Question

在完成“测量小灯泡功率”的实验后，小明产生疑问：实验中滑动变阻器接入电路的阻值发生变化时，它消耗的电功率如何变化呢？为此，他找来了下列器材：电流表、电压表、开关各一个，一个额定电压是4.5V、正常工作电流约为0.5A的小灯泡，三个规格分别为“20Ω，1A”、“30Ω，0.5A”和“50Ω，1A”的滑动变阻器，导线若干，电源（电压为6V）．
实验中小明设计的电路如图所示，在正确的连接和调节滑片后，他测出的数据如下表：

实验次数	1	2	3	4	5	6	7
电压表示数/V	4.5	4.0	3.5	3.0	2.5	2.0	1.5
电流表示数/A	0.17	0.22	0.28	0.34	0.39	0.44	0.51
电阻/Ω	26.5	18.2	②	8.82	6.41	4.55	2.94
功率/W	0.77	①	0.98	1.02	0.98	0.88	0.76

（1）在表中的空格处填上适当的数据；
（2）通过分析表中的数据，你认为小明选择的是规格为

50Ω，1A

的滑动变阻器；
（3）分析表中的数据，写出该滑动变阻器消耗的功率随它接入电路的电阻变化而变化的情况是

滑动变阻器接入电路的电阻减小时，变阻器消耗的功率先增大，再减小

；
（4）利用现有的器材，还可以完成实验是：

测灯泡的电阻

（5）另一位同学建议用一个定值电阻换下电路中的灯泡再进行研究，他这样做的原因是：

灯泡灯丝的电阻受温度的影响而发生变化

．

Answer 1

分析：（1）①根据P=UI即可求出第二次实验中灯泡的功率；②根据欧姆定律的变形公式即可求出低三次实验中灯丝的电阻．
（2）判断滑动变阻器的使用规格，同时要考虑滑动变阻器的电阻和允许通过的最大电流．
（3）根据表格数据0.77W增大到1.02W，然后再从1.02W到0.76W分析滑动变阻器的电阻变大和变小时，电路总功率的变化．
（4）伏安法既可以测量小灯泡的功率又可以测量未知电阻的阻值．
（5）在其它条件相同时，导体的电阻还跟温度有关，灯丝电阻受温度的影响较大，所以滑动变阻器消耗的功率先随它接入电路电阻的变化难以分析得出正确的结论．
滑动变阻器与灯泡串联，灯泡正常工作电流约为0.5A，但第7次实验时电流为0.51A，故“30Ω，0.5A”的滑动变阻器不能使用，根据R=

U

I

滑动变阻器电阻值，然后即可以确定滑动变阻器电阻．

解答：解：（1）①第二次实验时，灯泡的功率：P=UI=4.0V×0.22A=0.88W；
②第三次实验时，灯丝的电阻：R=

U

I

=

3.5V

0.28A

=12.5Ω；
（2）滑动变阻器与灯泡串联，第7次实验时电流为0.51A，故“30Ω，0.5A”的滑动变阻器不能使用；
第1次实验数据是滑动变阻器两端的电压4.5V、电流为0.17A，由R'=

U′

I

=

4.5V

0.17A

≈26.5Ω，可知滑动变阻器电阻最大阻值大约为26.5Ω；故“20Ω，1A”的滑动变阻器不能使用，所以只有规格为“50Ω，1A”的滑动变阻器可以使用；
（3）由表中数据可知，随着滑片的移动，即接入电路电阻减小的过程中，功率从0.77W增大到1.02W，然后再从1.02W到0.76W得，所以归纳为：滑动变阻器接入电路的电阻减小时，变阻器消耗的功率先增大，再减小；
（4）伏安法既可以测量小灯泡的功率又可以测量未知电阻的阻值，因此上述实验器材还可以测量灯泡的电阻；
（5）因为在其它条件相同时，导体的电阻还跟温度有关，小灯泡的灯丝电阻受温度的影响较大，而定值电阻受温度影响较小，所以另一位同学建议用一个定值电阻换下电路中的灯泡再进行研究．
故答案为：（1）0.88；12.5；（2）50Ω，1A；（3）滑动变阻器接入电路的电阻减小时，变阻器消耗的功率先增大，再减小；（4）测灯泡的电阻；（5）灯泡灯丝的电阻受温度的影响而发生变化．

点评：根据题目数据选择合适的滑动变阻器，不但考虑滑动变阻器允许通过的电流，也要考虑滑动变阻器的电阻．电路电流不能超过滑动变阻器允许通过的最大电流，滑动变阻器最大电阻稍大于电路需要的电阻，这样，滑动变阻器既能满足电路要求，也能使电路准确获得需要的数据．