Question

譚同學(xué)想利用一塊電表【220V、3A、3600r/（KW?h）】，一只秒表和三盞額定電壓均為220V的阻值已知但不相等的白熾燈，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，證明“當(dāng)電阻兩端的電壓保持不變時(shí)，導(dǎo)體消耗的電能與導(dǎo)體的電阻成反比”．（家庭電路電壓保持恒定）請(qǐng)你幫助譚同學(xué)：
（1）寫出主要的實(shí)驗(yàn)步驟；
（2）設(shè)計(jì)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格；
（3）應(yīng)如何處理分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

Answer 1

解：選用電能表的額定電壓為220V，標(biāo)定電流為3A；3600r/（kW?h）
（1）實(shí)驗(yàn)步驟
①關(guān)閉家中所有用電器，將電阻為R₁的燈L₁接入家庭電路中；
閉合開關(guān)，記下時(shí)間t內(nèi)電能表的轉(zhuǎn)數(shù)n₁，將R₁、n₁記入表格中．
②斷開開關(guān)，用電阻為R₂的燈L₂替換燈L₁，閉合開關(guān)，在相同時(shí)間t內(nèi)記下電能表的轉(zhuǎn)數(shù)n₂，將R₂、n₂記入表格中．
③斷開開關(guān)，用電阻為R₃的燈L₃替換燈L₂，閉合開關(guān)，在相同時(shí)間t內(nèi)記下電能表的轉(zhuǎn)數(shù)n₃，將R₃、n₃記入表格中．
（2）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格：電流做功與電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)記錄表格：

R/Ω
n/轉(zhuǎn)

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，看燈泡阻值與電能表轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)間有什么關(guān)系，從而得出結(jié)論．
分析：（1）當(dāng)只有一盞白熾燈工作時(shí)，記下工作的時(shí)間和電能表轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)；再換用別的燈泡分別記下時(shí)間和圈數(shù)；
最后比較消耗的電能和燈泡電阻的大小關(guān)系；
（2）表格設(shè)計(jì)兩項(xiàng)，分別為燈泡電阻、電能表的圈數(shù)．
（3）讓三盞燈工作時(shí)間相等，電能表轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)反應(yīng)了燈泡消耗電能的多少，比較三盞燈工作時(shí)，在相等時(shí)間內(nèi)電能表轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)之比就是燈泡消耗的電能之比．
點(diǎn)評(píng)：本題考查利用電能表和秒表來(lái)證明：“當(dāng)電阻兩端的電壓及通電時(shí)間保持不變時(shí)，電流做功與電阻阻值成反比”這一規(guī)律；要記住關(guān)鍵的一點(diǎn)就是燈泡工作時(shí)別的用電器都需要關(guān)閉，同時(shí)要保證燈的工作時(shí)間應(yīng)相等．