小明在使用自家吊扇时发现,当调速器打在1档时电风扇转得最快,调速器不发热.当调速器打在2、3、4、5档时电风扇转速逐渐变慢,调速器发热.但是在相同的时间内,调速器发热情况,不是档位越高时发热越多;也不是档位越低时发热越多.而是3、4档比2、5档发热量要多.
小明和同学小红有以下猜想:
1.两人都认为,电风扇的调速器相当于一个变阻器,它与电风扇串联.通过调节调速器,可以改变调速器的电阻,从而改变电流,起到调速的作用.
2.小明认为,电热与电阻成正比,所以调速器电阻调得越大,发热功率越大.他认为调速器调到3、4档时电阻大.小红则认为,电热与电流的平方成正比,所以调速器电阻调得越大,电流越小,发热功率越小.因此她认为调速器调到2、5档的电阻大.
为了验证上述猜想,他们找来了以下材料:小灯泡(4V 2W)、定值电阻(8Ω)、开关、滑动变阻器(1A 20Ω)各一只.电流表和电压表各一只.蓄电池(6V)、导线若干.
(1)为了验证猜想1,小明建议用小灯泡代替电风扇,用滑动变阻器代替调速器;小红建议用定值电阻代替电风扇,用滑动变阻器代替调速器.你认为谁的方法好?说说你的理由.
(2)为了验证猜想2,他们决定用定值电阻(代替电风扇)和滑动变阻器(代替调速器)串联.请你帮他们在方框内设计一个电路图.正确连线后,实验得到下表数据,请你帮他们将未处理完的数据补充完整.
(3)分析上表数据,第一、二、三、四次分别相当于调速器的2、3、4、5档位,由此可知,猜想2中小明和小红的说法都是
的(选填“正确”或“错误”).分析数据可知:随着滑动变阻器阻值的增大,变阻器的发热功率的变化是
.
变阻器的 |
U/V |
I/A |
变阻器阻值R/Ω |
变阻器功率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 |