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“探究影响电流做功的因素”的实验需要同学们通过实验了解电流做功与哪些因素有关.由于同学们还没有接触过专门测量电功的仪器，所以实验采用的是定性研究的方法.该实验设计如图1、图2所示.
一、实验设计思路
考虑到电流做功的多少可能与导体两端的电压大小、通过导体的电流大小以及通电时间有关，实验中需要用到控制变量法.巧妙地使用了串联电路及并联电路的特点，就可以解决这一难题.
如图1，采用串联电路时，保证通过两个灯泡的电流相等、通电的时间相等，可探究电流做功大小与电压大小之间的关系.
如图2，采用并联电路时，保证加在两个灯泡两端的电压相等、通电的时间相等，可探究电流做功与电流大小之间的关系.
同学们通过观察灯泡明暗程度，可定性地判断电流做功的多少.此实验方案器材选取方便、设计精巧、形象直观，易于接受和理解.
二、实验中需要澄清的问题
1.为什么每个实验中灯丝的阻值不同？
两个实验都运用了控制变量法.如图1所示的实验是探究电流做功与电压的关系，采用串联电路，控制通过两段灯丝的电流相同和通电时间相同，由于两段灯丝的阻值不同，根据串联分压知，两段灯丝两端的电压不同，我们就可通过观察灯泡的亮暗程度来判断因灯丝两端电压不同电流做功情况的差异，达到研究目的.如图2所示实验是探究电流做功与电流的关系，同学们可自己分析.
2.实验中为了使得出的规律具有普遍意义，需尽量多做几次实验.
多做几次实验，对于图1可通过改变几组电压值，重复实验；对于图2可通过改变几组电流值，重复实验.方法都有两种：①调节学生电源的电压输出转换开关，改变电源输出电压；②串联滑动变阻器.
3.实验中若不用小灯泡，还可以怎样进行实验？
可将小灯泡换成电阻丝，将电阻线放入煤油中，通过电阻丝加热煤油，观察煤油的温度或体积变化来定性判断电流做功的多少.实验设计依据是电流的热效应.
三、实验设计的缺陷与改进
此实验方案尽管器材选取方便、便于操作、形象直观，但实验要求两小灯泡的灯丝阻值相差较大效果才会比较明显.在实际操作中很多同学在对小灯泡的选取上很难做到不出问题，甚至会出现随便选取两个不同的小灯泡，结果往往出现小灯泡的亮度很难比较的现象，因此同学们在实验探究过程中都是以电表的读数来确定灯泡的亮度，这就失去了科学探究的意义，也不利于培养同学们实事求是的科学态度与科学精神.
实验设计还有另一个缺陷，即不能进行多次实验.只通过一次实验得到的“结果”就认为是某一规律的“结论”是不科学的，也是不严谨的.所以，如果在原实验电路的干路上增加一个滑动变阻器，即可实现多次实验，如图3、图4所示.如果同学们能再细心选用两只灯丝电阻相差较大的灯泡，实验效果就会更显著.
四、典型例题
例 如图所示电路是“探究影响电流做功与哪些因素有关”的实验装置.
（1）请根据连好的实物电路图，在虚线框内将相应的电路图补充完整；
（2）根据此装置现在的连接方式，可以判断它是探究电流做功与 的关系；
（3）在这个实验中，电流做功的多少，是通过 灯泡的亮暗体现出来，因为在相同时间内电流做的功越多，消耗的 电能就越多，电灯获得的内能就越多，电灯就越亮.像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫“转换法”，这种方法在物理学研究中经常用到，请举一例： .
解析 本题主要考查了电功的实质、串联电路的特点、控制变量法以及根据实物图画电路图.
解题中画电路图要规范，能准确表达实物图的连接方式；研究影响电功的因素要用到控制变量法；理解转化法：用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫“转换法”.它也是研究物理问题的常用方法.
答 （1）如图所示.
（2）图中两灯串联，通过它们的电流相等，故实验是研究电功与电压的关系.
（3）灯泡越亮，说明功率越大，在相同时间内电流做功就越多，消耗的电能就越多；所以通过灯泡的亮暗可体现出电功的多少；转化法在物理实验中的应用较多，如电磁铁磁性的强弱可通过吸引铁钉的多少来体现；音叉的振动可通过乒乓球的弹起来体现等.
一、实验设计思路
考虑到电流做功的多少可能与导体两端的电压大小、通过导体的电流大小以及通电时间有关，实验中需要用到控制变量法.巧妙地使用了串联电路及并联电路的特点，就可以解决这一难题.
如图1，采用串联电路时，保证通过两个灯泡的电流相等、通电的时间相等，可探究电流做功大小与电压大小之间的关系.
如图2，采用并联电路时，保证加在两个灯泡两端的电压相等、通电的时间相等，可探究电流做功与电流大小之间的关系.
同学们通过观察灯泡明暗程度，可定性地判断电流做功的多少.此实验方案器材选取方便、设计精巧、形象直观，易于接受和理解.
二、实验中需要澄清的问题
1.为什么每个实验中灯丝的阻值不同？
两个实验都运用了控制变量法.如图1所示的实验是探究电流做功与电压的关系，采用串联电路，控制通过两段灯丝的电流相同和通电时间相同，由于两段灯丝的阻值不同，根据串联分压知，两段灯丝两端的电压不同，我们就可通过观察灯泡的亮暗程度来判断因灯丝两端电压不同电流做功情况的差异，达到研究目的.如图2所示实验是探究电流做功与电流的关系，同学们可自己分析.
2.实验中为了使得出的规律具有普遍意义，需尽量多做几次实验.
多做几次实验，对于图1可通过改变几组电压值，重复实验；对于图2可通过改变几组电流值，重复实验.方法都有两种：①调节学生电源的电压输出转换开关，改变电源输出电压；②串联滑动变阻器.
3.实验中若不用小灯泡，还可以怎样进行实验？
可将小灯泡换成电阻丝，将电阻线放入煤油中，通过电阻丝加热煤油，观察煤油的温度或体积变化来定性判断电流做功的多少.实验设计依据是电流的热效应.
三、实验设计的缺陷与改进
此实验方案尽管器材选取方便、便于操作、形象直观，但实验要求两小灯泡的灯丝阻值相差较大效果才会比较明显.在实际操作中很多同学在对小灯泡的选取上很难做到不出问题，甚至会出现随便选取两个不同的小灯泡，结果往往出现小灯泡的亮度很难比较的现象，因此同学们在实验探究过程中都是以电表的读数来确定灯泡的亮度，这就失去了科学探究的意义，也不利于培养同学们实事求是的科学态度与科学精神.
实验设计还有另一个缺陷，即不能进行多次实验.只通过一次实验得到的“结果”就认为是某一规律的“结论”是不科学的，也是不严谨的.所以，如果在原实验电路的干路上增加一个滑动变阻器，即可实现多次实验，如图3、图4所示.如果同学们能再细心选用两只灯丝电阻相差较大的灯泡，实验效果就会更显著.
四、典型例题
例 如图所示电路是“探究影响电流做功与哪些因素有关”的实验装置.
（1）请根据连好的实物电路图，在虚线框内将相应的电路图补充完整；
（2）根据此装置现在的连接方式，可以判断它是探究电流做功与 的关系；
（3）在这个实验中，电流做功的多少，是通过 灯泡的亮暗体现出来，因为在相同时间内电流做的功越多，消耗的 电能就越多，电灯获得的内能就越多，电灯就越亮.像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫“转换法”，这种方法在物理学研究中经常用到，请举一例： .
解析 本题主要考查了电功的实质、串联电路的特点、控制变量法以及根据实物图画电路图.
解题中画电路图要规范，能准确表达实物图的连接方式；研究影响电功的因素要用到控制变量法；理解转化法：用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫“转换法”.它也是研究物理问题的常用方法.
答 （1）如图所示.
（2）图中两灯串联，通过它们的电流相等，故实验是研究电功与电压的关系.
（3）灯泡越亮，说明功率越大，在相同时间内电流做功就越多，消耗的电能就越多；所以通过灯泡的亮暗可体现出电功的多少；转化法在物理实验中的应用较多，如电磁铁磁性的强弱可通过吸引铁钉的多少来体现；音叉的振动可通过乒乓球的弹起来体现等.