Question

在“探究影響電流做功多少的因素”活動(dòng)中，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖甲、乙、丙三個(gè)電路．

（1）經(jīng)過(guò)討論，認(rèn)為不應(yīng)該選擇圖甲電路，原因是

 

．
（2）為研究電流做功與電壓的關(guān)系，應(yīng)該選擇圖

 

所示的電路．
（3）利用圖丙電路研究某問(wèn)題，當(dāng)閉合開(kāi)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(wú)示數(shù)，則電路發(fā)生的故障是

 

．
（4）學(xué)習(xí)電功率知識(shí)后，小明想測(cè)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(cè)出燈泡

 

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(shí)間三個(gè)因素有關(guān)，當(dāng)研究與其中某一個(gè)因素的關(guān)系時(shí)，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(shí)間相同，通過(guò)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(shuō)明電壓表的兩接線(xiàn)柱和電源連接的部分電路中沒(méi)有斷路；電壓表無(wú)示數(shù)，說(shuō)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(cè)量燈泡的額定功率，燈泡兩端的電壓必須能達(dá)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(dòng)變阻器滑片移動(dòng)時(shí)，燈泡兩端的電壓和電流都在變化，無(wú)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?yàn)殡娐分须妷汉碗娏魍瑫r(shí)改變，不能單獨(dú)控制其中一個(gè)不變．
（2）研究電流與電壓的關(guān)系，就應(yīng)該控制電路中的電流不變，通過(guò)比較電壓，研究電流做功與電壓的關(guān)系，圖丙中兩只燈泡串聯(lián)，控制了電流相同．
（3）圖丙中，閉合開(kāi)關(guān)后電壓表V₁有示數(shù)，說(shuō)明V₁→開(kāi)關(guān)→電源→滑動(dòng)變阻器→燈L₂這部分電路無(wú)斷路；電壓表V₂無(wú)示數(shù)，說(shuō)明V₂→燈L₁→開(kāi)關(guān)→電源→滑動(dòng)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(kāi)路）了．
（4）“12V  6W”燈泡L₁額定電流I₁=

P1

U1

=

6W

12V

=0.5A；
“6V  4W”燈泡L₂額定電流I₂=

P2

U2

=

4W

6V

=0.67A
∵0.5A＜0.67A以及兩燈串聯(lián)
∴為保護(hù)燈L₁，電路中的電流不能超過(guò)0.5A
因此燈泡L₁能正常發(fā)光，接入電流表能測(cè)量燈L₁的額定功率．
故答案為：
（1）無(wú)法使用控制變量法；
（2）丙；
（3）L₁斷路（或開(kāi)路）；
（4）L₁．

點(diǎn)評(píng)：除考查控制變量法之外，本題有兩個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容：
（1）電壓表判斷電路故障，分兩種情況：
①電壓表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電壓表所測(cè)量電路中，包含電源的部分電路斷路或不包含電源部分短路，再由電路中有無(wú)電流來(lái)判斷是斷路還是短路．有電流，則電路為短路；無(wú)電流，則電路為斷路．
②電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電壓表所測(cè)量電路中，包含電源的部分電路短路或不包含電源部分?jǐn)嗦罚�再由電路中有無(wú)電流來(lái)判斷是斷路還是短路．有電流，則電路為短路；無(wú)電流，則電路為斷路．
（2）兩燈串聯(lián)，通過(guò)它們的電流相等，但又不能超過(guò)額定電流，否則就有燒毀的危險(xiǎn)，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．