Question

4．探究“并聯(lián)電路電流規(guī)律”，
（1）小紅同學設計的方案是：（a）按著電路圖連接好電路．（b）把電流表分別放在A、B、C三處測電流并填入下表．（c）根據(jù)數(shù)據(jù)得出結(jié)論：并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和．

I1/A	I2/A	I/A
0.2	0.4	0.6

小紅的實驗方案有什么不妥之處？提出一個改進方法更換不同規(guī)格的小燈泡，多測幾組數(shù)據(jù)，分析歸納得出結(jié)論．
（2）實驗中，觀察到燈泡L₁比燈泡L₂暗．根據(jù)這一現(xiàn)象，小榮做出以下分析：根據(jù)P=I²R，P與R成正比．L₁比L₂暗是因為L₁的電阻小于L₂的電阻．請你回答：此分析是否正確并說明理由．
（3）用一個電流表、一個阻值已知的電阻R₁，測量未知電阻R₂的阻值．設計的電路如圖2，閉合S、斷開S₁時，電流表的讀數(shù)為I₁；同時閉合S、S₁時，電流表的讀數(shù)為I₂．若電源的電壓不變，則待測電阻R₂的阻值表達式為R₂=$\frac{{I}_{1}{R}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$（用已給出的物理量符號表示）．

Answer 1

分析 （1）實驗結(jié)果要有普遍性，只測一組實驗數(shù)據(jù)具有偶然性，不能說明普遍規(guī)律，應多次測量．
（2）要根據(jù)P=I²R判斷燈泡電阻大小，應控制電流I大小相同．
（3）閉合S，斷開S₁時，電阻R₁接在電源兩端，電流表測流過R₁的電流，由歐姆定律求出電源電壓；
S、S₁都閉合時，電阻R₁與R₂并聯(lián)，電流表測并聯(lián)電路電阻，由并聯(lián)電路特點求出流過電阻R₂的電流，然后由歐姆定律表示出電阻R₂阻值．

解答 解：（1）小紅只進行了一次實驗，根據(jù)一組實驗數(shù)據(jù)就得出實驗結(jié)論，實驗結(jié)論不具有普遍性，為得出普遍規(guī)律，應更換不同規(guī)格的燈泡進行多次實驗，測出多組實驗數(shù)據(jù)，所以，存在的問題：該小組同學只用兩個燈泡，測了一組數(shù)據(jù)，就得出了結(jié)論；
改進的方法：更換不同規(guī)格的小燈泡，多測幾組數(shù)據(jù)，分析歸納得出結(jié)論．
（2）燈泡L₁比燈泡L₂暗，說明燈泡L₁的實際功率比燈泡L₂的實際功率小，要根據(jù)P=I²R判斷P與R的關系，應控制電流I相等，而現(xiàn)在兩條支路的電流I不同，因此她得出的結(jié)論是錯誤的．
（3）閉合S、斷開S₁時，電阻R₁接在電源兩端，由I=$\frac{U}{R}$可得，電源電壓U=I₁R₁；
S、S₁都閉合時，電阻R₁與R₂并聯(lián)，由于電源電壓U不變，電阻R₁阻值不變，所以流過電阻R₁的電流不變，仍為I₁，由并聯(lián)電路電流特點知，流過電阻R₂的電流I′=I₂-I₁，
則由I=$\frac{U}{R}$可得，R₂=$\frac{U}{I′}$=$\frac{{I}_{1}{R}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$．
故答案為：（1）實驗方案不妥之處是：只用兩個燈泡，測了一組數(shù)據(jù)，就得出了結(jié)論；
更換不同規(guī)格的小燈泡，多測幾組數(shù)據(jù)，分析歸納得出結(jié)論；
（2）不正確；沒有控制電流相同；
（3）$\frac{{I}_{1}{R}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$．

點評 本題考查了實驗評價、求燈泡功率與電阻、電流的關系、歐姆定律、并聯(lián)電路的特點的應用，并聯(lián)電路電流規(guī)律是重要的電學規(guī)律，必須熟練掌握．