Question

14．現(xiàn)有如下實(shí)驗(yàn)器材：學(xué)生電源（電壓可調(diào)，但不能精確顯示輸出電壓的數(shù)值）、開(kāi)關(guān)、電動(dòng)機(jī)（用字母M表示）、已調(diào)零的電壓表和電流表、鐵架臺(tái)、細(xì)線(xiàn)、重物、秒表、刻度尺和若干導(dǎo)線(xiàn)．為了證明“在相同的時(shí)間內(nèi)，利用電動(dòng)機(jī)提升同一重物時(shí)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流做功越多，重物被提升的高度越高”，小勇組裝了如圖所示的裝置．請(qǐng)幫助小勇完成證明．
（1）寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟；
（2）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格．

Answer 1

分析 要用實(shí)驗(yàn)證明“在相同的時(shí)間內(nèi)，利用電動(dòng)機(jī)提升同一重物時(shí)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流做功越多，重物被提升的高度越高”，由控制變量法可知，保持通電時(shí)間相同，改變電動(dòng)機(jī)兩端的電壓和通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流，算出電流做的功并記錄重物被提升的高度，由此分析解答，根據(jù)所測(cè)物理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表格．

解答 解：
（1）為了證明“在相同的時(shí)間內(nèi)，利用電動(dòng)機(jī)提升同一重物時(shí)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流做功越多，重物被提升的高度越高”，應(yīng)保持通電時(shí)間相同，改變電動(dòng)機(jī)兩端的電壓和通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流，由W=UIt算出電流做的功并記錄重物被提升的高度h；所以，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①學(xué)生電源旋至某一擋位，重物下拉至刻度尺零刻度線(xiàn)處，閉合開(kāi)關(guān)，同時(shí)啟動(dòng)秒表計(jì)時(shí)，讀電壓表示數(shù)U，電流表的示數(shù)I，一段時(shí)間后，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，同時(shí)停止計(jì)時(shí)，讀出秒表示數(shù)t，用刻度尺測(cè)量出重物上升高度h．將U、I、t和h記錄至數(shù)據(jù)表格中；
②改變電源輸出電壓，仿照步驟①再做兩次，每次均使電動(dòng)機(jī)通電時(shí)間為t，記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)至表格中；
③用公式W=UIt計(jì)算各組電功W，將結(jié)果記錄至數(shù)據(jù)表格中．
（2）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格                   

t/s
U/V
I/A
W/J
h/m

點(diǎn)評(píng) 本題考查控制變量法的正確使用，證明“在相同的時(shí)間內(nèi)，利用電動(dòng)機(jī)提升同一重物時(shí)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流做功越多，重物被提升的高度越高”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，注意實(shí)驗(yàn)中要控制通電時(shí)間不變．