Question

【題目】小紅、小華兩位同學(xué)做“用電流表、電壓表測電阻”和“測定小燈泡的電功率”的實驗�，F(xiàn)有如下器材：電壓為3伏、6伏的電源各一個，標(biāo)有“10Ω 1A”、“20Ω 2A”字樣的滑動變阻器各一個，標(biāo)有“2.5V” 字樣的小燈泡，待測電阻及其它所需器材。他們各自選擇不同電源、不同變阻器后，正確連接電路，實驗步驟正確，閉合電鍵后，將電流表的示數(shù)記錄在各自表格的序號1中。接著各自移動變阻器的滑片，兩位同學(xué)發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)都為0.24安時，其中一位同學(xué)所做實驗的小燈泡恰好正常發(fā)光。他們繼續(xù)完成實驗， 并記錄了相應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)。表一、表二分別是他們的部分?jǐn)?shù)據(jù)，其中一位同學(xué)將變阻器滑片移動到阻值最小處時記錄了實驗序號3的數(shù)據(jù)。

表一 小紅

實驗序號	電壓U（伏）	電流I（安）
1		0.22
2		0.24
3	3.0	0.26

表二 小華

實驗序號	電壓U（伏）	電流I（安）
1		0.14
2	2.5	0.24
3		0.28

(1)實驗“測定小燈泡的電功率”是哪位同學(xué)所做_____？求出小燈泡的額定功率。_____

(2)小紅同學(xué)實驗時所選電源電壓為多少伏？簡述理由。_____

(3)請將表一、表二填寫完整。_____

Answer 1

【答案】小紅 0.6瓦 6伏 1.6；2.5；1.6；3.0

【解析】

根據(jù)“用電流表、電壓表測電阻”實驗中的電阻是定值，“測定小燈泡的電功率”實驗中的電阻是變化的，根據(jù)表格一剛閉合開關(guān)時電路中電流的數(shù)據(jù)判斷電阻值的變化特點即可得出額定功率；根據(jù)電源與變阻器組合使用時測量的電阻不同利用假設(shè)法判斷電源電壓；根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律分別求出表一、表二中的電壓表示數(shù)。根據(jù)一位同學(xué)將變阻器滑片移動到阻值最小處時電壓表示數(shù)是電源電壓，判斷得出表二中的第三次測量中電壓表示數(shù)。

(1)[1][2] 根據(jù)表一數(shù)據(jù)可知：第三次測量中，電阻為：

由于電源電壓為3V和6V，滑動變阻器是“10Ω 1A”和“20Ω 2A”的，則當(dāng)小紅若是使用電源電壓為3V，滑動變阻器是“10Ω 1A”，剛閉合開關(guān)時根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律可知電阻為：

若是使用電源電壓為3V，滑動變阻器是“20Ω 2A”，剛閉合開關(guān)時根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律可知電阻為：

當(dāng)小紅若是使用電源電壓為6V，滑動變阻器是“10Ω 1A”，剛閉合開關(guān)時根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律可知電阻為：

若是使用電源電壓為6V，滑動變阻器是“20Ω 2A”，剛閉合開關(guān)時根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律可知電阻為：

由此可知：小紅的實驗中用電器的電阻值，與最后一次的電阻值都相差比較大，所以，小紅做的實驗是“測定小燈泡的電功率”；所以，電流表示數(shù)為0.24A時，小燈泡恰好正常發(fā)光；則：

(2) 由上分析可知：小紅使用器材不是3V的電源“20Ω 2A”的滑動變阻器；由于燈泡的電阻隨溫度的升高而變大，所以剛閉合開關(guān)時燈泡的電阻是比較小的，則小紅使用器材不是6V的電源和“10Ω 1A”的滑動變阻器，而是6V的電源和“20Ω 2A”或3V的電源和“10Ω 1A”的滑動變阻器；若小紅使用器材是3V的電源和“10Ω 1A”的滑動變阻器，則小華使用器材是6V的電源和“20Ω 2A”的滑動變阻器，則小華剛閉合開關(guān)時待測電阻的阻值應(yīng)為:

表二中第二次測量結(jié)果是：

由于小華的實驗是“用電流表、電壓表測電阻”，則電阻值是相同的，由于遠(yuǎn)大于，所以，小華使用器材不是6V的電源“20Ω 2A”的滑動變阻器。故小華使用器材是3V的電源和“10Ω 1A”的滑動變阻器，所以小紅使用器材是6V的電源“20Ω 2A”的滑動變阻器；

(3)根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律可知：

表一：第一次：

第二次：是燈泡正常工作：

表二：第一次：

第三次：由于其中一位同學(xué)將變阻器滑片移動到阻值最小處時，此時電壓表示數(shù)為電源電壓，而小紅的實驗中雖然第三次的電壓表示數(shù)為3V，但不是電源電壓，所以，將變阻器滑片移動到阻值最小處的是小華同學(xué)，故表二中的第三次測量中電壓表示數(shù)是3V。數(shù)據(jù)填表如下：

表一 小紅

實驗序號	電壓U（伏）	電流I（安）
1	1.6	0.22
2	2.5	0.24
3	3.0	0.26

表二 小華

實驗序號	電壓U（伏）	電流I（安）
1	1.6	0.14
2	2.5	0.24
3	3.0	0.28