Question

9．在“探究影響電流做功多少的因素”活動中，同學(xué)們設(shè)計(jì)了如圖甲、乙、丙三個(gè)電路．

（1）經(jīng)過討論，認(rèn)為不應(yīng)該選擇圖甲電路，原因是電壓改變時(shí)，電流也在變，沒有控制變量．
（2）為研究電流做功與電壓的關(guān)系，應(yīng)該選擇圖丙 所示的電路．
（3）利用圖丙電路研究某問題，當(dāng)閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)L₁燈不亮，L₂燈亮，電壓表V₁沒有示數(shù)，則電路發(fā)生的故障是L₁短路．
（4）學(xué)習(xí)電功率知識后，小明想測燈泡的額定功率，將標(biāo)有“6V  6W”的燈泡L₁和“6V  4W”的燈泡L₂按圖丙電路連接，再接入電流表．經(jīng)分析，在保證電路元件安全的情況下能測出燈泡L₂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)，說明電壓表的兩接線柱和電源連接的部分電路中沒有斷路；電壓表無示數(shù)，說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，滑動變阻器滑片移動時(shí)，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?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，當(dāng)閉合開關(guān)后，L₁燈不亮，L₂燈亮，說明電路是通路，電壓表V₁沒有示數(shù)，說明其并聯(lián)部分出現(xiàn)了短路，因此電路發(fā)生的故障是L₁短路．
（4）“6V  6W”燈泡L₁額定電流I₁=$\frac{{P}_{1}}{{U}_{1}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A，
“6V  4W”燈泡L₂額定電流I₂=$\frac{{P}_{2}}{{U}_{2}}$=$\frac{4W}{6V}$=0.67A，
因?yàn)?A＜0.67A以及兩燈串聯(lián)，所以為保護(hù)燈L₂，電路中的電流不能超過0.67A，因此燈泡L₂能正常發(fā)光，接入電流表能測量燈L₂的額定功率．
故答案為：（1）電壓改變時(shí)，電流也在變，沒有控制變量；
（2）丙；（3）L₁短路；（4）L₂．

點(diǎn)評 解題時(shí)要注意控制變量法的應(yīng)用；解第（4）時(shí)要注意，兩燈串聯(lián)，通過它們的電流相等，但又不能超過額定電流，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．