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16. 在“探究影响电流做功多少的因素”活动中，同学们设计了如图甲、乙、丙三个电路.
(1)根据
(2)经过讨论，小明认为不可以选择图甲电路，原因是
(3)为了研究电功与电流的关系，小丽认为应该选择图乙所示的电路，小勇认为该电路有不足之处，他的理由是
(4)利用图丙电路是为了探究电功与
(1)根据
灯泡的亮度
，我们可以比较相同时间内电流做功的多少.(2)经过讨论，小明认为不可以选择图甲电路，原因是
无法利用控制变量法探究电功与电压、电流的关系
.(3)为了研究电功与电流的关系，小丽认为应该选择图乙所示的电路，小勇认为该电路有不足之处，他的理由是
不能多次测量，无法排除实验结论的偶然性
.(4)利用图丙电路是为了探究电功与
电压
的关系，当闭合开关后，小华发现两灯都不亮，电压表$V_1$有示数，电压表$V_2$无示数，你认为电路发生的故障是$L_{1}$断路
.排除故障后，同学们正确操作，根据电压越大，灯泡越亮
现象得出了结论.该结论是电流一定时，电压越大，电流所做的功越多
.答案
灯泡的亮度
无法利用控制变量法探究电功与电
压、电流的关系
不能多次测量，无法排除实验结论的偶然性
电压
$\boldsymbol{\mathrm{L}_1}$断路
电压越大，
灯泡越亮
电流一定时，电压越大，
电流所做的功越多
无法利用控制变量法探究电功与电
压、电流的关系
不能多次测量，无法排除实验结论的偶然性
电压
$\boldsymbol{\mathrm{L}_1}$断路
电压越大，
灯泡越亮
电流一定时，电压越大，
电流所做的功越多
解析
【分析】
1. 对于第(1)问，电流做功的多少无法直接观察，需借助转换法，将电流做功的多少转换为可见的现象，相同时间内电流做功越多，灯泡获得的电能越多，亮度越亮，所以可通过灯泡亮度判断电流做功多少。
2. 第(2)问，探究电流做功的影响因素需用控制变量法，图甲中灯泡与滑动变阻器串联，移动滑片时，灯泡的电压和电流同时改变，无法控制其中一个量不变来研究电功与另一个量的关系，不符合控制变量法的要求。
3. 第(3)问，图乙中两灯并联，电压相同，能探究电功与电流的关系，但电路中灯泡电阻固定，只能进行一次实验，多次实验才能避免结论的偶然性，该电路无法多次测量，结论不具普遍性。
4. 第(4)问，图丙中两灯串联，电流相同，滑动变阻器可改变灯的电压，所以探究电功与电压的关系；电路故障分析：两灯不亮，V1有示数说明V1与电源连通，V2无示数说明V2到电源的路径断开，故L1断路；排除故障后，通过观察灯泡亮度，电压大的灯泡更亮，进而得出电流一定时电压对电功的影响结论。
【解析】
(1) 电流做功的多少不能直接观察，根据转换法，相同时间内，灯泡的亮度越亮，说明电流做的功越多，因此可以通过灯泡的亮度比较相同时间内电流做功的多少。
(2) 图甲电路中，灯泡和滑动变阻器串联，移动滑动变阻器滑片时，灯泡两端的电压和通过的电流同时发生变化，无法控制其中一个变量不变，来探究电功与另一个变量的关系，即无法利用控制变量法探究电功与电压、电流的关系，所以不能选择图甲电路。
(3) 图乙电路中，两个灯泡并联，电压相同，能探究电功与电流的关系，但该电路中灯泡的电阻是固定的，只能进行一次实验，不能多次测量，无法排除实验结论的偶然性，实验结论不具有普遍性。
(4) 图丙电路中，L₁和L₂串联，通过两灯的电流相等，滑动变阻器可以改变两灯两端的电压，因此是为了探究电功与电压的关系；
闭合开关后两灯都不亮，电压表V₁有示数，说明电压表V₁与电源两极连通，电压表V₂无示数，说明V₂到电源的路径断开，因此电路故障是$\boldsymbol{\mathrm{L}_1}$断路；
排除故障后，正确操作，会观察到电压越大，灯泡越亮的现象，由此得出结论：电流一定时，电压越大，电流所做的功越多。
【答案】
(1) 灯泡的亮度
(2) 无法利用控制变量法探究电功与电压、电流的关系
(3) 不能多次测量，无法排除实验结论的偶然性
(4) 电压；$\boldsymbol{\mathrm{L}_1}$断路；电压越大，灯泡越亮；电流一定时，电压越大，电流所做的功越多
【知识点】
电流做功的影响因素、控制变量法、转换法
【点评】
本题围绕探究电流做功的影响因素展开，综合考查了转换法、控制变量法的应用，同时涉及电路故障分析，需要学生理解电功的影响因素，掌握实验设计的核心思路，对实验方法和电路分析能力有一定要求。
【难度系数】
0.7
1. 对于第(1)问，电流做功的多少无法直接观察，需借助转换法，将电流做功的多少转换为可见的现象，相同时间内电流做功越多，灯泡获得的电能越多，亮度越亮，所以可通过灯泡亮度判断电流做功多少。
2. 第(2)问，探究电流做功的影响因素需用控制变量法，图甲中灯泡与滑动变阻器串联，移动滑片时，灯泡的电压和电流同时改变，无法控制其中一个量不变来研究电功与另一个量的关系，不符合控制变量法的要求。
3. 第(3)问，图乙中两灯并联，电压相同，能探究电功与电流的关系，但电路中灯泡电阻固定，只能进行一次实验，多次实验才能避免结论的偶然性，该电路无法多次测量，结论不具普遍性。
4. 第(4)问，图丙中两灯串联，电流相同，滑动变阻器可改变灯的电压，所以探究电功与电压的关系；电路故障分析：两灯不亮，V1有示数说明V1与电源连通，V2无示数说明V2到电源的路径断开，故L1断路；排除故障后，通过观察灯泡亮度，电压大的灯泡更亮，进而得出电流一定时电压对电功的影响结论。
【解析】
(1) 电流做功的多少不能直接观察，根据转换法，相同时间内，灯泡的亮度越亮，说明电流做的功越多，因此可以通过灯泡的亮度比较相同时间内电流做功的多少。
(2) 图甲电路中，灯泡和滑动变阻器串联，移动滑动变阻器滑片时，灯泡两端的电压和通过的电流同时发生变化，无法控制其中一个变量不变，来探究电功与另一个变量的关系，即无法利用控制变量法探究电功与电压、电流的关系，所以不能选择图甲电路。
(3) 图乙电路中，两个灯泡并联，电压相同，能探究电功与电流的关系，但该电路中灯泡的电阻是固定的，只能进行一次实验，不能多次测量，无法排除实验结论的偶然性，实验结论不具有普遍性。
(4) 图丙电路中，L₁和L₂串联，通过两灯的电流相等，滑动变阻器可以改变两灯两端的电压，因此是为了探究电功与电压的关系；
闭合开关后两灯都不亮，电压表V₁有示数，说明电压表V₁与电源两极连通，电压表V₂无示数，说明V₂到电源的路径断开，因此电路故障是$\boldsymbol{\mathrm{L}_1}$断路；
排除故障后，正确操作，会观察到电压越大，灯泡越亮的现象，由此得出结论：电流一定时，电压越大，电流所做的功越多。
【答案】
(1) 灯泡的亮度
(2) 无法利用控制变量法探究电功与电压、电流的关系
(3) 不能多次测量，无法排除实验结论的偶然性
(4) 电压；$\boldsymbol{\mathrm{L}_1}$断路；电压越大，灯泡越亮；电流一定时，电压越大，电流所做的功越多
【知识点】
电流做功的影响因素、控制变量法、转换法
【点评】
本题围绕探究电流做功的影响因素展开，综合考查了转换法、控制变量法的应用，同时涉及电路故障分析，需要学生理解电功的影响因素，掌握实验设计的核心思路，对实验方法和电路分析能力有一定要求。
【难度系数】
0.7
17. 一只灯泡接到$220\mathrm{ V}$的电路中，$10\mathrm{ min}$内消耗的电能是$2.4×10^4\mathrm{ J}$，问：
(1)灯泡中通过的电流是多大?
(2)灯丝的电阻是多少?
(1)灯泡中通过的电流是多大?
(2)灯丝的电阻是多少?
答案
解：
(1) 由W=UIt得，灯泡中通过的电流$I=\frac{W}{Ut}=\frac{2.4×10^4\ \mathrm{J}}{220\ \mathrm{V}×10×60\ \mathrm{s}}≈0.18\ \mathrm{A}$。
(2) 由$W=\frac{U^2t}{R}$得，灯丝的电阻$R=\frac{U^2t}{W}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2×600\ \mathrm{s}}{2.4×10^4\ \mathrm{J}}=2110\ \Omega$。
(1) 由W=UIt得，灯泡中通过的电流$I=\frac{W}{Ut}=\frac{2.4×10^4\ \mathrm{J}}{220\ \mathrm{V}×10×60\ \mathrm{s}}≈0.18\ \mathrm{A}$。
(2) 由$W=\frac{U^2t}{R}$得，灯丝的电阻$R=\frac{U^2t}{W}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2×600\ \mathrm{s}}{2.4×10^4\ \mathrm{J}}=2110\ \Omega$。
解析
【分析】
要解决这道题，我们可以从已知条件和电功的相关公式入手：
1. 对于问题（1），已知电路电压、通电时间、消耗的电能，要求通过灯泡的电流，可利用电功公式$W=UIt$，将其变形为$I=\frac{W}{Ut}$进行计算，注意需先将时间单位换算为国际单位秒。
2. 对于问题（2），要求灯丝的电阻，可利用电功的推导公式$W=\frac{U^2t}{R}$，变形为$R=\frac{U^2t}{W}$，代入已知数据计算即可。
【解析】
(1) 先进行单位换算：$t=10\mathrm{min}=10×60\mathrm{s}=600\mathrm{s}$
由电功公式$W=UIt$变形可得，灯泡中通过的电流：
$I=\frac{W}{Ut}=\frac{2.4×10^4\ \mathrm{J}}{220\ \mathrm{V}×600\ \mathrm{s}}≈0.18\ \mathrm{A}$
(2) 由电功推导公式$W=\frac{U^2t}{R}$变形可得，灯丝的电阻：
$R=\frac{U^2t}{W}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2×600\ \mathrm{s}}{2.4×10^4\ \mathrm{J}}=2110\ \Omega$
【答案】
(1) 灯泡中通过的电流约为$\boldsymbol{0.18\ \mathrm{A}}$；
(2) 灯丝的电阻为$\boldsymbol{2110\ \Omega}$。
【知识点】
1. 电功公式的应用
2. 电阻的计算
【点评】
本题是电功相关的基础计算题，核心是熟练掌握电功的不同表达式及其变形，解题时需注意单位的统一（如时间转换为秒），只要准确代入数据计算即可得出结果，适合巩固电功的基础知识点。
【难度系数】
0.8
要解决这道题，我们可以从已知条件和电功的相关公式入手：
1. 对于问题（1），已知电路电压、通电时间、消耗的电能，要求通过灯泡的电流，可利用电功公式$W=UIt$，将其变形为$I=\frac{W}{Ut}$进行计算，注意需先将时间单位换算为国际单位秒。
2. 对于问题（2），要求灯丝的电阻，可利用电功的推导公式$W=\frac{U^2t}{R}$，变形为$R=\frac{U^2t}{W}$，代入已知数据计算即可。
【解析】
(1) 先进行单位换算：$t=10\mathrm{min}=10×60\mathrm{s}=600\mathrm{s}$
由电功公式$W=UIt$变形可得，灯泡中通过的电流：
$I=\frac{W}{Ut}=\frac{2.4×10^4\ \mathrm{J}}{220\ \mathrm{V}×600\ \mathrm{s}}≈0.18\ \mathrm{A}$
(2) 由电功推导公式$W=\frac{U^2t}{R}$变形可得，灯丝的电阻：
$R=\frac{U^2t}{W}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2×600\ \mathrm{s}}{2.4×10^4\ \mathrm{J}}=2110\ \Omega$
【答案】
(1) 灯泡中通过的电流约为$\boldsymbol{0.18\ \mathrm{A}}$；
(2) 灯丝的电阻为$\boldsymbol{2110\ \Omega}$。
【知识点】
1. 电功公式的应用
2. 电阻的计算
【点评】
本题是电功相关的基础计算题，核心是熟练掌握电功的不同表达式及其变形，解题时需注意单位的统一（如时间转换为秒），只要准确代入数据计算即可得出结果，适合巩固电功的基础知识点。
【难度系数】
0.8
