Question

6．小明手头有一个额定电压是6V、正常工作电流约为0.5A的小灯泡，他想研究：通过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压的关系．实验室给他提供的器材如下：
电流表（0～0.6A～3A），电压表（0～3V～15V），三个规格分别为“10Ω 2A”、“20Ω 2A”、“50Ω 1.5A”的滑动变阻器，电压为9V的电源，开关和若干导线．
（1）小明连接的实验电路图如图所示，实验过程中小明边调节滑动变阻器，边观察电压表和电流表的示数，实验记录的数据如表所示．分析实验数据发现，通过小灯泡的电流与灯泡两端的电压不成正比，这是因为灯丝的电阻与灯丝温度有关．

实验次数	1	2	3	4	5	6
电压表示数/V	1	2	3	4	5	6
电流表示数/A	0.19	0.28	0.36	0.42	0.47	0.52

（2）根据这个电路，还可以测定小灯泡的电功率，该灯泡的额定功率为3.12W．通过分析你认为小明选用了规格为“200Ω 1.5A”的滑动变阻器．
（3）若将小灯泡换成螺线管，则当滑片向左移动时，它能够吸起的大头针的数量将增多．

Answer 1

分析 （1）灯泡电阻随灯泡温度变化而变化，因此灯泡电阻不是定值，灯泡电压与电流不成正比．
（2）由题意知灯泡的额定电压为6V，则由表中数据得出灯泡两端的电压为6V时的电流，则由功率公式可求得灯泡的额定电压；当电压表示数最小时，滑动变阻器两端的电压最大，则滑动变阻器接入电阻最大，由最大接入电阻可知滑动变阻器的规格；
（3）螺线管的磁性与通电电流有关，电流越大，则磁性越强，则由滑片的移动可知滑动变阻器接入电阻的变化，则可知电流的变化．

解答 解：
（1）表中数据知，灯泡电压变化大于通过的电流变化，即电流与小灯泡两端的电压不成正比，因为灯丝的电阻与灯丝温度有关，灯丝温度变化，灯丝的电阻随着发生变化．
（2）灯泡的额定电压为6V，由表可知当电压为6V时，电路中电流为0.52A，
则灯泡的额定功率P=UI=6V×0.52A=3.12W；
当灯泡两端电压为1V时，由串联电路的电压规律可得，滑动变阻器两端的电压：U′=9V-1V=8V；
则由欧姆定律可得滑动变阻器的接入电阻：
R′=$\frac{U′}{I′}$=$\frac{8V}{0.19A}$=42.1Ω，故只能选用“200Ω1.5A”的滑动变阻器；
（3）螺线管的磁性与电流有关，电流越大，螺线管的磁性越强，当滑片左移时，电路中电流增大，则吸引大头针的数目增多．
故答案为：（1）灯丝的电阻与灯丝温度有关；（2）3.12；“200Ω  1.5A”；（3）增多．

点评 本题考查欧姆定律、串联电路特点以及螺线管磁性因素的理解等，考查的知识点较多，在做题时要认真审题，灵活应用所学物理知识求解．