Question

（2011?如皋市一模）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，一定值电阻，三个规格分别为“5Ω，1A”、“30Ω，1A”和“35Ω，0.5A”的滑动变阻器，导线若干，电源（电压为6V）．

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
功率/W	0.77	0.88	0.98	1.02	0.98	0.88	0.76

实验中小明设计的电路如上图所示，在正确的连接和调节滑片后，他测出的数据如上表：
（1）通过分析表中的数据，你认为小明选择的规格是

“30Ω，1A”

的滑动变阻器．
（2）根据题意，正确完成剩余部分连线，并使滑片向右移动时电流变小．
（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

该滑动变阻器消耗的功率先随它接入电路电阻的减小是先增大，后减小

．
（4）以其中一组数据为例，算出定值电阻的阻值为

9

Ω．（结果取整数）
（5）小李正确连接电路，闭合开关后发现电流表指针不转，电压表示数接近6V，电路的故障是

滑动变阻器断路

．

Answer 1

分析：（1）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．
（2）滑动变阻器与电阻串联，电压表与滑动变阻器并联，滑片向右移动时电流变小，说明电路中电组变大，又滑动变阻器上接线柱一定，故只能选择左下角接线柱；
（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）根据串联电路电压的规律，用电源电压减去滑动变阻器两端电压就是定值电阻两端电压，又知电流，利用R=

U

I

计算定值电阻；
（5）电流表指针不转、电压表示数为电源电压，说明电路有断路，但电压表与电源连接的电路没断．

解答：解：（1）滑动变阻器与定值电阻串联，第7次实验时电流为0.51A，故“35Ω，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“5Ω，1A”的滑动变阻器不能使用，
所以只有规格为“30Ω，1A”的滑动变阻器可以使用；
（2）根据电路图，滑动变阻器与电阻串联，电压表与滑动变阻器并联，滑片向右移动时电流变小，滑动变阻器只能选择左下角接线柱，电压表的示数超过了3V，故选择0～15V量程，如下图；
 
（3）（2）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：该滑动变阻器消耗的功率先随它接入电路电阻的减小是先增大，后减小（或该滑动变阻器消耗的功率先随它接入电路电阻的增大而增大，后随它接入电路电阻的增大而减小）．
（4）取第一组数据，定值电阻两端电压为：U_R=U-U_P=6V-4.5V=1.5V，电流I=0.17A，
阻值为：R=

UR

I

=

1.5V

0.17A

≈9Ω；
（5）电流表指针不转、电压表示数为电源电压，说明电路有断路，但电压表与电源连接的电路没有问题，所以说明滑动变阻器断路．
故答案为； （1）“30Ω  1A”；（2）如上图； （3）该滑动变阻器消耗的功率先随它接入电路电阻的减小是先增大，后减小；（4）9；（5）滑动变阻器断路．

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．