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

Question

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“10Ω  1A”、“20Ω  2A”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．

Answer 1

①根据表一数据可知：第三次测量中，电阻R=(U3)/(I3)=(3V)/(0.26A)≈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=(3V)/(0.22A)-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=(3V)/(0.22A)-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=(6V)/(0.22A)-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=(6V)/(0.22A)-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不较大，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′=(6V)/(0.14A)-20Ω≈22.9Ω；
表二中第二次测量结果是：R₂′=(U2′)/(I2′)=(2.5V)/(0.24A)=-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