Question

2．在驗證“電功與電流、電壓的關(guān)系”活動中，同學們設(shè)計了如圖甲、乙、丙三個電路．

（1）經(jīng)過討論，同學們一致認為不應該選擇圖甲（選填“甲”、“乙”或“丙”）電路，理由是該圖無法利用控制變量法進行探究；
（2）為驗證電流做功與電壓的關(guān)系，應該選擇圖丙所示的電路；
（3）小明發(fā)現(xiàn)，按圖乙電路實驗時L₁比L₂亮，同時觀察到A₁示數(shù)比A₂大，由此可得出的結(jié)論是電壓和通電時間相等時，電流越大，電流做功越多；接著他將這兩個燈泡按圖丙連接好觀察到L₂（選填“L₁”、“L₂”）更亮．

Answer 1

分析 （1）電流做功的大小與電壓、電流和通電時間三個因素有關(guān)，當研究與其中某一個因素的關(guān)系時，應控制其余的因素不變；據(jù)此判斷不適合的電路；
（2）研究電流做功與電壓的關(guān)系，應控制電流的大小和通電時間相同，通過比較電壓的大小，得出電流做功與電壓的關(guān)系；
（3）由圖乙根據(jù)W=UIt分析相同時間電流做功大的燈泡；燈泡亮度由其實際功率決定，先比較兩燈電阻，再由P=I²R比較兩燈亮度．

解答 解：
（1）甲電路中，滑動變阻器滑片移動時，燈泡兩端的電壓和電流都在變化，無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，因為電路中電壓和電流同時改變，不能單獨控制其中一個不變；
（2）研究電流做功與電壓的關(guān)系，就應該控制電路中的電流不變，通過比較電壓，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，符合實驗要求；
（3）乙圖中兩燈并聯(lián)，由并聯(lián)電路的電壓特點可知U₁=U₂，
A₁示數(shù)比A₂大，即I₁＞I₂，
根據(jù)W=UIt可知W₁＞W(wǎng)₂；
由此可得結(jié)論：電壓和通電時間相等時，電流越大，電流做功越多；
電壓相等，由R=$\frac{U}{I}$可知，R₁＜R₂，
丙圖中兩燈串聯(lián)通過燈泡的電流相等，由P=I²R可知L₂的實際功率較大，所以L₂較亮．
故答案為：（1）甲；（2）丙；（3）電壓和通電時間相等時，電流越大，電流做功越多；L₂．

點評 本題是一道實驗探究題，側(cè)重考查了電功公式的熟練運用、電路圖的讀圖與理解，控制變量法應用等，要知道燈泡的亮度由燈泡的實際功率決定．