Question

在課外活動中，老師給出了下列器材：電源（電壓為6V）、一個定值電阻（9Ω）、一個滑動變阻器（最大阻值是30Ω）、電壓表、電流表、開關(guān)、和導(dǎo)線若干．活動中小明同學(xué)設(shè)計的電路如圖甲所示，在正確的連線和調(diào)節(jié)滑片，小明測出的數(shù)據(jù)如下表一所示．　

表一

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7	8
電壓表示數(shù)（V）	4.5	4.0	3.5	3.0	2.5	2.0	1.5	1.0
電流表示數(shù)（A）	0.17	0.22	0.28	0.34	0.39	0.44	0.50	0.56
功率（W）	0.77	0.88	0.98	1.02	0.98	0.88	0.75	0.56

（1）現(xiàn)在請你用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙中的器材按照圖甲所示的電路進(jìn)行正確的連接（已經(jīng)連接的導(dǎo)線不能改動）．
（2）數(shù)據(jù)記錄表格一中的“功率”是那個器材的功率？答：________．“功率”的變化情況是________．
（3）小明通過分析數(shù)據(jù)提出了一個猜想：“在電源電壓不變的情況下，圖中的定值電阻和滑動變阻器的阻值相等時，滑動變阻器的功率最大”．為了驗證猜想是否正確，小明用一個阻值為10Ω的電阻把原電路中的定值電阻換下，進(jìn)行了一次驗證，數(shù)據(jù)記錄如下表二，
表二：

實驗次數(shù)	1	2	3	4
電壓表示數(shù)（V）	4.5	4.0	3.5	3.0
電流表示數(shù)（A）	0.15	0.20	0.25	0.30
變阻器電阻（Ω）	30.0	20.0	14.0	10.0
變阻器功率（W）	0.68	0.80	0.86	0.90

你認(rèn)為小明這次驗證實驗?zāi)芊耱炞C其猜想？答：________（選填“能”或“不能”）；理由是：________．
（4）現(xiàn)實驗室有三個定值電阻，阻值分別是20Ω，30Ω，40Ω．為了繼續(xù)驗證小明的猜想，應(yīng)選擇的電阻是________Ω，理由是：________．

Answer 1

解：（1）定值電阻與滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)；電壓表與滑動變阻器并聯(lián)，電流從正接線柱流入負(fù)接線柱流出；如圖所示：

（2）定值電阻R與滑動變阻器串聯(lián)，電流表測量的是整個電路中的電流，電壓表測量的是滑動變阻器兩端的電壓，由公式P=UI可知，電功率是滑動變阻器的電功率；電流表的示數(shù)變大，說明電路中的總電阻變小，故滑動變阻器的電阻變小，而滑動變阻器的功率先變大后變小．
（3）不能．為了驗證定值電阻和滑動變阻器的阻值相等時，滑動變阻器的功率最大，應(yīng)該保持定值電阻和滑動變阻器的阻值相同，同為10Ω，而滑動變阻器的阻值一直在變化，滑動變阻器的功率一直變大．
（4）為了保證定值電阻和滑動變阻器的阻值相等，在選擇時滑動變阻器的最大阻值應(yīng)大于定值電阻R的阻值，因此選擇20Ω的定值電阻．
故答案為：（1）如圖所示；（2）滑動變阻器；先變大后變小；（3）不能；滑動變阻器的功率沒有變小；
（4）20；定值電阻的阻值就小于滑動變阻器的阻值．
分析：（1）由電路圖可知，定值電阻與滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)；電壓表與滑動變阻器并聯(lián)，注意正負(fù)接線柱的連接；
（2）根據(jù)P=UI，結(jié)合電壓表和電流表的示數(shù)確定表格中功率表示的電路元件，再根據(jù)表格得出功率的變化情況；
（3）看結(jié)論是否正確，就看一下定值電阻和滑動變阻器的阻值相等時，比較一下定值電阻消耗的電功率和滑動變阻器消耗的電功率，是不是滑動變阻器的功率最大即可．
（4）為了保證定值電阻和滑動變阻器的阻值相等，在選擇時滑動變阻器的最大阻值應(yīng)大于定值電阻R的阻值．
點評：本題考查了電壓表和滑動變阻器的正確連接，電功率公式的應(yīng)用；側(cè)重考查了學(xué)生的實驗分析能力，是一道較難的習(xí)題．