Question

回顾实验和探究：（将下列实验报告中的空缺部分填写完整）
（1）探究焦耳定律：

器 材	电源、导线、开关、两个装有相同质量煤油的烧瓶、铜丝、镍镉合金丝、______．	装 置 图
准 备	实验装置如图所示，在两个相同的烧瓶中装相等质量的煤油，瓶中各放一根电阻丝，右瓶中电阻丝比左瓶中的大，通电后观察电流通过电阻丝产生的热量是煤油的温度升高，电流产生的热量越______，煤油温度上升的越______．
步  骤   和 现   象	（1）如图连接电路，闭合开关一段时间后，发现右侧瓶中温度______，这说明烧瓶中的镍镉合金丝产生的热量______； （2）只将右瓶中的镍镉合金丝接入电路，再用______改变电路中电流，使电流比刚才的电流大，通电时间跟上次实验一样，发现烧瓶中的煤油温度升高的比上次______，这说明______． （3）对于两瓶通电时间越长，烧瓶中煤油温度都升高的越______．
研究方法	本实验用的物理学研究方法有______和______．
结论	电流通过导体产生的热量多少与______、______和______有关．

（2）探究电磁感应现象与感应电流方向的影响因素：

实验   过程   现象	1、在如图所示的装置中，闭合开关，让导体不动，电流表的指针不偏转，让导体向上或者向下移动，电流表指针______；让导体左右移动，电流表指针______． 2、改变磁场中导体的运动方向，会发现电流表的指针偏转方向______．（改变 或  不改变） 3、改变______，电流表的指针的偏转方向会改变．
结论   应用	闭合电路______导体，在______中做______运动时，导体中会产生______，这种现象叫______，产生的电流叫做______．此电流的方向与______和______有关．此现象中，______能转化为______能．据此制成了______．

（3）伏安法测量小灯泡的额定功率：

器材	电源、导线、开关、小灯泡（3.8V），电流表、电压表、______．
装     置     图		在左边的框中画出对应的电路图
原理	______．
方法  和 步骤	（1）按照电路图连接实物图 （2）实验中用______调节小灯泡两端的电压，电压表应和______并联，为了提高测量的准确性，最好选用______V的量程．闭合开关后发现小灯泡两端的电压只有3V，这时滑动变阻器的滑片应向______端移动，是电压表的示数为______V，此时电流表的示数为0.3A，则该灯泡的额定功率为______W．
现象 表格	实验次数     U/V     I/A     P/W     小灯泡亮度 1 3.5 0.28 0.98 较暗 2 ______  0.3 ______ ______ 3 4.0 0.31 ______ 较亮
结论	（1）实验验证当小灯泡两端的电压大于额定电压时，灯泡的实际功率______于额定功率，灯泡变______；当灯泡两端的电压小于额定电压时，灯泡的实际功率______于额定功率，灯泡变______；当灯泡两端的电压等于额定电压时，灯泡的实际功率等于额定功率，灯泡______． （2）小灯泡的亮度由______功率决定．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据实验电路一一对应可知缺少的器材；
电阻丝产生的热量可以通过煤油温度的变化量进行比较；
步骤和现象：根据Q=I²Rt和温度计示数的变化情况可以得到正极的步骤和现象；注意滑动变阻器可以改变电路中的电流；
当一个物理量受到多个物理量影响时，需要用控制变量进行探究；当不容易直接观察出的现象，可以转换为看得见，摸得着的现象，即为转换法；
根据实验现象和焦耳定律归纳出影响电流通过导体产生热量的因素．
（2）利用控制变量法的思路去探究感应电流的方向与导体运动方向的关系；根据实验现象归纳出感应电流的定义，以及涉及的能量转化和应用．
（3）根据实物图确定实验缺少的器材，并画出相应的电路图；
实验原理：P=UI；
实验方法：测量出灯泡两端的电压和通过灯泡的电流；注意灯泡只有在额定电压下才能够正常发光；
实验数据中的功率可以根据P=UI计算得到，当灯泡在额定电压下或额定电流下工作时，灯泡正常发光；
根据表中数据进行归纳出相关的结论．
解答：解：（1）从实物图中可以看出，器材缺少滑动变阻器；
电阻丝产生的热量可以通过煤油温度的变化量反映出来的，因此电流通过电阻丝产生的热量是煤油的温度升高，电流产生的热量越多，煤油温度上升的越快；
步骤和现象：①如图连接电路，闭合开关一段时间后，发现右侧瓶中温度升高的慢，这说明烧瓶中的镍镉合金丝产生的热量少；
②只将右瓶中的镍镉合金丝接入电路，再用滑动变阻器改变电路中电流，使电流比刚才的电流大，通电时间跟上次实验一样，发现烧瓶中的煤油温度升高的比上次快，这说明电阻和通电时间一定时，电流越大，电阻丝产生的热量越多．
③对于两瓶通电时间越长，烧瓶中煤油温度都升高的越高．
该实验运用控制变量法和转换法进行探究；
通过实验现象可知，电流通过导体产生的热量多少与电流、电阻和通电时间有关．
（2）实验过程及现象：1、在如图所示的装置中，闭合开关，让导体不动，电流表的指针不偏转，让导体向上或者向下移动，电流表指针不偏转；让导体左右移动，电流表指针偏转．
2、改变磁场中导体的运动方向，会发现电流表的指针偏转方向改变．
3、改变磁场方向，电流表的指针的偏转方向会改变．
结论与应用：闭合电路中的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这种现象叫电磁感应，产生的电流叫做感应电流．此电流的方向与导体运动的方向和磁场方向有关．此现象中，机械能转化为电能．据此制成了发电机．
（3）从实物图中可以看出缺少的器材是滑动变阻器；
灯泡与滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量灯泡两端的电压，开关控制整个电路，如图所示：

伏安法测量小灯泡额定功率的原理：P=UI；
方法和步骤：①按照电路图连接实物图；
②实验中用滑动变阻器调节小灯泡两端的电压，电压表应和小灯泡并联，为了提高测量的准确性，最好选用0～15V的量程．闭合开关后发现小灯泡两端的电压只有3V，这时滑动变阻器的滑片应向左端移动，是电压表的示数为3.8V，此时电流表的示数为0.3A，则该灯泡的额定功率为P=UI=3.8V×0.3A=1.14W．
表格中的数据：当通过灯泡的电流为0.3A时，灯泡两端电压为额定电压3.8V，额定功率为1.14W，灯泡正常发光；当灯泡两端电压为4V时，通过的电流为0.31A，则此时的功率P′=U′I′=4V×0.31A=1.24W．

实验次数	U/V	I/A	P/W	小灯泡亮度
1	3.5	0.28	0.98	较暗
2	3.8	0.3	1.14	正常
3	4.0	0.31	1.24	较亮

结论：①实验验证当小灯泡两端的电压大于额定电压时，灯泡的实际功率大于于额定功率，灯泡变亮；当灯泡两端的电压小于额定电压时，灯泡的实际功率小于额定功率，灯泡变暗；当灯泡两端的电压等于额定电压时，灯泡的实际功率等于额定功率，灯泡正常发光．
②小灯泡的亮度由实际功率决定．
故答案为：（1）滑动变阻器；多，快；升高的慢，少，滑动变阻器，快，电阻和通电时间一定时，电流越大，电阻丝产生的热量越多，快；控制变量法；转换法；电流、电阻、通电时间．
（2）不偏转，偏转；改变，磁场方向；中的一部分，磁场，切割磁感线，电流，电磁感应，感应电流，导体运动的方向，磁场方向，机械，电，发电机．
（3）滑动变阻器；P=UI；滑动变阻器，小灯泡，0～15，左，3.8，1.14；数据见上表；大，亮，小，暗，正常发光；实际．
点评：本题是一道综合性较强的题目，考查伏安法测电阻的原理、器材、电路图、实验步骤以及设计表格和影响电磁铁磁性强弱的因素．连接实物图时，要注意滑动变阻器的接法；掌握控制变量法在本实验中的正确应用．