑動變阻器可以使用；
（2）根據(jù)電路圖，滑動變阻器與電阻串聯(lián)，電壓表與滑動變阻器并聯(lián)，滑片向右移動時電流變小，滑動變阻器只能選擇左下角接線柱，電壓表的示數(shù)超過了3V，故選擇0～15V量程，如下圖；

（3）（2）由表中數(shù)據(jù)可知，隨著滑片的移動，即接入電路電阻減小的過程中，功率從0.77W增大到1.02W，然后再從1.02W到0.76W得，所以歸納為：該滑動變阻器消耗的功率先隨它接入電路電阻的減小是先增大，后減小（或該滑動變阻器消耗的功率先隨它接入電路電阻的增大而增大，后隨它接入電路電阻的增大而減小）．
（4）取第一組數(shù)據(jù)，定值電阻兩端電壓為：U_R=U-U_P=6V-4.5V=1.5V，電流I=0.17A，
阻值為：R==≈9Ω；
（5）電流表指針不轉(zhuǎn)、電壓表示數(shù)為電源電壓，說明電路有斷路，但電壓表與電源連接的電路沒有問題，所以說明滑動變阻器斷路．
故答案為； （1）“30Ω 1A”；（2）如上圖； （3）該滑動變阻器消耗的功率先隨它接入電路電阻的減小是先增大，后減��；（4）9；（5）滑動變阻器斷路．
分析：（1）判斷滑動變阻器的使用規(guī)格，同時要考慮滑動變阻器的電阻和允許通過的最大電流．
（2）滑動變阻器與電阻串聯(lián)，電壓表與滑動變阻器并聯(lián)，滑片向右移動時電流變小，說明電路中電組變大，又滑動變阻器上接線柱一定，故只能選擇左下角接線柱；
（3）根據(jù)表格數(shù)據(jù)0.77W增大到1.02W，然后再從1.02W到0.76W分析滑動變阻器的電阻變大和變小時，電路總功率的變化．
（4）根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，用電源電壓減去滑動變阻器兩端電壓就是定值電阻兩端電壓，又知電流，利用R=計算定值電阻；
（5）電流表指針不轉(zhuǎn)、電壓表示數(shù)為電源電壓，說明電路有斷路，但電壓表與電源連接的電路沒斷．
點評：根據(jù)題目數(shù)據(jù)選擇合適的滑動變阻器，不但考慮滑動變阻器允許通過的電流，也要考慮滑動變阻器的電阻．電路電流不能超過滑動變阻器允許通過的最大電流，滑動變阻器最大電阻稍大于電路需要的電阻，這樣，滑動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)．