Question

13．如圖所示，變頻交變電源的頻率可在20Hz到20kHz之間調節，在某一頻率時，A₁、A₂兩只燈泡的亮度相同．
（1）保持交變電源輸出的電壓不變而改變交變電源的頻率，觀察燈泡亮度的變化，若頻率越大，則小燈泡A₁亮度越亮，A₂亮度越暗（填“亮”或“暗”）；
（2）在交變電源的頻率和輸出電壓不變的情況下，減小電容器兩極板間的距離，小燈泡A₁亮度變亮；撤去線圈中的鐵芯，小燈A₂亮度變亮  （填“亮”或“暗”）；
（3）在本實驗的設計中用了什么實驗方法：控制變量法．

Answer 1

分析 二個支路電壓相同，當交流電頻率變化時，會影響電感的感抗和電容的容抗，從而影響流過各個支路的電流．

解答 解：（1）二個支路電壓相同，當交流電頻率變大時，電感的感抗增大，電容的容抗減小，所以流過A₁泡所在支路的電流變大，流過燈泡A₂所在支路的電流變小．
故燈泡A₁變亮，燈泡A₂變暗；
（2）在交變電源的頻率和輸出電壓不變的情況下，減小電容器兩極板間的距離，電容器的電容增大，容抗減小，所以小流過燈泡A₁所在支路的電流變大，燈泡A₁亮度變亮；撤去線圈中的鐵芯，線圈的電感減小，感抗減小，流過燈泡A₂所在支路的電流變大，所以小燈A₂亮度變亮；
（3）在該實驗的過程中每一次只改變其中的一個物理量而保持其他的物理量不變，所以采用了控制變量法．
故答案為：（1）亮，暗；（2）亮，亮；（3）控制變量法．

點評 解決本題的關鍵知道電感和電容對交流電的阻礙作用的大小與什么因素有關．記住感抗和容抗的兩個公式可以幫助定性分析．X_L=2πLf，X_C=$\frac{1}{2πCf}$．