Question

小明在使用自家吊扇時發現，當調速器打在1檔時電風扇轉得最快，調速器不發熱．當調速器打在2、3、4、5檔時電風扇轉速逐漸變慢，調速器發熱．但是在相同的時間內，調速器發熱情況，不是檔位越高時發熱越多；也不是檔位越低時發熱越多．而是3、4檔比2、5檔發熱量要多．
小明和同學小紅有以下猜想：
1．兩人都認為，電風扇的調速器相當于一個變阻器，它與電風扇串聯．通過調節調速器，可以改變調速器的電阻，從而改變電流，起到調速的作用．
2．小明認為，電熱與電阻成正比，所以調速器電阻調得越大，發熱功率越大．他認為調速器調到3、4檔時電阻大．小紅則認為，電熱與電流的平方成正比，所以調速器電阻調得越大，電流越小，發熱功率越�。�因此她認為調速器調到2、5檔的電阻大．
為了驗證上述猜想，他們找來了以下材料：小燈泡（4V 2W）、定值電阻（8Ω）、開關、滑動變阻器（1A 20Ω）各一只．電流表和電壓表各一只．蓄電池（6V）、導線若干．
（1）為了驗證猜想1，小明建議用小燈泡代替電風扇，用滑動變阻器代替調速器；小紅建議用定值電阻代替電風扇，用滑動變阻器代替調速器．你認為誰的方法好？說說你的理由．
（2）為了驗證猜想2，他們決定用定值電阻（代替電風扇）和滑動變阻器（代替調速器）串聯．請你幫他們在方框內設計一個電路圖．正確連線后，實驗得到下表數據，請你幫他們將未處理完的數據補充完整．

（3）分析上表數據，第一、二、三、四次分別相當于調速器的2、3、4、5檔位，由此可知，猜想2中小明和小紅的說法都是

 

的（選填“正確”或“錯誤”）．分析數據可知：隨著滑動變阻器阻值的增大，變阻器的發熱功率的變化是

 

．

變阻器的	U/V	I/A	變阻器阻值R/Ω	變阻器功率P/W
第一次	2	0.5	4	1
第二次	2.8	0.4	7
第三次	3.6	0.3		1.08
第四次	4	0.25	16	1

Answer 1

分析：（1）從定值電阻、燈絲電阻、電風扇電阻受溫度變化來考慮．
（2）猜想2是探究調速器發熱功率與電阻、電流的關系，調速器控制電風扇與電風扇串聯，電流表串聯在電路中，測量電流，電壓表并聯在調速器兩端測調速器電壓，求調速器的電阻．
實驗時，滑動變阻器代替調速器，定值電阻代替電風扇，開關串聯在電路中控制電路．
知道電壓和電流，根據P=UI求功率，根據R=

U

I

求電阻．
（3）從數據分析，電流越小時，電阻變大時，從功率大小的變化判斷小明和小紅的說法．

解答：解：（1）電風扇內部線圈是銅線繞成的，銅絲電阻受溫度影響很小，
定值電阻阻值受溫度影響較小，
燈絲電阻受溫度影響較大，
所以用定值電阻代替電風扇，所以小明的方法好．
（2）定值電阻代替電風扇，滑動變阻器代替調速器，
要探究滑動變阻器的功率跟電流、電阻的關系，電壓表并聯在滑動變阻器兩端測電壓，電流表串聯在電路中測電流，開關控制電路串聯在電路中．如圖：

P=U'I'=2.8V×0.4A=1.12W，
R═

U

I

=

3.6V

0.3A

=12Ω．
（3）滑動變阻器電流減小時，功率先增大后減小，小紅說法錯誤，
滑動變阻器電阻增大時，功率先增大后減小，小明說法錯誤．
故答案為：（1）小明的方法好，定值電阻和電風扇的電阻受溫度影響比較�。�
（2）電路圖如上圖；

變阻器的	U/V	I/A	變阻器阻值R/Ω	變阻器功率P/W
第一次	2	0.5	4	1
第二次	2.8	0.4	7	1.12
第三次	3.6	0.3	12	1.08
第四次	4	0.25	16	1

（3）錯誤；先變大后變�。�

點評：本題考查了溫度對電阻的影響、設計電路、處理數據的能力、總結實驗規律．對實驗數據進行正確處理，對學生的要求提高了一個梯度，體現了實驗考查的目的是提高學生的能力．