Question

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上圖所示，在正確的連接和調節滑片后，他測出的數據如下表：

實驗次數	1	2	3	4	5	6	7
電壓表示數/V	4.5	4.0	3.5	3.0	2.5	2.0	1.5
電流表示數/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

（1）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；
（2）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則變化的情況是______；
（3）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

解：（1）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；
故答案為：“50Ω，1A”．
（2）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：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）．
故答案為：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．
（3）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．
故答案為：小燈泡的燈絲電阻受溫度的影響而發生變化．
分析：（1）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．
（2）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．
（3）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．
點評：根據題目數據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，也能使電路準確獲得需要的數據．