Question

18．在探究“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)采取了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置（兩個(gè)透明容器中封閉著等量的空氣）．下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（　�。�

• A． 實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察液面的高度變化來(lái)比較電流通過(guò)電阻產(chǎn)生熱量的多少
• B． 觀察圖甲中的A、B管，在通電時(shí)間相等時(shí)，發(fā)現(xiàn)B管液面上升得高，則表明電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量多少與電阻有關(guān)
• C． 采用圖乙實(shí)驗(yàn)裝置，可以得出結(jié)論：在電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多
• D． 該實(shí)驗(yàn)中用到了控制變量法和比較法

Answer 1

分析 （1）電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但可以通過(guò)液面高度差的變化來(lái)反映，這種研究方法叫轉(zhuǎn)化法；
（2）電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時(shí)間有關(guān)，探究電流產(chǎn)生熱量跟電阻關(guān)系時(shí)，控制通電時(shí)間和電流不變；
（3）電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時(shí)間有關(guān)，探究電流產(chǎn)生熱量跟電流關(guān)系時(shí)，控制電阻和通電時(shí)間不變．

解答 解：
A、據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置可知，電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量使容器中的空氣受熱膨脹，從而導(dǎo)致U型管中的液面會(huì)發(fā)生變化，雖然產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但可以通過(guò)U型管液面高度差的變化來(lái)反映，故A正確；
B、由圖甲可知，兩阻值不同的電阻絲串聯(lián)，通過(guò)電阻絲的電流與通電時(shí)間相等而電阻阻值不同，此裝置可以探究：電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系；
根據(jù)Q=I²Rt可知，由于右圖中的電阻絲阻值較大，將此裝置接到電源兩端，通電一段時(shí)間，電流在右容器中產(chǎn)生的熱量較多，B管液面上升得高，故B正確；
C、裝置甲中一個(gè)5Ω的電阻與兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián)后再串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，右端兩個(gè)電阻的總電流和左端的電阻電流相等，即I_右=I_左，兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)知I_右=I₁+I₂，兩電阻阻值相等，則支路中電流相等，I₁=I₂，所以右邊容器中的通過(guò)電阻的電流是左側(cè)通過(guò)電流的一半，由Q=I²Rt可知，左邊容器中的電阻產(chǎn)生的熱量多，所以得出結(jié)論：在電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多，故C正確；
D、甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)中用到的研究物理問(wèn)題的方法是控制變量法和轉(zhuǎn)換法，故D錯(cuò)誤．
故選D．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查的是學(xué)生對(duì)“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻、電流的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)的理解和掌握，注意控制變量法和轉(zhuǎn)換法的運(yùn)用是解決該題的關(guān)鍵．突出運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，明白U形管在實(shí)驗(yàn)中的作用，具有一定的綜合性．