题目内容

12.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,原因是当改变灯泡两端电压时,无法控制电流相等.
(2)利用图乙电路可探究电流做功多少与电流的关系.
(3)利用图丙电路研究某问题,当闭合开关后,发现两灯都不亮,电压表V1有示数,电压表V2无示数,则电路发生的故障是L1断路.排除故障后,同学们正确操作,验证了实验的结论.支持该结论的实验现象是电压表的示数大的灯泡亮.

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.

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)图乙中两只灯泡并联,控制了电压相同,探究电流与电流的关系,控制了电路中的电压不变,通过比较电流大小,得出电流做功与电流的关系.
(3)图丙中,闭合开关后电压表V1有示数,说明V1→开关→电源→滑动变阻器→灯L2这部分电路无断路;电压表V2无示数,说明V2→灯L1→开关→电源→滑动变阻器这部分电路有断路,综合以上分析,电路故障就是灯L1断路(或开路)了.
根据P=UI分析得,电流一定时,电压越大,P就越大,在单位时间做的功就越多,灯也就越亮;
故答案为:(1)无法控制电流相等;(2)电流;(3)L1断路;电压表的示数大的灯泡亮.

点评 解题时要注意控制变量法的应用;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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