Question

4．在復(fù)習(xí)電功率內(nèi)容時(shí)，同學(xué)們用電流表、電壓表、L₁為“2.5V 0.3A”和L₂為“3.8V 0.3A”兩個(gè)小燈泡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（1）小明小組在探究“電功率跟電流、電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路，將L₁和L₂串聯(lián)在電路中的目的是控制電流相同．
（2）實(shí)驗(yàn)中，小燈泡的實(shí)際功率的大小是通過燈泡的亮暗判定的．根據(jù)甲圖可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是通過的電流相同，電壓越大，電功率越大．
（3）實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意選擇兩只規(guī)格不同的燈泡，否則無法進(jìn)行探究，請(qǐng)說明原因：燈泡的規(guī)格不同，電阻不同，根據(jù)U=IR可知，電流相同，燈泡兩端的電壓不同．
（4）利用題中器材畫出“探究電功率與電流關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)電路圖．假定燈絲的電阻不變，分析在探究“探究電功率與電流關(guān)系”過程中兩只燈泡哪個(gè)比較亮，說明理由．

Answer 1

分析 （1）探究“電功率跟電流、電壓的關(guān)系”時(shí)，需要采用控制變量法使其他因素不變；分析表中數(shù)據(jù)，得出電功率和電壓的關(guān)系；
（2）小燈泡的實(shí)際功率無法直接測量，通過觀察燈泡的亮度來判斷，即轉(zhuǎn)換法；根據(jù)P=UI計(jì)算電功率，從而得出電功率和電壓的關(guān)系；
（3）本實(shí)驗(yàn)是研究電功率跟電壓的關(guān)系，應(yīng)控制電流相同，電壓不同，燈泡的規(guī)格不同，電阻不同，分壓不同；
（4）在探究“探究電功率與電流關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)控制電壓相同，電流不同，應(yīng)將兩只規(guī)格不同的燈泡并聯(lián)，用電流表測出通過每只燈泡的電流即可；
利用歐姆定律求出燈泡的電阻，再根據(jù)P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$比較兩只燈泡的電功率即可得出答案．

解答 解：（1）因?yàn)榇��?lián)電路處處電流相等，因此將L₁、L₂串聯(lián)是為了保持兩燈電流相同，研究電功率與電壓關(guān)系；
（2）小燈泡的實(shí)際功率無法直接測量，通過轉(zhuǎn)換法，即觀察燈泡的亮暗來判斷電功率的大��；
根據(jù)甲圖可知，兩燈泡串聯(lián)接入電路，通過的電流相同，電壓越大，電功率越大．
（3）本實(shí)驗(yàn)是研究電功率跟電壓的關(guān)系，應(yīng)控制電流相同，電壓不同，
燈泡的規(guī)格不同，電阻不同，根據(jù)U=IR可知，電流相同，燈泡兩端的電壓不同，
所以應(yīng)選擇兩只規(guī)格不同的燈泡，否則無法進(jìn)行探究；
（4）在探究“探究電功率與電流關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)控制電壓相同，電流不同，
所以應(yīng)將兩只規(guī)格不同的燈泡并聯(lián)，用電流表測出通過每只燈泡的電流，計(jì)算出電功率即可，如圖所示：

理由：由歐姆定律得，兩只燈泡的電阻分別為：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$=$\frac{25}{3}$Ω，
R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{3.8V}{0.3A}$=$\frac{38}{3}$Ω，
由此可見，R₁＜R₂，
因?yàn)椴⒙?lián)電路中各并聯(lián)支路兩端的電壓相等，
所以根據(jù)P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，實(shí)際電功率P₁＞P₂，燈泡L₁比較亮．
故答案為：（1）控制電流相同；
（2）燈泡的亮暗；通過的電流相同，電壓越大，電功率越大；
（3）燈泡的規(guī)格不同，電阻不同，根據(jù)U=IR可知，電流相同，燈泡兩端的電壓不同；
（4）見解答．

點(diǎn)評(píng) 此題考查學(xué)生對(duì)于電功率的測量，通過實(shí)驗(yàn)分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，要熟練掌握燈泡亮度與實(shí)際功率的關(guān)系及控制變量法的靈活應(yīng)用等問題．