题目内容

9.在“探究影响电流做功多少的因素”活动中,同学们设计了如图甲、乙、丙三个电路.

(1)经过讨论,认为不应该选择图甲电路,原因是电压改变时,电流也在变,没有控制变量.
(2)为研究电流做功与电压的关系,应该选择图丙 所示的电路.
(3)利用图丙电路研究某问题,当闭合开关后,发现L1灯不亮,L2灯亮,电压表V1没有示数,则电路发生的故障是L1短路.
(4)学习电功率知识后,小明想测灯泡的额定功率,将标有“6V  6W”的灯泡L1和“6V  4W”的灯泡L2按图丙电路连接,再接入电流表.经分析,在保证电路元件安全的情况下能测出灯泡L2的额定功率.

分析 (1)电流做功的大小与电压、电流和通电时间三个因素有关,当研究与其中某一个因素的关系时,应控制其余的因素不变;
(2)研究电流做功与电压的关系,应控制电流的大小和通电时间相同,通过比较电压的大小,得出电流做功与电压的关系;
(3)电压表有示数,说明电压表的两接线柱和电源连接的部分电路中没有断路;电压表无示数,说明可能电压表被短路,或者电压表与电源连接的部分电路有断路,综合分析就可以找出故障.
(4)额定功率是小灯泡在额定电压下发挥的功率,要测量灯泡的额定功率,灯泡两端的电压必须能达到其额定电压,电路中的电流为灯泡的额定电流.

解答 解:(1)甲电路中,滑动变阻器滑片移动时,灯泡两端的电压和电流都在变化,无法控制电流或者电压不变,根据控制变量法的思想,不能研究电流做功与电压和电流的关系,因为电路中电压和电流同时改变,不能单独控制其中一个不变.
(2)研究电流与电压的关系,就应该控制电路中的电流不变,通过比较电压,研究电流做功与电压的关系,图丙中两只灯泡串联,控制了电流相同.
(3)图丙中,当闭合开关后,L1灯不亮,L2灯亮,说明电路是通路,电压表V1没有示数,说明其并联部分出现了短路,因此电路发生的故障是L1短路.
(4)“6V  6W”灯泡L1额定电流I1=$\frac{{P}_{1}}{{U}_{1}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A,
“6V  4W”灯泡L2额定电流I2=$\frac{{P}_{2}}{{U}_{2}}$=$\frac{4W}{6V}$=0.67A,
因为1A<0.67A以及两灯串联,所以为保护灯L2,电路中的电流不能超过0.67A,因此灯泡L2能正常发光,接入电流表能测量灯L2的额定功率.
故答案为:(1)电压改变时,电流也在变,没有控制变量;
(2)丙;(3)L1短路;(4)L2.

点评 解题时要注意控制变量法的应用;解第(4)时要注意,两灯串联,通过它们的电流相等,但又不能超过额定电流,否则就有烧毁的危险,因此额定电流较小的灯泡能正常发光,另一只发光较暗.

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