Question

甲、乙兩位同學分別做“測定小燈泡的電功率”和“用電流表、電壓表測電阻”的實驗，他們使用的電源電壓相同且不變，選用的滑動變阻器上都標有“20Ω  2A”字樣，甲同學所測小燈的額定電流為0.35安．兩位同學分別正確連接電路進行實驗．甲同學觀察到當小燈正常發(fā)光時，電壓表的示數(shù)如圖（a）所示，且變阻器的滑片恰好在中點上（即它接入電路的電阻為10歐），則甲同學所測小燈的額定功率P_額為______瓦，所使用的電源電壓U為______伏．當乙同學也將變阻器的滑片移到中點時，電壓表的示數(shù)如圖（b）所示為______伏，此時所測電阻的阻值為______歐（計算電阻時精確到0.1歐）．在實驗過程中，甲、乙兩位同學均分別記錄了三組不同的數(shù)據(jù)，他們這樣做的目的分別為______．

Answer 1

【答案】分析：（1）已知甲同學所測小燈的額定電流為0.35安．根據(jù)電壓表所選量程和其分度值，利用P=UI可求出甲同學所測小燈的額定功率．
（2）根據(jù)甲同學觀察到當小燈正常發(fā)光時，電壓表的示數(shù)如圖（a）所示可知燈泡兩端的電壓，由變阻器的滑片恰好在中點上（即它接入電路的電阻為10歐）利用U=IR可求出滑動變阻器兩端電壓，從而可知所使用的電源電壓；
（3）由求出的電源電壓數(shù)值可知電壓表所選量程，再根據(jù)其分度值和指針所指位置可讀出電壓表的示數(shù)；
（4）由題意可知乙同學使用電源電壓也為6V，則所測電阻兩端的電壓為6V-2.2V=3.8V，在根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律和電流規(guī)律，即可求出所測電阻的阻值；
（5）因為甲同學做“測定小燈泡的電功率”，乙同學作“用電流表、電壓表測電阻”的實驗，根據(jù)甲、乙兩位同學的實驗目的不同來分析解答．
解答：解：（1）甲同學所測小燈的額定電流為0.35A，由圖可知，電壓表所選量程為0～3V，其分度值為0.1V，則由指針位置可知此時電壓為2.5V，則甲同學所測小燈的額定功率P_額=U_額I_額=2.5V×0.35A=0.875W．
（2）滑動變阻器兩端電壓U_滑=IR_滑=0.35A×10Ω=3.5V，
則所使用的電源電壓U═U_額+U_滑=2.5V+3.5V=6V；
（3）由計算出的電源電壓為6V可知，乙同學使用的電壓表所選量程0～3V，其分度值為0.1V，則由指針位置可知此時電壓為2.2V，
（4）因為滑動變阻器和待測電阻是串聯(lián)的，所以待測電阻兩端的電壓為6V-2.2V=3.8V，
根據(jù)串聯(lián)電路中電流處處相等，可得=，即=，解得R_電阻=5.8Ω
（5）甲同學做“測定小燈泡的電功率”，所以記錄了三組不同的數(shù)據(jù)的目的是為了測得小燈泡在不同電壓下的電功率，而乙同學是“用電流表、電壓表測電阻”的實驗，所以多測幾次數(shù)據(jù)，是利用求平均值的方法來減小誤差．
故答案為：0.875；6；2.2；5.8；
甲同學為了測得小燈泡在不同電壓下的電功率；乙同學為了減小實驗誤差．
點評：電學實驗中實驗的原理、滑動變阻器的接法、實驗中的注意事項及數(shù)據(jù)的處理等一直為考查的重點，應多作練習．物理上要進行多次實驗，有的是多次實驗求平均值來減小誤差，有的是多次測量發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律．甲同學的多次測量是為了測得小燈泡在不同電壓下的電功率．