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、導線、開關、兩個裝有相同質量煤油的燒瓶、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生的熱量是煤油的溫度升高，電流產生的熱量越 多 ，煤油溫度上升的越 快 ．
步  驟   和 現(xiàn)   象	（1）如圖連接電路，閉合開關一段時間后，發(fā)現(xiàn)右側瓶中溫度 升高的慢 ，這說明燒瓶中的鎳鎘合金絲產生的熱量 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	本實驗用的物理學研究方法有 控制變量法 和 轉換法 ．
結論	電流通過導體產生的熱量多少與 電流 、 電阻 和 通電時間 有關．

（2）探究電磁感應現(xiàn)象與感應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，讓導體不動，電流表的指針不偏轉，讓導體向上或者向下移動，電流表指針 不偏轉 ；讓導體左右移動，電流表指針 偏轉 ． 2、改變磁場中導體的運動方向，會發(fā)現(xiàn)電流表的指針偏轉方向 改變 ．（改變 或  不改變） 3、改變 磁場方向 ，電流表的指針的偏轉方向會改變．
結論   應用	閉合電路 中的一部分 導體，在 磁場 中做 切割磁感線 運動時，導體中會產生 電流 ，這種現(xiàn)象叫 電磁感應 ，產生的電流叫做 感應電流 ．此電流的方向與 導體運動的方向 和 磁場方向 有關．此現(xiàn)象中， 機械 能轉化為 電 能．據此制成了 發(fā)電機 ．

（3）伏安法測量小燈泡的額定功率：

器材	電源、導線、開關、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 調節(jié)小燈泡兩端的電壓，電壓表應和 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向 左 端移動，是電壓表的示數為 3.8 V，此時電流表的示數為0.3A，則該燈泡的額定功率為 1.14 W．
現(xiàn)象 表格	實驗次數     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
結論	（1）實驗驗證當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）根據實驗電路一一對應可知缺少的器材；
電阻絲產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Q=I²Rt和溫度計示數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；當不容易直接觀察出的現(xiàn)象，可以轉換為看得見，摸得著的現(xiàn)象，即為轉換法；
根據實驗現(xiàn)象和焦耳定律歸納出影響電流通過導體產生熱量的因素．
（2）利用控制變量法的思路去探究感應電流的方向與導體運動方向的關系；根據實驗現(xiàn)象歸納出感應電流的定義，以及涉及的能量轉化和應用．
（3）根據實物圖確定實驗缺少的器材，并畫出相應的電路圖；
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；
實驗數據中的功率可以根據P=UI計算得到，當燈泡在額定電壓下或額定電流下工作時，燈泡正常發(fā)光；
根據表中數據進行歸納出相關的結論．

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生的熱量是煤油的溫度升高，電流產生的熱量越多，煤油溫度上升的越快；
步驟和現(xiàn)象：①如圖連接電路，閉合開關一段時間后，發(fā)現(xiàn)右側瓶中溫度升高的慢，這說明燒瓶中的鎳鎘合金絲產生的熱量少；
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換法進行探究；
通過實驗現(xiàn)象可知，電流通過導體產生的熱量多少與電流、電阻和通電時間有關．
（2）實驗過程及現(xiàn)象：1、在如圖所示的裝置中，閉合開關，讓導體不動，電流表的指針不偏轉，讓導體向上或者向下移動，電流表指針不偏轉；讓導體左右移動，電流表指針偏轉．
2、改變磁場中導體的運動方向，會發(fā)現(xiàn)電流表的指針偏轉方向改變．
3、改變磁場方向，電流表的指針的偏轉方向會改變．
結論與應用：閉合電路中的一部分導體，在磁場中做切割磁感線運動時，導體中會產生感應電流，這種現(xiàn)象叫電磁感應，產生的電流叫做感應電流．此電流的方向與導體運動的方向和磁場方向有關．此現(xiàn)象中，機械能轉化為電能．據此制成了發(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節(jié)小燈泡兩端的電壓，電壓表應和小燈泡并聯(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向左端移動，是電壓表的示數為3.8V，此時電流表的示數為0.3A，則該燈泡的額定功率為P=UI=3.8V×0.3A=1.14W．
表格中的數據：當通過燈泡的電流為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	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

結論：①實驗驗證當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，電阻絲產生的熱量越多，快；控制變量法；轉換法；電流、電阻、通電時間．
（2）不偏轉，偏轉；改變，磁場方向；中的一部分，磁場，切割磁感線，電流，電磁感應，感應電流，導體運動的方向，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；數據見上表；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用．