Question

【題目】小紅、小華兩位同學做“用電流表、電壓表測電阻”和“測定小燈泡的電功率”的實驗。現有如下器材：電壓為3伏、6伏的電源各一個，標有“10Ω 1A”、“20Ω 2A”字樣的滑動變阻器各一個，標有“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，兩位同學發現電流表示數都為0.24安時，其中一位同學所做實驗的小燈泡恰好正常發光。他們繼續完成實驗， 并記錄了相應的實驗數據。表一、表二分別是他們的部分數據，其中一位同學將變阻器滑片移動到阻值最小處時記錄了實驗序號3的數據。

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”是哪位同學所做_____？求出小燈泡的額定功率。_____

(2)小紅同學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“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，根據表格一剛閉合開關時電路中電流的數據判斷電阻值的變化特點即可得出額定功率；根據電源與變阻器組合使用時測量的電阻不同利用假設法判斷電源電壓；根據串聯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。根據一位同學將變阻器滑片移動到阻值最小處時電壓表示數是電源電壓，判斷得出表二中的第三次測量中電壓表示數。

(1)[1][2] 根據表一數據可知：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”，剛閉合開關時根據串聯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”，剛閉合開關時根據串聯電路的特點和歐姆定律可知電阻為：

當小紅若是使用電源電壓為6V，滑動變阻器是“10Ω 1A”，剛閉合開關時根據串聯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”，剛閉合開關時根據串聯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，電流表示數為0.24A時，小燈泡恰好正常發光；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，則小華剛閉合開關時待測電阻的阻值應為:

表二中第二次測量結果是：

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)根據串聯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：由于其中一位同學將變阻器滑片移動到阻值最小處時，此時電壓表示數為電源電壓，而小紅的實驗中雖然第三次的電壓表示數為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，故表二中的第三次測量中電壓表示數是3V。數據填表如下：

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