Question

請用玩具電動機、滑動變阻器、開關、電源、導線、質量已知的鉤碼一個、細線、刻度尺、鐵架臺、秒表等器材設計一個實驗，探究電流通過電動機做的功與通電時間的關系．（以上器材都符合實驗要求，忽略電動機電阻，電源電壓保持不變）
（1）在虛框中畫出實驗電路；（電動機符號：）
（2）寫出實驗步驟；
（3）設計實驗記錄表格．

Answer 1

解：（1）電路圖如圖所示：
．
（2）①把電動機水平固定在鐵架臺上方的支架上，將長細線一端系在電動機轉軸上，另一端系在鉤碼上，鉤碼垂于轉軸下方，把刻度尺直立固定在電動機旁，根據電路圖連接電路，調節滑動變阻器為適當阻值；
②閉合開關S，用刻度尺測出鉤碼提升的高度h，用秒表測出鉤碼上升的時間t，斷開開關S，記錄h和t到表格，恢復鉤碼到初始位置；
③閉合開關S，用刻度尺測出鉤碼提升的新高度h，用秒表測出本次鉤碼上升的時間t，斷開開關S．記錄h和t到表格，恢復鉤碼到初始位置；
④仿照步驟③再做4次；
⑤記錄鉤碼的質量m到表格，利用公式W=Gh=mgh計算6次電動機做的功，并記錄到表格．
（3）實驗記錄表格如下：

t/s
h/m
m/kg
G/N
W/J

分析：（1）電動機與滑動變阻器串聯，通過調節滑動變阻器的電阻的大小來調節通過電動機的電流的大小，從而控制鉤碼上升的高度；
（2）把電動機水平固定在鐵架臺上方的支架上，把刻度尺直立固定在電動機旁，根據電路圖連接電路，閉合開關，分別記下鉤碼提升的高度和時間；
（3）設計的表格要有時間、高度、質量、重力、做功這幾項，且要帶有單位．
點評：本題主要考查控制變量法和轉換法在實驗中的應用，考查學生設計實驗的能力，有一定的難度．