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初中物理

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    学习了电功率后,物理老师布置了一道课外作业题:请通过实验、调查或查阅资料等形式,自选角度,探究白炽灯将逐渐被称之为“冷光源”的各种节能灯代替的原因.小明想从节能的角度用实验进行探究,他设计了一个简单的实验方案:
    (1)将一只“220V 40W”白炽灯和一只“220V 10W”节能灯,分别安装在两个相同的、可以封闭的纸盒内的相同位置,保证在接通电路时加在这两盏灯上的电压均为220V;
    (2)将两支完全相同的温度计安装在纸盒内的相同位置;
    (3)封闭纸盒后同时接通电路;
    (4)5min后打开节能灯所在的纸盒,读取里面温度计的示数;10min后打开白炽灯所在的纸盒,读取里面温度计的示数.
    (5)他根据观察到的实验现象和数据进行分析并得出了结论:与白炽灯放在一个盒子里的温度计示数明显高于与节能灯放在一个盒子里的温度计示数,说明白炽灯消耗的电能除了用于发光外,还有很大一部分转变成了 ______能散失到周围空气中,而节能灯的这种散失则很小.节能灯比白炽灯能更有效地利用电能,这就是白炽灯将逐渐被节能灯代替的主要原因.
    请你指出这个实验方案中存在的两个错误:a. ______;b. ______.
    本题信息:2012年常德模拟物理问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “学习了电功率后,物理老师布置了一道课外作业题:请通过实验、调查或查阅资料等形式,自选角度,探究白炽灯将逐渐被称之为“冷光源”的各种节能灯代替的原因....” 主要考查您对

电功的概念

控制变量法和科学探究的过程

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  • 电功的概念
  • 控制变量法和科学探究的过程

概念:
电能转化为其他形式能的过程是电流做功的过程。电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,或消耗了多少电能

电功单位:
国际单位:焦耳(J)
常用单位:千瓦时(kW·h)
关系:1kW·h=3.6×106J


用控制变量法和转换法探究电流做功与哪些因素有关:
1.在实验探究过程中,先采用串联电路,控制通过两段电阻丝的电流相同,在通电时间相同的情况下探究电流做功与电压大小之间的关系;再采用并联电路,使加在两段电阻丝上的电压相同,在通电时间相同的情况下,探究电流做功与电流大小之间的关系。
2.电流做功多少是通过电流的热效应转换为煤油的内能的变化,又转化为煤油的温度变化来体现的。

例对于“电流做功与哪些因素有关”的问题,刘星同学作了如下猜想:
猜想A:电流做功可能与电压有关;
猜想B:电流做功可能与电流有关;
猜想C:电流做功可能与通电时间有关。为了验证自己的猜想,他选择了如图甲所示的装置(除电阻丝阻值不同外,其余条件均相同)及电源、开关、电压表、导线若干。他将两电阻丝串联后接入电路,如图乙所示。

 (1)将两电阻丝串联接人电路的目的是为了控制通过电阻丝的____和通电时间相同,他采用的科学探究方法是_____。
(2)接通电路前,他想:通电一段时间后观察温度计示数的变化,若两支温度计示数变化不同,则说明电流做功与电阻丝两端的______有关这就验证了猜想_______。

解析:从猜想可以看出,影响电流做功的因素有电压、电流和通电时间三个因素,在通过实验探究电流做功与某个因素的关系时,应采用控制变量法。实验装置采用串联的目的是使通过两电阻的电流和通电时间相同(同时接通,同时断开),这是为了研究电流做功与电压的关系,阻值大的电阻两端电压大。电流做功时将电能转化为煤油的内能,因此电流做功的多少可以通过煤油的温度显示出来,若通电一段时间后,两瓶中煤油温度变化不同,则说明电流做功与电压有关。

答案:(1)电流  控制变量法(2)电压  A


电功和电功率知识梳理:

控制变量法:
物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。例如以下的探究实验:
探究影响蒸发快慢的因素;
探究力与运动的关系
探究影响滑动摩擦力大小的因素;
探究影响压力的作用效果的因素;
探究影响液体压强大小的因素;
探究影响浮力大小的因素;
探究影响动能大小的因素;
探究影响重力势能大小的因素;
验证欧姆定律

科学探究过程:
科学探究过程的一些环节:提出问题、猜想和假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集数据、分析与论证、评估、交流与合作。
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