在“探究灯泡的电功率跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下猜想:
甲:电功率跟电压有关,电压越高,电功率越大.
乙:电功率跟电流有关,电流越大,电功率越大.
请你任选其中一个猜想,设计实验,进行验证.
(1)你验证的猜想是______(填甲或乙).
(2)实验需要的器材,除电源、导线、开关外,还需要______.
(3)在右面的方框中画出你的实验电路图.
(4)在该实验中,你需要收集的数据是______.
(5)你是通过观察比较______来比较两灯泡功率的大小的.
(6)探究出电功率跟电压和电流的关系后,爱动脑筋的小明猜想:“电功率跟电阻之间也可能有一定的关系.”于是,他向老师借了一些定值电阻和其他相关器材进行实验,其实验数据如表一、表二所示.
表一 表二
R/Ω | 5 | 10 | 15 | 20 | 30 |
I/A | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
U/V | 1 | 2 | 3 | 4 | 6 |
P/W | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 1.2 |
R/Ω | 5 | 10 | 15 | 20 | 30 |
I/A | 1.2 | 0.6 | 0.4 | 0.3 | 0.2 |
U/V | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
P/W | 7.2 | 3.6 | 2.4 | 1.8 | 1.2 |
根据表一中的数据可以得出电功率跟电阻阻值之间的关系是:______;
根据表二中的数据可以得出电功率跟电阻阻值之间的关系是:______.
答案:
分析:(1)两个猜想都可验证,验证的猜想不同,实验电路图和步骤不同.若验证电功率跟电压有关,电压越高,电功率越大,则应控制电流相等,电压不等来研究电压对电功率影响.
(2)①若验证猜想甲,就要控制电流相同,故选用串联电路,需使用两个不同规格的灯泡,使两个灯的电压不同,然后用电压表分别测出两个灯泡各自的电压值.再通过灯泡的明暗程度来判断电压和电功率的关系.
②若验证猜想乙,就要控制电压相同,可选用并联电路,使用两个不同规格的灯泡(控制它们的电流不同)并联,然后用电流表分别测出通过两个灯泡的电流,然后再比较通过灯泡的明暗程度来研究电流和电功率的关系.
(3)第一个表中分析电流一定时,功率与电阻的关系,第二个表中分析电压一定时,功率与电阻的关系.
解答:解:(1)如图的电路是验证猜想甲:电功率跟电压有关,电压越高,电功率越大.
(2)由于要研究电压对功率的影响,故灯的电压应不同,使用两个规格不同的小灯泡;
测电压还需使用电压表.
(3)两个电灯串联后接入电路.
(4)要用电压表分别测量两灯泡两端的电压U1、U2.
(5)通过两灯泡的亮度的不同,来比较电压对功率的影响,可能发现电压较大的灯,亮度较大.
(6)第一个表格中的电流是定值,电阻越大,功率也越大,即电流一定时,电功率跟电阻成正比;
第三个表格中,电压是定值,电阻越大,功率也越小,即电压一定时,电功率跟电阻成反比.
故本题答案为:(1)甲;(2)两个规格不同的小灯泡,电压表;两灯泡两端的电压U1、U2;两灯泡的亮度;电流一定时,电功率跟电阻成正比;电压一定时,电功率跟电阻成反比.