Question

【題目】在完成“測量小燈泡功率”的實驗后，小明產生疑問：實驗中滑動變阻器接入電路的阻值發生變化時，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、開關各一個，一個額定電壓是4.5V、正常工作電流約為0.5A的小燈泡，三個規格分別為“20Ω，1A”、“30Ω，0.5A”和“50Ω，1A”的滑動變阻器，導線若干，電源（電壓為6V）．

實驗中小明設計的電路如圖所示，在正確的連接和調節滑片后，他測出的數據如下表：

（1）在表中的空格處填上適當的數據________ ；

（2）通過分析表中的數據，你認為小明選擇的是規格為________ 的滑動變阻器；

（3）分析表中的數據，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）利用現有的器材，還可以完成實驗是：________

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

Answer 1

【答案】0.88 12.5 50Ω,1A 測燈泡的電阻 滑動變阻器接入電路的電阻減小時,變阻器消耗的功率先增大,再減小 燈泡燈絲的電阻受溫度的影響而發生變化

【解析】

（1）①根據P=UI即可求出第二次實驗中燈泡的功率；②根據歐姆定律的變形公式即可求出低三次實驗中燈絲的電阻．（2）判斷滑動變阻器的使用規格，同時要考慮滑動變阻器的電阻和允許通過的最大電流．（3）根據表格數據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）伏安法既可以測量小燈泡的功率又可以測量未知電阻的阻值．（5）在其它條件相同時，導體的電阻還跟溫度有關，燈絲電阻受溫度的影響較大，所以滑動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論．滑動變阻器與燈泡串聯，燈泡正常工作電流約為0.5A，但第7次實驗時電流為0.51A，故“30Ω，0.5A”的滑動變阻器不能使用，根據R=滑動變阻器電阻值，然后即可以確定滑動變阻器電阻．

(1)①第二次實驗時，燈泡的功率：P=UI=4.0V×0.22A=0.88W；

②第三次實驗時,燈絲的電阻：R===12.5Ω；

(2)滑動變阻器與燈泡串聯，第7次實驗時電流為0.51A，故“30Ω，0.5A”的滑動變阻器不能使用；第1次實驗數據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“20Ω，1A”的滑動變阻器不能使用，所以只有規格為“50Ω，1A”的滑動變阻器可以使用；

(3)由表中數據可知，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：滑動變阻器接入電路的電阻減小時，變阻器消耗的功率先增大，再減小；

(4)伏安法既可以測量小燈泡的功率又可以測量未知電阻的阻值，因此上述實驗器材還可以測量燈泡的電阻；

(5)因為在其它條件相同時，導體的電阻還跟溫度有關，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，所以另一位同學建議用一個定值電阻換下電路中的燈泡再進行研究。