Question

使用理想電壓表、電流表、滑動變阻器、直流電源等儀器，研究一只小燈泡完整的伏-安特性，測得I-U圖象如圖所示．已知滑動變阻器滑動片的有效移動長度為30cm，變阻器的最大阻值為22.5Ω，電源電動勢為6V，內阻不計．

（1）在如圖的虛線框內，不改變滑動變阻器和電源的位置，補上伏特表、安培表、燈泡，畫出完整的電路圖．要求滑動變阻器的滑動片向左滑動時，燈泡的電壓增大．
（2）根據I-U圖象可知：從A到B的過程中燈泡的電阻逐漸______（選填“增大”、“減小”），改變的阻值為______Ω．
（3）在獲得A→B段圖線數據的過程中，滑動變阻器的滑動片向左移動了______cm的長度．

Answer 1

（1）滑動變阻器采用分壓接法，電流表采用外接法，滑片左移燈泡電壓變大，燈泡與滑動變阻器右半部分電阻絲并聯，電路圖如圖所示．

（2）由I-U圖象可知，從A到B的過程中，燈泡兩端電壓與電流之比增大，即燈泡的電阻逐漸增大；
應用歐姆定律可知，電阻的改變量：△R=R_B-R_A=

UB

IB

-

UA

IA

=

6V

0.3A

-

3V

0.2A

=5Ω．
（3）設滑片在A點時與燈泡并聯的滑動變阻器阻值為R，此時燈泡兩端電壓，即并聯電壓為U_并=3V，滑動變阻器左半段電壓為6V-3V=3V，通過燈泡的電流為I_L=0.2A，由串并聯電路特點及歐姆定律可得：（

3

R

+0.2）（22.5-R）=3，解得：R=15Ω；
與燈泡并聯的滑動變阻器電阻絲長度為：

15

22.5

×30=20cm，在獲得A→B段圖線數據的過程中，滑動變阻器的滑動片向左移動了30-20=10cm．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）增大；5；（3）10．