Question

為了探究“影響電功的因素”，某課外活動小組設計了如題圖所示的實驗方案．圖中白熾燈 L₁ 為“220V-40W”，R₁ =1210Ω，L₂ 為“220V-100W”，R₂ =484Ω；電能表的參數為“220V，50Hz，5（10）A，2 400r/（KW?h）”．其實驗過程是：S₁ 閉合，S₂ 斷開，觀察5min內電能表轉盤的轉數 n₁ =8圈；S₁ 斷開，S₂ 閉合，觀察5min內電能表轉盤的轉數 n₂ =20圈；S₁ ，S₂ 均閉合，5min內電能表轉盤的轉數 n₃ =28圈．在三次實驗中均觀察到L₂比L₁ 亮；用手接近白熾燈（不接觸）均感到測L₂比L₁熱．請你根據對這些實驗現象的分析回答下面的問題：

（1）S₁ ，S₂ 均閉合時，L₁ ，L₂屬于

并

聯電路，L₁、L₂兩端的電壓

相同

，通過的電流

不相同

（填“相同”或“不相同”）．
（2）由n₂ ＞n₁可知，在相同時間內，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L₂轉化的電能

大于

通過L₁轉化的電能．
（4）根據歐姆定律，通過的L₁電流I₁

小于

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

電流

有關，

電流

越大，電流做功

越多

．

Answer 1

分析：（1）由電路圖可知，S₁ ，S₂ 均閉合時兩燈泡并聯，根據并聯電路的電壓特點可知兩燈泡兩端的電壓關系，根據歐姆定律可知兩燈泡之間的電流關系；
（2）該電能表上標有2400r/kW?h，表示電能表轉盤每轉過2400轉消耗1kW?h的電能，根據相同的時間內電能表轉盤的轉數比較兩燈泡消耗電能之間的關系；
（3）白熾燈通過燈絲發熱從而發光，利用了電流的熱效應，從而可知電流通過兩燈泡轉化電能之間的關系；
（4）根據W=UIt可知兩燈泡電流之間的關系；
（5）歸納以上分析得出在時間相同、電壓一定的情況下，電流做功與電流之間的關系．

解答：解：（1）由電路圖可知，S₁ ，S₂ 均閉合時，L₁、L₂并聯，
∵并聯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，
∴根據歐姆定律可知，兩燈泡的電流不相等．
（2）由題意可知，5min內，L₁單獨工作時電能表轉盤的轉數為8圈，L₂單獨工作時電能表轉盤的轉數為20圈，
∴在相同時間內，L₁消耗的電能少于L₂消耗的電能；
（3）L₂比L₁亮說明L₂的功率大于L₁的功率，L₂比L₁熱說明電流通過L₂產生的熱量大于L₁產生的熱量，即電流通過L₂轉化的電能大于通過L₁轉化的電能；
（4）根據W=UIt可知，兩燈泡的電壓和通電時間相同時，L₂消耗的電能多，說明通過L₂的電流大于L₁的電流；
（5）通過以上分析可以得出如下結論：在時間相同、電壓一定的情況下，電流做功的多少與電流有關，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．

點評：本題考查了探究“影響電功的因素”的實驗，涉及到并聯電路的特點和歐姆定律、電功公式、電能表的應用等，巧妙的利用電能表來設計實驗進行探究，比較新穎，是一道難度較大的題目．