Question

12．在“探究影響電流做功多少的因素”活動中，同學(xué)們設(shè)計了如圖甲、乙、丙三個電路．

（1）經(jīng)過討論，認(rèn)為不應(yīng)該選擇圖甲電路，原因是當(dāng)改變燈泡兩端電壓時，無法控制電流相等．
（2）利用圖乙電路可探究電流做功多少與電流的關(guān)系．
（3）利用圖丙電路研究某問題，當(dāng)閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)兩燈都不亮，電壓表V₁有示數(shù)，電壓表V₂無示數(shù)，則電路發(fā)生的故障是L₁斷路．
（4）學(xué)習(xí)電功率知識后，小明想測燈泡的額定功率，將標(biāo)有“12V  6W”燈泡L₁和“6V  4W”燈泡L₂按圖丙電路連接，再接入電流表．經(jīng)分析，能測出燈泡L₁的額定功率．

Answer 1

分析 （1）電流做功的大小與電壓、電流和通電時間三個因素有關(guān)，當(dāng)研究與其中某一個因素的關(guān)系時，應(yīng)控制其余的因素不變；
（2）研究電流做功與電壓的關(guān)系，應(yīng)控制電流的大小和通電時間相同，通過比較電壓的大小，得出電流做功與電壓的關(guān)系；
（3）電壓表有示數(shù)，說明電壓表的兩接線柱和電源連接的部分電路中沒有斷路；電壓表無示數(shù)，說明可能電壓表被短路，或者電壓表與電源連接的部分電路有斷路，綜合分析就可以找出故障．
（4）額定功率是小燈泡在額定電壓下發(fā)揮的功率，要測量燈泡的額定功率，燈泡兩端的電壓必須能達到其額定電壓，電路中的電流為燈泡的額定電流．

解答 解：（1）甲電路中，滑動變阻器滑片移動時，燈泡兩端的電壓和電流都在變化，無法控制電流或者電壓不變，根據(jù)控制變量法的思想，不能研究電流做功與電壓和電流的關(guān)系，因為電路中電壓和電流同時改變，不能單獨控制其中一個不變．
（2）圖乙中兩只燈泡并聯(lián)，控制了電壓相同，探究電流與電流的關(guān)系，控制了電路中的電壓不變，通過比較電流大小，得出電流做功與電流的關(guān)系．
（3）圖丙中，閉合開關(guān)后電壓表V₁有示數(shù)，說明V₁→開關(guān)→電源→滑動變阻器→燈L₂這部分電路無斷路；電壓表V₂無示數(shù)，說明V₂→燈L₁→開關(guān)→電源→滑動變阻器這部分電路有斷路，綜合以上分析，電路故障就是燈L₁斷路（或開路）了．
（4）“12V  6W”燈泡L₁額定電流I₁=$\frac{{P}_{1}}{{U}_{1}}$=$\frac{6W}{12V}$=0.5A，
“6V  4W”燈泡L₂額定電流I₂=$\frac{{P}_{2}}{{U}_{2}}$=$\frac{4W}{6V}$≈0.67A，
因為0.5A＜0.67A以及兩燈串聯(lián)，所以為保護燈L₁，電路中的電流不能超過0.5A，因此燈泡L₁能正常發(fā)光，接入電流表能測量燈L₁的額定功率．
故答案為：
（1）無法控制電流相等；（2）電流；（3）L₁斷路；（4）L₁

點評 解題時要注意控制變量法的應(yīng)用；解第（4）時要注意，兩燈串聯(lián)，通過它們的電流相等，但又不能超過額定電流，否則就有燒毀的危險，因此額定電流較小的燈泡能正常發(fā)光，另一只發(fā)光較暗．