Question

有一個特殊結構的元件（如圖甲所示），由A、B兩部分組成，被封閉在透明的玻璃殼內，a、b為兩個接線柱．某學生為了研究A、B兩部分電學特性，通過查閱資料，得知A是一個定值電阻，其U-I值如下表所示；B是一種由特殊金屬絲制成的導體，該元件的額定電壓是7伏，為了既不破壞元件的結構，但又能測定B的額定功率，他使用（如圖乙所示）的器材，測得一組該元件的I-U值（如圖丙所示）后，利用這些數據測出了B的額定功率．請你回答以下問題：

U/V	0.5	2.5	4.5	6.5	8.5	10.5
I/×10-3A	5.0	24.8	45.0	65.2	85.0	104.8

（1）用筆線代替導線，將如圖乙所示的器材連成一個測量該元件的I-U值的電路．要求當滑動片向右移動時元件兩端的電壓從零開始增大．
（2）當滑動片向右移動時，B的電阻逐漸

增大

（填“增大”、“減小”或“不變”）
（3）求得B在正常工作時的額定功率P=

1.20-1.25

w

Answer 1

分析：（1）從圖中觀察電阻正常工作時對應的電流值（即電路中的最大電流）和最大電壓，然后根據電路中的最大電流確定電流表的量程，根據電壓從0開始連續可調，故滑動變阻器采用分壓接法，由于被測電阻是小電阻，故采用電流表外接法，然后根據先串聯再并聯的思路將電路連接起來；
（2）圖象的斜率等于該組元件電阻的倒數，由圖丙可知圖象的斜率逐漸變小，故B的電阻增大；
（3）B的額定電壓是7伏，根據圖丙可知此時該組元件的電流為0.245A，故此時該組元件的功率為P=UI=7×0.245=1.715W，求出A的功率，該組元件的功率減去A的功率即為B的功率．

解答：解：（1）要求當滑動片向右移動時元件兩端的電壓從零開始增大，故滑動變阻器應該采用分壓接法，由于該組元件的阻值小于100Ω（電阻越并越小，而由圖可知電阻A在正常電壓下工作的電流值，然后根據R=

U

I

，求出電阻A的阻值R_A=

U

I

100Ω．），而根據圖丙可知當電壓為7v時該組元件的電阻等于28.6Ω，故為小電阻，應該采用電流表外接法；由于最大電流接近300mA，故電流表選擇300mA的量程，由于最大電壓10V左右，故電壓表選擇15V的量程；電路圖如圖所示； 
 （2）當滑動片向右移動時，B兩端的電壓逐漸增大，由圖丙可知圖象的斜率逐漸變小，而圖象的斜率等于該組元件電阻的倒數，故該組元件的電阻逐漸增大，由于A的電阻不隨電壓的變化而變化，故B的電阻增大．
（3）B的額定電壓是7伏，根據圖丙可知此時該組元件的電流為0.245A，故此時該組元件的功率為P=UI=7×0.245=1.715W，而此時A的功率為P_A=

U2

RA

=

72

100

=0.49W，故B的功率P_B=P-P_A=1.225W．
故本題的答案為：（1）答案見右圖；
（2）增大；
（3）1.20-1.25W

點評：本題考查了滑動變阻器、電流表的連接，并聯電路的功率的計算，根據圖象求解功率、電路圖的連接等問題．電路圖的連接容易出錯．