Question

回顧實(shí)驗(yàn)和探究：（將下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的空缺部分填寫完整）
（1）探究焦耳定律：

器 材	電源、導(dǎo)線、開關(guān)、兩個(gè)裝有相同質(zhì)量煤油的燒瓶、銅絲、鎳鎘合金絲、 滑動(dòng)變阻器 ．	裝 置 圖
準(zhǔn) 備	實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，在兩個(gè)相同的燒瓶中裝相等質(zhì)量的煤油，瓶中各放一根電阻絲，右瓶中電阻絲比左瓶中的大，通電后觀察電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量是煤油的溫度升高，電流產(chǎn)生的熱量越 多 ，煤油溫度上升的越 快 ．
步  驟   和 現(xiàn)   象	（1）如圖連接電路，閉合開關(guān)一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)右側(cè)瓶中溫度 升高的慢 ，這說(shuō)明燒瓶中的鎳鎘合金絲產(chǎn)生的熱量 少 ； （2）只將右瓶中的鎳鎘合金絲接入電路，再用 滑動(dòng)變阻器 改變電路中電流，使電流比剛才的電流大，通電時(shí)間跟上次實(shí)驗(yàn)一樣，發(fā)現(xiàn)燒瓶中的煤油溫度升高的比上次 快 ，這說(shuō)明 電阻和通電時(shí)間一定時(shí)，電流越大，電阻絲產(chǎn)生的熱量越多 ． （3）對(duì)于兩瓶通電時(shí)間越長(zhǎng)，燒瓶中煤油溫度都升高的越 快 ．
研究方法	本實(shí)驗(yàn)用的物理學(xué)研究方法有 控制變量法 和 轉(zhuǎn)換法 ．
結(jié)論	電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量多少與 電流 、 電阻 和 通電時(shí)間 有關(guān)．

（2）探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象與感應(yīng)電流方向的影響因素：

實(shí)驗(yàn)   過程   現(xiàn)象	1、在如圖所示的裝置中，閉合開關(guān)，讓導(dǎo)體不動(dòng)，電流表的指針不偏轉(zhuǎn)，讓導(dǎo)體向上或者向下移動(dòng)，電流表指針 不偏轉(zhuǎn) ；讓導(dǎo)體左右移動(dòng)，電流表指針 偏轉(zhuǎn) ． 2、改變磁場(chǎng)中導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向，會(huì)發(fā)現(xiàn)電流表的指針偏轉(zhuǎn)方向 改變 ．（改變 或  不改變） 3、改變 磁場(chǎng)方向 ，電流表的指針的偏轉(zhuǎn)方向會(huì)改變．
結(jié)論   應(yīng)用	閉合電路 中的一部分 導(dǎo)體，在 磁場(chǎng) 中做 切割磁感線 運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生 電流 ，這種現(xiàn)象叫 電磁感應(yīng) ，產(chǎn)生的電流叫做 感應(yīng)電流 ．此電流的方向與 導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向 和 磁場(chǎng)方向 有關(guān)．此現(xiàn)象中， 機(jī)械 能轉(zhuǎn)化為 電 能．據(jù)此制成了 發(fā)電機(jī) ．

（3）伏安法測(cè)量小燈泡的額定功率：

器材	電源、導(dǎo)線、開關(guān)、小燈泡（3.8V），電流表、電壓表、 滑動(dòng)變阻器 ．
裝     置     圖		在左邊的框中畫出對(duì)應(yīng)的電路圖
原理	P=UI ．
方法  和 步驟	（1）按照電路圖連接實(shí)物圖 （2）實(shí)驗(yàn)中用 滑動(dòng)變阻器 調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓，電壓表應(yīng)和 小燈泡 并聯(lián)，為了提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，最好選用 0～15 V的量程．閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端的電壓只有3V，這時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)向 左 端移動(dòng)，是電壓表的示數(shù)為 3.8 V，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.3A，則該燈泡的額定功率為 1.14 W．
現(xiàn)象 表格	實(shí)驗(yàn)次數(shù)     U/V     I/A     P/W     小燈泡亮度 1 3.5 0.28 0.98 較暗 2 3.8   0.3 1.14 正常 3 4.0 0.31 1.24 較亮
結(jié)論	（1）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證當(dāng)小燈泡兩端的電壓大于額定電壓時(shí)，燈泡的實(shí)際功率 大 于額定功率，燈泡變 亮 ；當(dāng)燈泡兩端的電壓小于額定電壓時(shí)，燈泡的實(shí)際功率 小 于額定功率，燈泡變 暗 ；當(dāng)燈泡兩端的電壓等于額定電壓時(shí)，燈泡的實(shí)際功率等于額定功率，燈泡 正常發(fā)光 ． （2）小燈泡的亮度由 實(shí)際 功率決定．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路一一對(duì)應(yīng)可知缺少的器材；
電阻絲產(chǎn)生的熱量可以通過煤油溫度的變化量進(jìn)行比較；
步驟和現(xiàn)象：根據(jù)Q=I²Rt和溫度計(jì)示數(shù)的變化情況可以得到正極的步驟和現(xiàn)象；注意滑動(dòng)變阻器可以改變電路中的電流；
當(dāng)一個(gè)物理量受到多個(gè)物理量影響時(shí)，需要用控制變量進(jìn)行探究；當(dāng)不容易直接觀察出的現(xiàn)象，可以轉(zhuǎn)換為看得見，摸得著的現(xiàn)象，即為轉(zhuǎn)換法；
根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和焦耳定律歸納出影響電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的因素．
（2）利用控制變量法的思路去探究感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系；根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象歸納出感應(yīng)電流的定義，以及涉及的能量轉(zhuǎn)化和應(yīng)用．
（3）根據(jù)實(shí)物圖確定實(shí)驗(yàn)缺少的器材，并畫出相應(yīng)的電路圖；
實(shí)驗(yàn)原理：P=UI；
實(shí)驗(yàn)方法：測(cè)量出燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流；注意燈泡只有在額定電壓下才能夠正常發(fā)光；
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中的功率可以根據(jù)P=UI計(jì)算得到，當(dāng)燈泡在額定電壓下或額定電流下工作時(shí)，燈泡正常發(fā)光；
根據(jù)表中數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納出相關(guān)的結(jié)論．

解答：解：（1）從實(shí)物圖中可以看出，器材缺少滑動(dòng)變阻器；
電阻絲產(chǎn)生的熱量可以通過煤油溫度的變化量反映出來(lái)的，因此電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量是煤油的溫度升高，電流產(chǎn)生的熱量越多，煤油溫度上升的越快；
步驟和現(xiàn)象：①如圖連接電路，閉合開關(guān)一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)右側(cè)瓶中溫度升高的慢，這說(shuō)明燒瓶中的鎳鎘合金絲產(chǎn)生的熱量少；
②只將右瓶中的鎳鎘合金絲接入電路，再用滑動(dòng)變阻器改變電路中電流，使電流比剛才的電流大，通電時(shí)間跟上次實(shí)驗(yàn)一樣，發(fā)現(xiàn)燒瓶中的煤油溫度升高的比上次快，這說(shuō)明電阻和通電時(shí)間一定時(shí)，電流越大，電阻絲產(chǎn)生的熱量越多．
③對(duì)于兩瓶通電時(shí)間越長(zhǎng)，燒瓶中煤油溫度都升高的越高．
該實(shí)驗(yàn)運(yùn)用控制變量法和轉(zhuǎn)換法進(jìn)行探究；
通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量多少與電流、電阻和通電時(shí)間有關(guān)．
（2）實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象：1、在如圖所示的裝置中，閉合開關(guān)，讓導(dǎo)體不動(dòng)，電流表的指針不偏轉(zhuǎn)，讓導(dǎo)體向上或者向下移動(dòng)，電流表指針不偏轉(zhuǎn)；讓導(dǎo)體左右移動(dòng)，電流表指針偏轉(zhuǎn)．
2、改變磁場(chǎng)中導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向，會(huì)發(fā)現(xiàn)電流表的指針偏轉(zhuǎn)方向改變．
3、改變磁場(chǎng)方向，電流表的指針的偏轉(zhuǎn)方向會(huì)改變．
結(jié)論與應(yīng)用：閉合電路中的一部分導(dǎo)體，在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流．此電流的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向和磁場(chǎng)方向有關(guān)．此現(xiàn)象中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能．據(jù)此制成了發(fā)電機(jī)．
（3）從實(shí)物圖中可以看出缺少的器材是滑動(dòng)變阻器；
燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電流表測(cè)量電路中的電流，電壓表測(cè)量燈泡兩端的電壓，開關(guān)控制整個(gè)電路，如圖所示：

伏安法測(cè)量小燈泡額定功率的原理：P=UI；
方法和步驟：①按照電路圖連接實(shí)物圖；
②實(shí)驗(yàn)中用滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓，電壓表應(yīng)和小燈泡并聯(lián)，為了提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，最好選用0～15V的量程．閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端的電壓只有3V，這時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)向左端移動(dòng)，是電壓表的示數(shù)為3.8V，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.3A，則該燈泡的額定功率為P=UI=3.8V×0.3A=1.14W．
表格中的數(shù)據(jù)：當(dāng)通過燈泡的電流為0.3A時(shí)，燈泡兩端電壓為額定電壓3.8V，額定功率為1.14W，燈泡正常發(fā)光；當(dāng)燈泡兩端電壓為4V時(shí)，通過的電流為0.31A，則此時(shí)的功率P′=U′I′=4V×0.31A=1.24W．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	U/V	I/A	P/W	小燈泡亮度
1	3.5	0.28	0.98	較暗
2	3.8	0.3	1.14	正常
3	4.0	0.31	1.24	較亮

結(jié)論：①實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證當(dāng)小燈泡兩端的電壓大于額定電壓時(shí)，燈泡的實(shí)際功率大于于額定功率，燈泡變亮；當(dāng)燈泡兩端的電壓小于額定電壓時(shí)，燈泡的實(shí)際功率小于額定功率，燈泡變暗；當(dāng)燈泡兩端的電壓等于額定電壓時(shí)，燈泡的實(shí)際功率等于額定功率，燈泡正常發(fā)光．
②小燈泡的亮度由實(shí)際功率決定．
故答案為：（1）滑動(dòng)變阻器；多，快；升高的慢，少，滑動(dòng)變阻器，快，電阻和通電時(shí)間一定時(shí)，電流越大，電阻絲產(chǎn)生的熱量越多，快；控制變量法；轉(zhuǎn)換法；電流、電阻、通電時(shí)間．
（2）不偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)；改變，磁場(chǎng)方向；中的一部分，磁場(chǎng)，切割磁感線，電流，電磁感應(yīng)，感應(yīng)電流，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向，磁場(chǎng)方向，機(jī)械，電，發(fā)電機(jī)．
（3）滑動(dòng)變阻器；P=UI；滑動(dòng)變阻器，小燈泡，0～15，左，3.8，1.14；數(shù)據(jù)見上表；大，亮，小，暗，正常發(fā)光；實(shí)際．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道綜合性較強(qiáng)的題目，考查伏安法測(cè)電阻的原理、器材、電路圖、實(shí)驗(yàn)步驟以及設(shè)計(jì)表格和影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素．連接實(shí)物圖時(shí)，要注意滑動(dòng)變阻器的接法；掌握控制變量法在本實(shí)驗(yàn)中的正確應(yīng)用．