题目

小红、小华两位同学做“用电流表、电压表测电阻”和“测定小灯泡的电功率”的实验。现有如下器材：电压为3伏、6伏的电源各一个，标有“10Ω1A”、“20Ω2A”字样的滑动变阻器各一个，标有“2.5V”字样的小灯泡，待测电阻及其它所需器材。他们各自选择不同电源、不同变阻器后，正确连接电路，实验步骤正确，闭合电键后，将电流表的示数记录在各自表格的序号1中。接着各自移动变阻器的滑片，两位同学发现电流表示数都为0.24安时，其中一位同学所做实验的小灯泡恰好正常发光。他们继续完成实验，并记录了相应的实验数据。表一、表二分别是他们的部分数据，其中一位同学将变阻器滑片移动到阻值最小处时记录了实验序号3的数据。 表一小红 物理量 实验序号 电压U （伏） 电流I （安） 1 0.22 2 0.24 3 3.0 0.26 表二小华 物理量 实验序号 电压U （伏） 电流I （安） 1 0.14 2 2.5 0.24 3 0.28 ①实验“测定小灯泡的电功率”是哪位同学所做？求出小灯泡的额定功率。 ②小红同学实验时所选电源电压为多少伏？简述理由。 ③请将表一、表二填写完整。 答案：解：①根据表一数据可知：第三次测量中，电阻R＝ U3I3 ＝ 3V0.26A ≈10.7Ω； 由于电源电压为3V和6V，滑动变阻器是“10Ω  1A”和“20Ω  2A”的， 则当小红若是使用电源电压为3V，滑动变阻器是“10Ω  1A”，刚闭合开关时根据串联电路的特点和欧姆定律可知：电阻为R＝ 3V0.22A ﹣10Ω≈3.6Ω； 若是使用电源电压为3V，滑动变阻器是“20Ω  2A”，刚闭合开关时根据串联电路的特点和欧姆定律可知：电阻为R＝ 3V0.22A ﹣20Ω≈﹣6.4Ω； 当小红若是使用电源电压为6V，滑动变阻器是“10Ω  1A”，刚闭合开关时根据串联电路的特点和欧姆定律可知：电阻为R＝ 6V0.22A ﹣10Ω≈17.3Ω； 若是使用电源电压为6V，滑动变阻器是“20Ω  2A”，刚闭合开关时根据串联电路的特点和欧姆定律可知：电阻为R＝ 6V0.22A ﹣20Ω≈7.3Ω； 由此可知：小红的实验中用电器的电阻值，与最后一次的电阻值都相差比较大，所以，小红做的实验是“测定小灯泡的电功率”； 所以，电流表示数为0.24A时，小灯泡恰好正常发光；则P额＝U额I额＝2.5V×0.24A＝0.6W； ②由上分析可知：小红使用器材不是：3V的电源“20Ω  2A”的滑动变阻器； 是由于灯泡的电阻随温度的升高而变大，所以刚闭合开关时灯泡的电阻是比较小的；则小红使用器材不是：6V的电源和“10Ω  1A”的滑动变阻器； 则使用器材是：6V的电源和“20Ω  2A”或3V的电源和“10Ω  1A”的滑动变阻器； 若小红使用器材是：3V的电源和“10Ω  1A”的滑动变阻器；则小华使用器材是：6V的电源和“20Ω  2A”的滑动变阻器； 则小华刚闭合开关时待测电阻的阻值应为R′＝ 6V0.14A ﹣20Ω≈22.9Ω； 表二中第二次测量结果是：R2′＝ U2′I2′ ＝ 2.5V0.24A ＝﹣20Ω≈10.4Ω； 由于小华的实验是“用电流表、电压表测电阻”，则电阻值是相同的，由于R′远大于R2′，所以，小华使用器材不是：6V的电源“20Ω  2A”的滑动变阻器； 故小华使用器材是：3V的电源和“10Ω  1A”的滑动变阻器；小红使用器材是：6V的电源“20Ω  2A”的滑动变阻器； ③根据串联电路的特点和欧姆定律可知： 表一： 第一次：U1＝U﹣I1R滑2＝6V﹣0.22×20Ω＝1.6V； 第二次：是灯泡正常工作；U2＝U额＝2.5V； 表二： 第一次：U1′＝U′﹣I1′R滑1＝3V﹣0.14×10Ω＝1.6V； 第三次：由于其中一位同学将变阻器滑片移动到阻值最小处时，此时电压表示数为电源电压，而小红的实验中虽然第三次的电压表示数为3V，但不是电源电压，所以，将变阻器滑片移动到阻值最小处的是小华同学，故表二中的第三次测量中电压表示数是3V。 答：①实验“测定小灯泡的电功率”是小红做的；小灯泡的额定功率为0.6W； ②小红选用的电源电压U电＝6V； 原因是：小华使用器材若是6V的电源和“20Ω  2A”的滑动变阻器；测量的电阻值相差太大； ③录了实验序号3的数据。 表一 小红 物理量 实验序号 电压U （伏） 电流I （安） 1 1.6 0.22 2 2.5 0.24 3 3.0 0.26 表二 小华 物理量 实验序号 电压U （伏） 电流I （安） 1 1.6 0.14 2 2.5 0.24 3 3 0.28

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