Question

15．某同学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”、“200Ω 1.5A”的滑动变阻器，电压为9V的电源，开关和若干导线．
（1）请你用笔画线代替导线，帮他把电路图连接完整，要求滑片向右移时，小灯泡变暗．
（2）实验过程中，该同学边调节滑动变阻器，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，这是因为灯丝电阻随温度升高而增大．

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

（3）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．通过分析你认为该同学选用了规格为200Ω 1.5A的滑动变阻器．
（4）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）由电路图可知灯泡与滑动变阻器串联，若要使滑片右移时，小灯泡变暗，则应使滑片右移时，滑动变阻器接入电阻增大，则可知滑动变阻器的接法；
（2）金属导体的阻值与温度有关，温度越高，则金属导体的电阻增大，则可知出现题目中现象的原因；
（3）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；
（4）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）滑片右移时，小灯泡变暗，说明滑动变阻器接入电阻增大，则滑动变阻器应接下方的A接线柱；因电源电压为9V，则电压表应采用0～15V量程；注意电流应由正接线柱流入，答案如图所示：

（2）因金属导体的电阻随温度的升高而增大，随电压的增大，灯丝电阻上的温度升高，故灯丝电阻增大；即：灯丝电阻随温度升高而增大．
（3）灯泡的额定电压为6V，由图可知当电压为6V时，电路中电流为6.2A，
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；
（4）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）答案如上图；
（2）灯丝电阻随温度升高而增大；
（3）3.12； 200Ω 1.5A；
（4）增多．

点评 本题考查欧姆定律、实物图的连接、串联电路的电压规律等，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．