题目内容

4．在“探究电流做功多少与电压、电流的关系”的活动中，同学们设计了如图甲、乙、丙三个电路．

（1）实验中我们通过比较灯泡的亮暗来比较相同时间内电流做功的多少，所用的两灯L1和L2规格是不同（选填“相同”或“不同”）．
（2）利用图甲可以研究电流做功多少与电流大小 的关系．经过讨论，同学们认为图甲电路存在一个缺陷，其缺陷在于无法控制灯两端的电压，利用利用滑动变阻器保护电路．
（3）在乙图的实验中，两灯都发光，但灯L1较亮，灯L1两端的电压也较大，根据此现象可以得出的初步结论是在电流和通电时间相同时，电压越大，电流做功越多．
（4）某同学想利用丙图来研究电流做功与电压的关系，通过调节滑动变阻器的滑片P的位置来改变灯两端电压，他设计的实验方案中存在什么问题？不能控制电流相同．

分析 （1）电流做功的过程就是把电能转化为其它形式能的过程，相同时间内消耗的电能越多，转化为其它形式的能越多，本题中利用灯泡把电能转化为内能和光能，相同时间内电流做的功越多，转化为内能越多，灯越亮；
（2）甲中两灯泡并联，其两端电压相等，灯泡的规格不同，则流过它们的电流不同，是研究电功与电流大小的关系；根据滑动变阻器的作用进行分析甲图的缺陷所在；
（3）乙图中两灯泡串联，它们的电流大小相等，但电压不相等，所以研究的是电功与电压的关系，实验中灯泡两端电压越高，灯越亮，说明相同时间内电流做的功越多．
（4）电功的大小与电压、电流和通过时间有关，在实验中要利用控制变量的方法，丙图中当滑动变阻器接入电路的阻值发生改变时，灯两端的电压会发生改变，但流过灯泡的电流也发生了变化，没有利用控制变量的方法．

解答 解：
（1）灯泡越亮功率越大，在相同时间里消耗的电能越多，电流做功越多．所以我们可以通过灯泡的亮度来比较相同时间内电流做功的多少；根据控制变量法可知甲图中，L1、L2两端电压相等、通电时间相同，应保持电流不同，所用的两灯L1和L2规格不同；
（2）图甲中两灯并联，两灯两端的电压相等，电流表分别测出灯泡的电流，由W=UIt，可知这是探究电流做功与电流大小的关系；
由图知，电路中没有滑动变阻器，所以无法控制灯两端的电压，利用利用滑动变阻器保护电路；
（3）因为电流做的功与电压、电流和时间有关，而图乙电路中，两灯串联电流和通电时间相同，电压不同，根据控制变量法的思路可知是研究电流做功与电压的关系；
通过公式W=UIt判断，在电流和时间相同的情况下，电压越大，电流做的功越多；
（4）研究电流做功与电压的关系时，应控制电流和通电时间相同，由图丙可知：调节滑动变阻器的滑片P的位置来改变灯两端电压，也改变了灯泡中的电流，所以不能研究电流做功与电压关系．
故答案为：（1）灯泡的亮度；（2）电流大小；无法控制灯两端的电压，利用利用滑动变阻器保护电路；（3）在电流和时间相同的情况下，电压越大，电流做的功越多；（4）不能控制电流相同．

点评 知道根据灯泡的亮度比较相同时间内电流做功的多少是关键．然后根据控制变量法的思路得出结论；注意探究电流做功与电压关系时，需控制电流和时间相同；探究电流做功与电流关系时，需控制电压与时间相同．

练习册系列答案
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