Question

回顧實驗和探究：（將下列實驗報告中的空缺部分填寫完整）
（1）探究焦耳定律：

器 材	電源、導(dǎo)線、開關(guān)、兩個裝有相同質(zhì)量煤油的燒瓶、銅絲、鎳鎘合金絲、 滑動變阻器 ．	裝 置 圖
準 備	實驗裝置如圖所示，在兩個相同的燒瓶中裝相等質(zhì)量的煤油，瓶中各放一根電阻絲，右瓶中電阻絲比左瓶中的大，通電后觀察電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量是煤油的溫度升高，電流產(chǎn)生的熱量越 多 ，煤油溫度上升的越 快 ．
步  驟   和 現(xiàn)   象	（1）如圖連接電路，閉合開關(guān)一段時間后，發(fā)現(xiàn)右側(cè)瓶中溫度 升高的慢 ，這說明燒瓶中的鎳鎘合金絲產(chǎn)生的熱量 少 ； （2）只將右瓶中的鎳鎘合金絲接入電路，再用 滑動變阻器 改變電路中電流，使電流比剛才的電流大，通電時間跟上次實驗一樣，發(fā)現(xiàn)燒瓶中的煤油溫度升高的比上次 快 ，這說明 電阻和通電時間一定時，電流越大，電阻絲產(chǎn)生的熱量越多 ． （3）對于兩瓶通電時間越長，燒瓶中煤油溫度都升高的越 快 ．
研究方法	本實驗用的物理學(xué)研究方法有 控制變量法 和 轉(zhuǎn)換法 ．
結(jié)論	電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量多少與 電流 、 電阻 和 通電時間 有關(guān)．

（2）探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象與感應(yīng)電流方向的影響因素：

實驗   過程   現(xiàn)象	1、在如圖所示的裝置中，閉合開關(guān)，讓導(dǎo)體不動，電流表的指針不偏轉(zhuǎn)，讓導(dǎo)體向上或者向下移動，電流表指針 不偏轉(zhuǎn) ；讓導(dǎo)體左右移動，電流表指針 偏轉(zhuǎn) ． 2、改變磁場中導(dǎo)體的運動方向，會發(fā)現(xiàn)電流表的指針偏轉(zhuǎn)方向 改變 ．（改變 或  不改變） 3、改變 磁場方向 ，電流表的指針的偏轉(zhuǎn)方向會改變．
結(jié)論   應(yīng)用	閉合電路 中的一部分 導(dǎo)體，在 磁場 中做 切割磁感線 運動時，導(dǎo)體中會產(chǎn)生 電流 ，這種現(xiàn)象叫 電磁感應(yīng) ，產(chǎn)生的電流叫做 感應(yīng)電流 ．此電流的方向與 導(dǎo)體運動的方向 和 磁場方向 有關(guān)．此現(xiàn)象中， 機械 能轉(zhuǎn)化為 電 能．據(jù)此制成了 發(fā)電機 ．

（3）伏安法測量小燈泡的額定功率：

器材	電源、導(dǎo)線、開關(guān)、小燈泡（3.8V），電流表、電壓表、 滑動變阻器 ．
裝     置     圖		在左邊的框中畫出對應(yīng)的電路圖
原理	P=UI ．
方法  和 步驟	（1）按照電路圖連接實物圖 （2）實驗中用 滑動變阻器 調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓，電壓表應(yīng)和 小燈泡 并聯(lián)，為了提高測量的準確性，最好選用 0～15 V的量程．閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端的電壓只有3V，這時滑動變阻器的滑片應(yīng)向 左 端移動，是電壓表的示數(shù)為 3.8 V，此時電流表的示數(shù)為0.3A，則該燈泡的額定功率為 1.14 W．
現(xiàn)象 表格	實驗次數(shù)     U/V     I/A     P/W     小燈泡亮度 1 3.5 0.28 0.98 較暗 2 3.8   0.3 1.14 正常 3 4.0 0.31 1.24 較亮
結(jié)論	（1）實驗驗證當(dāng)小燈泡兩端的電壓大于額定電壓時，燈泡的實際功率 大 于額定功率，燈泡變 亮 ；當(dāng)燈泡兩端的電壓小于額定電壓時，燈泡的實際功率 小 于額定功率，燈泡變 暗 ；當(dāng)燈泡兩端的電壓等于額定電壓時，燈泡的實際功率等于額定功率，燈泡 正常發(fā)光 ． （2）小燈泡的亮度由 實際 功率決定．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)實驗電路一一對應(yīng)可知缺少的器材；
電阻絲產(chǎn)生的熱量可以通過煤油溫度的變化量進行比較；
步驟和現(xiàn)象：根據(jù)Q=I²Rt和溫度計示數(shù)的變化情況可以得到正極的步驟和現(xiàn)象；注意滑動變阻器可以改變電路中的電流；
當(dāng)一個物理量受到多個物理量影響時，需要用控制變量進行探究；當(dāng)不容易直接觀察出的現(xiàn)象，可以轉(zhuǎn)換為看得見，摸得著的現(xiàn)象，即為轉(zhuǎn)換法；
根據(jù)實驗現(xiàn)象和焦耳定律歸納出影響電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的因素．
（2）利用控制變量法的思路去探究感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體運動方向的關(guān)系；根據(jù)實驗現(xiàn)象歸納出感應(yīng)電流的定義，以及涉及的能量轉(zhuǎn)化和應(yīng)用．
（3）根據(jù)實物圖確定實驗缺少的器材，并畫出相應(yīng)的電路圖；
實驗原理：P=UI；
實驗方法：測量出燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流；注意燈泡只有在額定電壓下才能夠正常發(fā)光；
實驗數(shù)據(jù)中的功率可以根據(jù)P=UI計算得到，當(dāng)燈泡在額定電壓下或額定電流下工作時，燈泡正常發(fā)光；
根據(jù)表中數(shù)據(jù)進行歸納出相關(guān)的結(jié)論．

解答：解：（1）從實物圖中可以看出，器材缺少滑動變阻器；
電阻絲產(chǎn)生的熱量可以通過煤油溫度的變化量反映出來的，因此電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量是煤油的溫度升高，電流產(chǎn)生的熱量越多，煤油溫度上升的越快；
步驟和現(xiàn)象：①如圖連接電路，閉合開關(guān)一段時間后，發(fā)現(xiàn)右側(cè)瓶中溫度升高的慢，這說明燒瓶中的鎳鎘合金絲產(chǎn)生的熱量少；
②只將右瓶中的鎳鎘合金絲接入電路，再用滑動變阻器改變電路中電流，使電流比剛才的電流大，通電時間跟上次實驗一樣，發(fā)現(xiàn)燒瓶中的煤油溫度升高的比上次快，這說明電阻和通電時間一定時，電流越大，電阻絲產(chǎn)生的熱量越多．
③對于兩瓶通電時間越長，燒瓶中煤油溫度都升高的越高．
該實驗運用控制變量法和轉(zhuǎn)換法進行探究；
通過實驗現(xiàn)象可知，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量多少與電流、電阻和通電時間有關(guān)．
（2）實驗過程及現(xiàn)象：1、在如圖所示的裝置中，閉合開關(guān)，讓導(dǎo)體不動，電流表的指針不偏轉(zhuǎn)，讓導(dǎo)體向上或者向下移動，電流表指針不偏轉(zhuǎn)；讓導(dǎo)體左右移動，電流表指針偏轉(zhuǎn)．
2、改變磁場中導(dǎo)體的運動方向，會發(fā)現(xiàn)電流表的指針偏轉(zhuǎn)方向改變．
3、改變磁場方向，電流表的指針的偏轉(zhuǎn)方向會改變．
結(jié)論與應(yīng)用：閉合電路中的一部分導(dǎo)體，在磁場中做切割磁感線運動時，導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流．此電流的方向與導(dǎo)體運動的方向和磁場方向有關(guān)．此現(xiàn)象中，機械能轉(zhuǎn)化為電能．據(jù)此制成了發(fā)電機．
（3）從實物圖中可以看出缺少的器材是滑動變阻器；
燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電流表測量電路中的電流，電壓表測量燈泡兩端的電壓，開關(guān)控制整個電路，如圖所示：

伏安法測量小燈泡額定功率的原理：P=UI；
方法和步驟：①按照電路圖連接實物圖；
②實驗中用滑動變阻器調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓，電壓表應(yīng)和小燈泡并聯(lián)，為了提高測量的準確性，最好選用0～15V的量程．閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端的電壓只有3V，這時滑動變阻器的滑片應(yīng)向左端移動，是電壓表的示數(shù)為3.8V，此時電流表的示數(shù)為0.3A，則該燈泡的額定功率為P=UI=3.8V×0.3A=1.14W．
表格中的數(shù)據(jù)：當(dāng)通過燈泡的電流為0.3A時，燈泡兩端電壓為額定電壓3.8V，額定功率為1.14W，燈泡正常發(fā)光；當(dāng)燈泡兩端電壓為4V時，通過的電流為0.31A，則此時的功率P′=U′I′=4V×0.31A=1.24W．

實驗次數(shù)	U/V	I/A	P/W	小燈泡亮度
1	3.5	0.28	0.98	較暗
2	3.8	0.3	1.14	正常
3	4.0	0.31	1.24	較亮

結(jié)論：①實驗驗證當(dāng)小燈泡兩端的電壓大于額定電壓時，燈泡的實際功率大于于額定功率，燈泡變亮；當(dāng)燈泡兩端的電壓小于額定電壓時，燈泡的實際功率小于額定功率，燈泡變暗；當(dāng)燈泡兩端的電壓等于額定電壓時，燈泡的實際功率等于額定功率，燈泡正常發(fā)光．
②小燈泡的亮度由實際功率決定．
故答案為：（1）滑動變阻器；多，快；升高的慢，少，滑動變阻器，快，電阻和通電時間一定時，電流越大，電阻絲產(chǎn)生的熱量越多，快；控制變量法；轉(zhuǎn)換法；電流、電阻、通電時間．
（2）不偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)；改變，磁場方向；中的一部分，磁場，切割磁感線，電流，電磁感應(yīng)，感應(yīng)電流，導(dǎo)體運動的方向，磁場方向，機械，電，發(fā)電機．
（3）滑動變阻器；P=UI；滑動變阻器，小燈泡，0～15，左，3.8，1.14；數(shù)據(jù)見上表；大，亮，小，暗，正常發(fā)光；實際．

點評：本題是一道綜合性較強的題目，考查伏安法測電阻的原理、器材、電路圖、實驗步驟以及設(shè)計表格和影響電磁鐵磁性強弱的因素．連接實物圖時，要注意滑動變阻器的接法；掌握控制變量法在本實驗中的正確應(yīng)用．