Question

12．小紅同學在探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)時采用了如圖所示的實驗裝置．
（1）實驗中通過觀察U形管中液面高度的變化來比較電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少．
（2）你認為甲圖所示的裝置是用來 探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系．
（3）乙圖所示裝置中電阻R₁（選填“R₁”或”R₃”）產(chǎn)生的熱量多．
（4）此實驗運用的實驗方法：控制變量法（或轉(zhuǎn)換法）（寫出一種即可）．

Answer 1

分析 （1）電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但可以通過液面高度差的變化來反映，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、通電時間有關(guān)，探究電流產(chǎn)生熱量跟電阻關(guān)系時，控制通電時間和電流不變；
（3）電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時間有關(guān)，探究電流產(chǎn)生熱量跟電流關(guān)系時，控制電阻和通電時間不變．

解答 解：
（1）據(jù)實驗裝置可知，電流通過導(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U型管液面高度差的變化來反映；
（2）由圖甲可知，兩阻值不同的電阻絲串聯(lián)，通過電阻絲的電流與通電時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，通電一段時間，電流在右容器中產(chǎn)生的熱量較多，B管液面上升得高；所以該裝置是用來探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系；
（3）裝置甲中一個5Ω的電阻與兩個5Ω的電阻并聯(lián)后再串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知，右端兩個電阻的總電流和左端的電阻電流相等，即I_右=I_左，兩個5Ω的電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點知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電阻的電流是左側(cè)通過電流的一半，由Q=I²Rt可知，左邊容器中的電阻產(chǎn)生的熱量多；
（4）甲、乙兩次實驗中用到的研究物理問題的方法是控制變量法和轉(zhuǎn)換法．
故答案為：（1）液面高度的變化；（2）電阻；（3）R₁；（4）控制變量法（或轉(zhuǎn)換法）．

點評 此題主要考查的是學生對“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻、電流的關(guān)系”實驗的理解和掌握，注意控制變量法和轉(zhuǎn)換法的運用是解決該題的關(guān)鍵．突出運用所學知識解決實際問題的能力，明白U形管在實驗中的作用，具有一定的綜合性．