Question

14．現有如下實驗器材：學生電源（電壓可調，但不能精確顯示輸出電壓的數值）、開關、電動機（用字母M表示）、已調零的電壓表和電流表、鐵架臺、細線、重物、秒表、刻度尺和若干導線．為了證明“在相同的時間內，利用電動機提升同一重物時，通過電動機的電流做功越多，重物被提升的高度越高”，小勇組裝了如圖所示的裝置．請幫助小勇完成證明．
（1）寫出實驗步驟；
（2）畫出實驗數據記錄表格．

Answer 1

分析 要用實驗證明“在相同的時間內，利用電動機提升同一重物時，通過電動機的電流做功越多，重物被提升的高度越高”，由控制變量法可知，保持通電時間相同，改變電動機兩端的電壓和通過電動機的電流，算出電流做的功并記錄重物被提升的高度，由此分析解答，根據所測物理設計實驗記錄表格．

解答 解：
（1）為了證明“在相同的時間內，利用電動機提升同一重物時，通過電動機的電流做功越多，重物被提升的高度越高”，應保持通電時間相同，改變電動機兩端的電壓和通過電動機的電流，由W=UIt算出電流做的功并記錄重物被提升的高度h；所以，設計的實驗步驟如下：
①學生電源旋至某一擋位，重物下拉至刻度尺零刻度線處，閉合開關，同時啟動秒表計時，讀電壓表示數U，電流表的示數I，一段時間后，斷開開關，同時停止計時，讀出秒表示數t，用刻度尺測量出重物上升高度h．將U、I、t和h記錄至數據表格中；
②改變電源輸出電壓，仿照步驟①再做兩次，每次均使電動機通電時間為t，記錄相應數據至表格中；
③用公式W=UIt計算各組電功W，將結果記錄至數據表格中．
（2）實驗數據記錄表格                   

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

點評 本題考查控制變量法的正確使用，證明“在相同的時間內，利用電動機提升同一重物時，通過電動機的電流做功越多，重物被提升的高度越高”的實驗設計，注意實驗中要控制通電時間不變．