Question

14．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（10Ω）、一個滑動變阻器（最大阻值是60Ω）、電壓表、電流表、開關和導線若干，活動中小穎同學設計的電路如圖所示，在正確連線和調節滑片后，小穎測出的數據如表一所示．
表一：

實驗次數	1	2	3	4	5	6	7	8
電壓表示數（V）	4.5	4.0	3.5	3.0	2.5	2.0	1.5	1.0
電流表示數（A）	0.15	0.20	0.25	0.30	0.35	0.40	0.45	0.50
功率（W）	0.68	0.80	0.88	0.90	0.88	0.80	0.68	0.50

（1）數據記錄表格一中的“功率”是哪個器材的功率？（選填“整個電路”、“定值電阻”或“滑動變阻器”）答：滑動變阻器，“功率”的變化情況是先變大后變小，小穎通過分析數據提出了一個猜想：“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，小穎用一個阻值為20Ω的電阻把原電路中的定值電阻換下，進行了驗證，數據記錄如表二：

實驗次數	1	2	3	4
電壓表示數（V）	4.5	4.0	3.5	3.0
電流表示數（A）	0.08	0.10	0.12	0.15
變阻器電阻（Ω）	60	40	28	20
變阻器功率（W）	0.36	0.40	0.42	0.45

（2）你認為小穎這次驗證實驗能否驗證其猜想？答：不能（選填“能”或“不能”）；理由是：沒有變阻器阻值小于定值電阻的實驗．
（3）現實驗室有三個定值電阻，組織分別是40Ω、60Ω、80Ω，為了繼續驗證小穎的猜想，應選擇的電阻是40Ω．

Answer 1

分析 （1）根據P=UI，結合電壓表和電流表的示數確定表格中功率表示的電路元件，再根據表格得出功率的變化情況；
（2）看結論是否正確，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．
（3）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大于定值電阻R的阻值．

解答 解：（1）定值電阻R與滑動變阻器串聯，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．
（2）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，應該保持定值電阻和滑動變阻器的阻值相同，同為20Ω，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．
（3）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大于定值電阻R的阻值，因此選擇40Ω的定值電阻．
故答案為：（1）滑動變阻器；先變大后變小；（2）不能；滑動變阻器的功率沒有變小；（3）40．

點評 本題考查了電功率公式的應用；側重考查了學生的實驗分析能力，是一道較難的習題．