Question

在完成“測量小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)后，小明產(chǎn)生疑問：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，他找來了下列器材：電流表、電壓表、開關(guān)各一個(gè)，一定值電阻，三個(gè)規(guī)格分別為“5Ω，1A”、“30Ω，1A”和“35Ω，0.5A”的滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)線若干，電源（電壓為6V）．

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
功率/W	0.77	0.88	0.98	1.02	0.98	0.88	0.76

實(shí)驗(yàn)中小明設(shè)計(jì)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(dòng)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(dòng)時(shí)電流變�。�
（3）分析表中的數(shù)據(jù)，寫出該滑動(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________．
（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(dòng)變阻器與定值電阻串聯(lián)，第7次實(shí)驗(yàn)時(shí)電流為0.51A，故“35Ω，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'==≈26.5Ω，可知滑動(dòng)變阻器電阻最大阻值大約為26.5Ω；故“5Ω，1A”的滑動(dòng)變阻器不能使用，
所以只有規(guī)格為“30Ω，1A”的滑動(dòng)變阻器可以使用；
（2）根據(jù)電路圖，滑動(dòng)變阻器與電阻串聯(lián)，電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，滑片向右移動(dòng)時(shí)電流變小，滑動(dòng)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(dòng)，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(dòng)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�。ɑ蛟摶瑒�(dòng)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�。�．
（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(dòng)變阻器斷路．
故答案為； （1）“30Ω 1A”；（2）如上圖； （3）該滑動(dòng)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；（4）9；（5）滑動(dòng)變阻器斷路．
分析：（1）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的最大電流．
（2）滑動(dòng)變阻器與電阻串聯(lián)，電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，滑片向右移動(dòng)時(shí)電流變小，說明電路中電組變大，又滑動(dòng)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(dòng)變阻器的電阻變大和變小時(shí)，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(dòng)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(jì)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(diǎn)評：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)變阻器允許通過的電流，也要考慮滑動(dòng)變阻器的電阻．電路電流不能超過滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流，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)．