Question

為了探究“影響電功的因素”，某課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)了如題圖所示的實(shí)驗(yàn)方案．圖中白熾燈 L₁ 為“220V-40W”，R₁ =1210Ω，L₂ 為“220V-100W”，R₂ =484Ω；電能表的參數(shù)為“220V，50Hz，5（10）A，2 400r/（KW?h）”．其實(shí)驗(yàn)過(guò)程是：S₁ 閉合，S₂ 斷開(kāi)，觀察5min內(nèi)電能表轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)數(shù) n₁ =8圈；S₁ 斷開(kāi)，S₂ 閉合，觀察5min內(nèi)電能表轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)數(shù) n₂ =20圈；S₁ ，S₂ 均閉合，5min內(nèi)電能表轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)數(shù) n₃ =28圈．在三次實(shí)驗(yàn)中均觀察到L₂比L₁ 亮；用手接近白熾燈（不接觸）均感到測(cè)L₂比L₁熱．請(qǐng)你根據(jù)對(duì)這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析回答下面的問(wèn)題：

（1）S₁ ，S₂ 均閉合時(shí)，L₁ ，L₂屬于

并

聯(lián)電路，L₁、L₂兩端的電壓

相同

，通過(guò)的電流

不相同

（填“相同”或“不相同”）．
（2）由n₂ ＞n₁可知，在相同時(shí)間內(nèi)，L₁消耗的電能

少于

L₂消耗的電能．
（3）由L₂比L₁熱，L₂比L₁亮可知，電流通過(guò)L₂轉(zhuǎn)化的電能

大于

通過(guò)L₁轉(zhuǎn)化的電能．
（4）根據(jù)歐姆定律，通過(guò)的L₁電流I₁

小于

通過(guò)L₂的電流I₂．
（5）通過(guò)以上分析可以得出如下結(jié)論：在時(shí)間相同、電壓一定的情況下，電流做功的多少與

電流

有關(guān)，

電流

越大，電流做功

越多

．

Answer 1

分析：（1）由電路圖可知，S₁ ，S₂ 均閉合時(shí)兩燈泡并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知兩燈泡兩端的電壓關(guān)系，根據(jù)歐姆定律可知兩燈泡之間的電流關(guān)系；
（2）該電能表上標(biāo)有2400r/kW?h，表示電能表轉(zhuǎn)盤(pán)每轉(zhuǎn)過(guò)2400轉(zhuǎn)消耗1kW?h的電能，根據(jù)相同的時(shí)間內(nèi)電能表轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)數(shù)比較兩燈泡消耗電能之間的關(guān)系；
（3）白熾燈通過(guò)燈絲發(fā)熱從而發(fā)光，利用了電流的熱效應(yīng)，從而可知電流通過(guò)兩燈泡轉(zhuǎn)化電能之間的關(guān)系；
（4）根據(jù)W=UIt可知兩燈泡電流之間的關(guān)系；
（5）歸納以上分析得出在時(shí)間相同、電壓一定的情況下，電流做功與電流之間的關(guān)系．

解答：解：（1）由電路圖可知，S₁ ，S₂ 均閉合時(shí)，L₁、L₂并聯(lián)，
∵并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
∴L₁、L₂兩端的電壓相同，
∵兩燈泡的電阻不相等，
∴根據(jù)歐姆定律可知，兩燈泡的電流不相等．
（2）由題意可知，5min內(nèi)，L₁單獨(dú)工作時(shí)電能表轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)數(shù)為8圈，L₂單獨(dú)工作時(shí)電能表轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)數(shù)為20圈，
∴在相同時(shí)間內(nèi)，L₁消耗的電能少于L₂消耗的電能；
（3）L₂比L₁亮說(shuō)明L₂的功率大于L₁的功率，L₂比L₁熱說(shuō)明電流通過(guò)L₂產(chǎn)生的熱量大于L₁產(chǎn)生的熱量，即電流通過(guò)L₂轉(zhuǎn)化的電能大于通過(guò)L₁轉(zhuǎn)化的電能；
（4）根據(jù)W=UIt可知，兩燈泡的電壓和通電時(shí)間相同時(shí)，L₂消耗的電能多，說(shuō)明通過(guò)L₂的電流大于L₁的電流；
（5）通過(guò)以上分析可以得出如下結(jié)論：在時(shí)間相同、電壓一定的情況下，電流做功的多少與電流有關(guān)，電流越大，電流做功越多．
故答案為：
（1）并；相同；不相同；
（2）少于；
（3）大于；
（4）小于；
（5）電流；電流；越多．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了探究“影響電功的因素”的實(shí)驗(yàn)，涉及到并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功公式、電能表的應(yīng)用等，巧妙的利用電能表來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，比較新穎，是一道難度較大的題目．