Question

譚同學想利用一塊電表【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，設計一個實驗，證明“當電阻兩端的電壓保持不變時，導體消耗的電能與導體的電阻成反比”．（家庭電路電壓保持恒定）請你幫助譚同學：
（1）寫出主要的實驗步驟；
（2）設計記錄實驗數據的表格；
（3）應如何處理分析實驗數據．

Answer 1

解：選用電能表的額定電壓為220V，標定電流為3A；3600r/（kW?h）
（1）實驗步驟
①關閉家中所有用電器，將電阻為R₁的燈L₁接入家庭電路中；
閉合開關，記下時間t內電能表的轉數n₁，將R₁、n₁記入表格中．
②斷開開關，用電阻為R₂的燈L₂替換燈L₁，閉合開關，在相同時間t內記下電能表的轉數n₂，將R₂、n₂記入表格中．
③斷開開關，用電阻為R₃的燈L₃替換燈L₂，閉合開關，在相同時間t內記下電能表的轉數n₃，將R₃、n₃記入表格中．
（2）實驗數據記錄表格：電流做功與電阻關系的實驗記錄表格：

R/Ω
n/轉

（3）根據實驗數據，看燈泡阻值與電能表轉過的圈數間有什么關系，從而得出結論．
分析：（1）當只有一盞白熾燈工作時，記下工作的時間和電能表轉過的圈數；再換用別的燈泡分別記下時間和圈數；
最后比較消耗的電能和燈泡電阻的大小關系；
（2）表格設計兩項，分別為燈泡電阻、電能表的圈數．
（3）讓三盞燈工作時間相等，電能表轉過的圈數反應了燈泡消耗電能的多少，比較三盞燈工作時，在相等時間內電能表轉過的圈數之比就是燈泡消耗的電能之比．
點評：本題考查利用電能表和秒表來證明：“當電阻兩端的電壓及通電時間保持不變時，電流做功與電阻阻值成反比”這一規律；要記住關鍵的一點就是燈泡工作時別的用電器都需要關閉，同時要保證燈的工作時間應相等．