Question

在课外活动中，老师给出了下列器材：电源（电压为6V）、一个定值电阻（9Ω）、一个滑动变阻器（最大阻值是30Ω）、电压表、电流表、开关、和导线若干．活动中小明同学设计的电路如图甲所示，在正确的连线和调节滑片，小明测出的数据如下表一所示．

表一

实验次数	1	2	3	4	5	6	7	8
电压表示数（V）	4.5	4.0	3.5	3.0	2.5	2.0	1.5	1.0
电流表示数（A）	0.17	0.22	0.28	0.34	0.39	0.44	0.50	0.56
功率（W）	0.77	0.88	0.98	1.02	0.98	0.88	0.75	0.56

（1）现在请你用笔画线代替导线将图乙中的器材按照图甲所示的电路进行正确的连接（已经连接的导线不能改动）．
（2）数据记录表格一中的“功率”是那个器材的功率？答：______．“功率”的变化情况是______．
（3）小明通过分析数据提出了一个猜想：“在电源电压不变的情况下，图中的定值电阻和滑动变阻器的阻值相等时，滑动变阻器的功率最大”．为了验证猜想是否正确，小明用一个阻值为10Ω的电阻把原电路中的定值电阻换下，进行了一次验证，数据记录如下表二，
表二：

实验次数	1	2	3	4
电压表示数（V）	4.5	4.0	3.5	3.0
电流表示数（A）	0.15	0.20	0.25	0.30
变阻器电阻（Ω）	30.0	20.0	14.0	10.0
变阻器功率（W）	0.68	0.80	0.86	0.90

你认为小明这次验证实验能否验证其猜想？答：______（选填“能”或“不能”）；理由是：______．
（4）现实验室有三个定值电阻，阻值分别是20Ω，30Ω，40Ω．为了继续验证小明的猜想，应选择的电阻是______Ω，理由是：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器按一上一下的原则串联；电压表与滑动变阻器并联，注意正负接线柱的连接；
（2）根据P=UI，结合电压表和电流表的示数确定表格中功率表示的电路元件，再根据表格得出功率的变化情况；
（3）看结论是否正确，就看一下定值电阻和滑动变阻器的阻值相等时，比较一下定值电阻消耗的电功率和滑动变阻器消耗的电功率，是不是滑动变阻器的功率最大即可．
（4）为了保证定值电阻和滑动变阻器的阻值相等，在选择时滑动变阻器的最大阻值应大于定值电阻R的阻值．
解答：解：（1）定值电阻与滑动变阻器按一上一下的原则串联；电压表与滑动变阻器并联，电流从正接线柱流入负接线柱流出；如图所示：

（2）定值电阻R与滑动变阻器串联，电流表测量的是整个电路中的电流，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，由公式P=UI可知，电功率是滑动变阻器的电功率；电流表的示数变大，说明电路中的总电阻变小，故滑动变阻器的电阻变小，而滑动变阻器的功率先变大后变小．
（3）不能．为了验证定值电阻和滑动变阻器的阻值相等时，滑动变阻器的功率最大，应该保持定值电阻和滑动变阻器的阻值相同，同为10Ω，而滑动变阻器的阻值一直在变化，滑动变阻器的功率一直变大．
（4）为了保证定值电阻和滑动变阻器的阻值相等，在选择时滑动变阻器的最大阻值应大于定值电阻R的阻值，因此选择20Ω的定值电阻．
故答案为：（1）如图所示；（2）滑动变阻器；先变大后变小；（3）不能；滑动变阻器的功率没有变小；
（4）20；定值电阻的阻值就小于滑动变阻器的阻值．
点评：本题考查了电压表和滑动变阻器的正确连接，电功率公式的应用；侧重考查了学生的实验分析能力，是一道较难的习题．