Question

在如图所示电路中，电源电压恒定不变．当滑动变阻器R′接入电路的电阻增大时，通过它的电流减小，而它两端的电压却增大，它消耗的电功率是增大还是减小呢？小明为了探究这一问题，找到了相关的各种器材．经过认真仔细的实验，他记录下在滑动变阻器R′的电阻不断增大时的各组实验数据，
并计算出了相应的电功率，如表：

实验序号	1	2	3
电流I/A	0.5	0.4	0.3
电压U/V	0.5	1.0	1.5
电功率P/W	0.25	0.40	0.45

分析上表数据，小明得出这样的结论：当滑动变阻器接入电路的电阻增大时，它消耗的电功率随之亦增大．
（1）就这一问题的研究，小明的不足之处是

 

，改进方法有

 

．
（2）若图中滑动变阻器R′的最大阻值比电阻R大很多．小明得出的结论是否正确？为什么？

Answer 1

分析：（1）根据表格中数据，结合R=

U

I

计算出各次的电阻，分析滑动变阻器电阻的变化情况，得出结论；
在实验中，滑动变阻器应增大变化范围，多做几次实验，才能看出电功率与其电阻的关系；
（2）根据串联电路中的电阻关系结合欧姆定律进行分析，其中I=

U

R+R′

．

解答：解：（1）由表格中数据知，R₁=

U1

I1

=

0.5V

0.5A

=1Ω，R₂=

U2

I2

=

1V

0.4A

=2.5Ω，R₃=

U3

I3

=

1.5V

0.3A

=5Ω；
滑动变阻器的阻值范围很小，应改变滑动变阻器的阻值，多测几组数据；
（2）根据I=

U

R+R′

，变阻器R'的功率为P=I2R′=

U2R′

(R+R′)2

．
当R'远大于R时，P=

U2R′

(R+R′)2

=

U2

R′

，可知，R′越大变阻器消耗的功率越小．
所以小明的结论不正确．
故答案为：（1）实验数据太小；改变滑动变阻器的阻值，多测几组数据；（2）不正确；因为I=

U

R+R′

，变阻器R′的功率为P=I2R′=

U2R′

(R+R′)2

，当R′远大于R时，P=

U2R′

(R+R′)2

=

U2

R′

，可知，R′越大，变阻器消耗的功率越小．

点评：此题是探究串联电路中，滑动变阻器消耗的功率与其阻值的关系，在实验过程中，应使滑动变阻器阻值变化范围大一些，可将过程分为小于R时、大于R时及等于R时进行分析．