Question

为了探究“影响电功的因素”，某课外活动小组设计了如题图所示的实验方案．图中白炽灯 L₁ 为“220V-40W”，R₁ =1210Ω，L₂ 为“220V-100W”，R₂ =484Ω；电能表的参数为“220V，50Hz，5（10）A，2 400r/（KW?h）”．其实验过程是：S₁ 闭合，S₂ 断开，观察5min内电能表转盘的转数 n₁ =8圈；S₁ 断开，S₂ 闭合，观察5min内电能表转盘的转数 n₂ =20圈；S₁ ，S₂ 均闭合，5min内电能表转盘的转数 n₃ =28圈．在三次实验中均观察到L₂比L₁ 亮；用手接近白炽灯（不接触）均感到测L₂比L₁热．请你根据对这些实验现象的分析回答下面的问题：

（1）S₁ ，S₂ 均闭合时，L₁ ，L₂属于

并

联电路，L₁、L₂两端的电压

相同

，通过的电流

不相同

（填“相同”或“不相同”）．
（2）由n₂ ＞n₁可知，在相同时间内，L₁消耗的电能

少于

L₂消耗的电能．
（3）由L₂比L₁热，L₂比L₁亮可知，电流通过L₂转化的电能

大于

通过L₁转化的电能．
（4）根据欧姆定律，通过的L₁电流I₁

小于

通过L₂的电流I₂．
（5）通过以上分析可以得出如下结论：在时间相同、电压一定的情况下，电流做功的多少与

电流

有关，

电流

越大，电流做功

越多

．

Answer 1

分析：（1）由电路图可知，S₁ ，S₂ 均闭合时两灯泡并联，根据并联电路的电压特点可知两灯泡两端的电压关系，根据欧姆定律可知两灯泡之间的电流关系；
（2）该电能表上标有2400r/kW?h，表示电能表转盘每转过2400转消耗1kW?h的电能，根据相同的时间内电能表转盘的转数比较两灯泡消耗电能之间的关系；
（3）白炽灯通过灯丝发热从而发光，利用了电流的热效应，从而可知电流通过两灯泡转化电能之间的关系；
（4）根据W=UIt可知两灯泡电流之间的关系；
（5）归纳以上分析得出在时间相同、电压一定的情况下，电流做功与电流之间的关系．

解答：解：（1）由电路图可知，S₁ ，S₂ 均闭合时，L₁、L₂并联，
∵并联电路中各支路两端的电压相等，
∴L₁、L₂两端的电压相同，
∵两灯泡的电阻不相等，
∴根据欧姆定律可知，两灯泡的电流不相等．
（2）由题意可知，5min内，L₁单独工作时电能表转盘的转数为8圈，L₂单独工作时电能表转盘的转数为20圈，
∴在相同时间内，L₁消耗的电能少于L₂消耗的电能；
（3）L₂比L₁亮说明L₂的功率大于L₁的功率，L₂比L₁热说明电流通过L₂产生的热量大于L₁产生的热量，即电流通过L₂转化的电能大于通过L₁转化的电能；
（4）根据W=UIt可知，两灯泡的电压和通电时间相同时，L₂消耗的电能多，说明通过L₂的电流大于L₁的电流；
（5）通过以上分析可以得出如下结论：在时间相同、电压一定的情况下，电流做功的多少与电流有关，电流越大，电流做功越多．
故答案为：
（1）并；相同；不相同；
（2）少于；
（3）大于；
（4）小于；
（5）电流；电流；越多．

点评：本题考查了探究“影响电功的因素”的实验，涉及到并联电路的特点和欧姆定律、电功公式、电能表的应用等，巧妙的利用电能表来设计实验进行探究，比较新颖，是一道难度较大的题目．