Question

13．如图所示，变频交变电源的频率可在20Hz到20kHz之间调节，在某一频率时，A₁、A₂两只灯泡的亮度相同．
（1）保持交变电源输出的电压不变而改变交变电源的频率，观察灯泡亮度的变化，若频率越大，则小灯泡A₁亮度越亮，A₂亮度越暗（填“亮”或“暗”）；
（2）在交变电源的频率和输出电压不变的情况下，减小电容器两极板间的距离，小灯泡A₁亮度变亮；撤去线圈中的铁芯，小灯A₂亮度变亮  （填“亮”或“暗”）；
（3）在本实验的设计中用了什么实验方法：控制变量法．

Answer 1

分析 二个支路电压相同，当交流电频率变化时，会影响电感的感抗和电容的容抗，从而影响流过各个支路的电流．

解答 解：（1）二个支路电压相同，当交流电频率变大时，电感的感抗增大，电容的容抗减小，所以流过A₁泡所在支路的电流变大，流过灯泡A₂所在支路的电流变小．
故灯泡A₁变亮，灯泡A₂变暗；
（2）在交变电源的频率和输出电压不变的情况下，减小电容器两极板间的距离，电容器的电容增大，容抗减小，所以小流过灯泡A₁所在支路的电流变大，灯泡A₁亮度变亮；撤去线圈中的铁芯，线圈的电感减小，感抗减小，流过灯泡A₂所在支路的电流变大，所以小灯A₂亮度变亮；
（3）在该实验的过程中每一次只改变其中的一个物理量而保持其他的物理量不变，所以采用了控制变量法．
故答案为：（1）亮，暗；（2）亮，亮；（3）控制变量法．

点评 解决本题的关键知道电感和电容对交流电的阻碍作用的大小与什么因素有关．记住感抗和容抗的两个公式可以帮助定性分析．X_L=2πLf，X_C=$\frac{1}{2πCf}$．