理解“控制變量法”的內涵～初中物理電學典題

典題83:一個“220 V,1000 W"的電爐,想在不增加其他材料和設備的情況下,把它改裝成接在110 V 的電路中使用,功率仍為 1000 W,下列措施中可行的是( )

A.將電爐絲剪成等長的兩段,並聯後接在 110 V 的電路中

B.將電爐絲剪去一半後接入 110 V 電路

C 將電爐絲剪去 3/4,把剩下的 1/4 接入 110 V 電路

D.將電爐絲剪去 1/4,把剩下的 3/4 接入 110 V 電路

解析:

1由題可知,

1.1電爐的額定電壓 U額=220 V,

1.2實際電路電壓 U實=110 V,

故可知:U額=2U實:

1.3題中要求改裝後電爐的功率不變,

即P額=P實=P

2由電功率的定義式P=U²/R得，

R=U²/P，

故R額=U額²/P額，

R實=U實²/P實，

所以R額/R實=(U額/U實)²=4/1

所以R實=1/4 R額。

3注意這裡的 R實為改裝後電爐絲的電阻。現在的問題轉化成:只要改裝後電爐絲的電阻等於原電爐絲電阻的 1/4 即可，即R實=1/4 R。

由上圖可知，對於A項，R實=1/4 R額，

對於B項，R實=1/2 R額，

對於C項，R實=1/4 R額，

對於D項，R實=3/4 R額，

故A、C兩項正確。

小結:“控制變量法”是物理實驗中常用的研究方法,本題中也可運用此法分析討論在功