Question

在課外活動中，老師給出了下列器材：電源（電壓為6V）、一個定值電阻（9Ω）、一個滑動變阻器（最大阻值是30Ω）、電壓表、電流表、開關、和導線若干．活動中小明同學設計的電路如圖甲所示，在正確的連線和調節滑片，小明測出的數據如下表一所示．　

表一

實驗次數	1	2	3	4	5	6	7	8
電壓表示數（V）	4.5	4.0	3.5	3.0	2.5	2.0	1.5	1.0
電流表示數（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）現在請你用筆畫線代替導線將圖乙中的器材按照圖甲所示的電路進行正確的連接（已經連接的導線不能改動）．
（2）數據記錄表格一中的“功率”是那個器材的功率？答：________．“功率”的變化情況是________．
（3）小明通過分析數據提出了一個猜想：“在電源電壓不變的情況下，圖中的定值電阻和滑動變阻器的阻值相等時，滑動變阻器的功率最大”．為了驗證猜想是否正確，小明用一個阻值為10Ω的電阻把原電路中的定值電阻換下，進行了一次驗證，數據記錄如下表二，
表二：

實驗次數	1	2	3	4
電壓表示數（V）	4.5	4.0	3.5	3.0
電流表示數（A）	0.15	0.20	0.25	0.30
變阻器電阻（Ω）	30.0	20.0	14.0	10.0
變阻器功率（W）	0.68	0.80	0.86	0.90

你認為小明這次驗證實驗能否驗證其猜想？答：________（選填“能”或“不能”）；理由是：________．
（4）現實驗室有三個定值電阻，阻值分別是20Ω，30Ω，40Ω．為了繼續驗證小明的猜想，應選擇的電阻是________Ω，理由是：________．

Answer 1

解：（1）定值電阻與滑動變阻器按一上一下的原則串聯；電壓表與滑動變阻器并聯，電流從正接線柱流入負接線柱流出；如圖所示：

（2）定值電阻R與滑動變阻器串聯，電流表測量的是整個電路中的電流，電壓表測量的是滑動變阻器兩端的電壓，由公式P=UI可知，電功率是滑動變阻器的電功率；電流表的示數變大，說明電路中的總電阻變小，故滑動變阻器的電阻變小，而滑動變阻器的功率先變大后變小．
（3）不能．為了驗證定值電阻和滑動變阻器的阻值相等時，滑動變阻器的功率最大，應該保持定值電阻和滑動變阻器的阻值相同，同為10Ω，而滑動變阻器的阻值一直在變化，滑動變阻器的功率一直變大．
（4）為了保證定值電阻和滑動變阻器的阻值相等，在選擇時滑動變阻器的最大阻值應大于定值電阻R的阻值，因此選擇20Ω的定值電阻．
故答案為：（1）如圖所示；（2）滑動變阻器；先變大后變小；（3）不能；滑動變阻器的功率沒有變小；
（4）20；定值電阻的阻值就小于滑動變阻器的阻值．
分析：（1）由電路圖可知，定值電阻與滑動變阻器按一上一下的原則串聯；電壓表與滑動變阻器并聯，注意正負接線柱的連接；
（2）根據P=UI，結合電壓表和電流表的示數確定表格中功率表示的電路元件，再根據表格得出功率的變化情況；
（3）看結論是否正確，就看一下定值電阻和滑動變阻器的阻值相等時，比較一下定值電阻消耗的電功率和滑動變阻器消耗的電功率，是不是滑動變阻器的功率最大即可．
（4）為了保證定值電阻和滑動變阻器的阻值相等，在選擇時滑動變阻器的最大阻值應大于定值電阻R的阻值．
點評：本題考查了電壓表和滑動變阻器的正確連接，電功率公式的應用；側重考查了學生的實驗分析能力，是一道較難的習題．