Question

15．某同學手頭有一個額定電壓是6V、正常工作電流約為0.5A的小燈泡，他想研究：通過小燈泡的電流和小燈泡兩端的電壓的關(guān)系．實驗室給他提供的器材如下：電流表（0～0.6A～3A），電壓表（0～3V～15V），三個規(guī)格分別為“10Ω 2A”、“20Ω 2A”、“200Ω 1.5A”的滑動變阻器，電壓為9V的電源，開關(guān)和若干導線．
（1）請你用筆畫線代替導線，幫他把電路圖連接完整，要求滑片向右移時，小燈泡變暗．
（2）實驗過程中，該同學邊調(diào)節(jié)滑動變阻器，邊觀察電壓表和電流表的示數(shù)，實驗記錄的數(shù)據(jù)如表所示．分析實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，通過小燈泡的電流與燈泡兩端的電壓不成正比，這是因為燈絲電阻隨溫度升高而增大．

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5	6
電壓表示數(shù)/V	1	2	3	4	5	6
電流表示數(shù)/A	0.19	0.28	0.36	0.42	0.47	0.52

（3）根據(jù)這個電路，還可以測定小燈泡的電功率，該燈泡的額定功率為3.12W．通過分析你認為該同學選用了規(guī)格為200Ω 1.5A的滑動變阻器．
（4）若將小燈泡換成螺線管，則當滑片向左移動時，它能夠吸起的大頭針的數(shù)量將增多．

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，若要使滑片右移時，小燈泡變暗，則應使滑片右移時，滑動變阻器接入電阻增大，則可知滑動變阻器的接法；
（2）金屬導體的阻值與溫度有關(guān)，溫度越高，則金屬導體的電阻增大，則可知出現(xiàn)題目中現(xiàn)象的原因；
（3）由題意知燈泡的額定電壓為6V，則由表中數(shù)據(jù)得出燈泡兩端的電壓為6V時的電流，則由功率公式可求得燈泡的額定電壓；當電壓表示數(shù)最小時，滑動變阻器兩端的電壓最大，則滑動變阻器接入電阻最大，由最大接入電阻可知滑動變阻器的規(guī)格；
（4）螺線管的磁性與通電電流有關(guān)，電流越大，則磁性越強，則由滑片的移動可知滑動變阻器接入電阻的變化，則可知電流的變化．

解答 解：（1）滑片右移時，小燈泡變暗，說明滑動變阻器接入電阻增大，則滑動變阻器應接下方的A接線柱；因電源電壓為9V，則電壓表應采用0～15V量程；注意電流應由正接線柱流入，答案如圖所示：

（2）因金屬導體的電阻隨溫度的升高而增大，隨電壓的增大，燈絲電阻上的溫度升高，故燈絲電阻增大；即：燈絲電阻隨溫度升高而增大．
（3）燈泡的額定電壓為6V，由圖可知當電壓為6V時，電路中電流為6.2A，
則燈泡的額定功率P=UI=6V×0.52A=3.12W；
當燈泡兩端電壓為1V時，由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可得，滑動變阻器兩端的電壓U′=9V-1V=8V；
則由歐姆定律可得：滑動變阻器的接入電阻R′=$\frac{U′}{I′}$=$\frac{8V}{0.19A}$=42.1Ω； 故只能選用“200Ω1.5A”的滑動變阻器；
（4）螺線管的磁性與電流有關(guān)，電流越大，螺線管的磁性越強，當滑片左移時，電路中電流增大，則吸引大頭針的數(shù)目增多；
故答案為：（1）答案如上圖；
（2）燈絲電阻隨溫度升高而增大；
（3）3.12； 200Ω 1.5A；
（4）增多．

點評 本題考查歐姆定律、實物圖的連接、串聯(lián)電路的電壓規(guī)律等，考查的知識點較多，在做題時要認真審題，靈活應用所學物理知識求解．