Question

7．小明在探究“電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān)”時，設計了如圖甲、乙所示的實驗裝置，燒瓶內(nèi)裝入質(zhì)量相等、初溫相同的煤油，燒瓶中金屬絲A、B的電阻R_A＜R_B，插入相同的溫度計．

（1）電流產(chǎn)生的熱量我們沒有直接測量，實驗中我們是利用溫度計來比較出電流產(chǎn)生的熱量多少．
（2）在進行甲圖所示實驗時，小明閉合開關(guān)一段時間后，發(fā)現(xiàn)兩燒瓶中溫度計示數(shù)均無變化，他將電壓表的負接線柱與a接線柱連接，電壓表的正接線柱依次與其他接線柱連接，從而檢查此兩點間有無電壓，對應出現(xiàn)的電壓表有無示數(shù)如表所示．

電路各點間	aj	ai	ah	ag	af	ae	ad	ac	ab
電壓表示數(shù)	有	有	有	有	有	無	無	無	無

根據(jù)以上信息可判斷電路出現(xiàn)的故障是C．（選填選項前的字母）
A．開關(guān)接觸不良    B．滑動變阻器短路
C．導線ef斷路   D．金屬絲B斷路
（3）小明排除電路故障后繼續(xù)實驗，電路接通后，P₂溫度計示數(shù)升高得快；（選填“P₁”或“P₂”）．
（4）在進行甲圖所示實驗的同時，小明還按乙圖所示進行實驗（兩圖中滑動變阻器的滑片位置不變），比較P₁和P₃兩支溫度計示數(shù)變化情況，可探究電流通過導體產(chǎn)生的熱量與電流是否有關(guān)．
（5）某同學采用如圖所示的實驗裝置進行實驗，通過觀察記錄U型管液面高度的變化也可以來比較電流通過導體產(chǎn)生的熱量．

Answer 1

分析 （1）通過比較相等質(zhì)量的煤油溫度變化大小，間接比較電阻產(chǎn)生的熱量多少，這種方法叫轉(zhuǎn)換法；
（2）電壓表是測量電壓的儀表，電源是提供電壓的裝置，電壓表如果有示數(shù)，說明電壓表和電源兩極連接的部分沒有斷路；電壓表如果沒有示數(shù)，說明電壓表與電源兩極連接的部分斷路或者電壓表被短路．
（3）兩段電阻絲串聯(lián)，通過的電流相等，根據(jù)焦耳定律的內(nèi)容可知：在電流和通電時間相同時，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多．
（4）在電阻和通電時間相同的條件下，觀察兩只溫度計示數(shù)變化情況，可以探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系．
（5）電流通過導體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但液體溫度的變化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．

解答 解：（1）電流產(chǎn)生熱量的多少不易直接測量，因此，在這個實驗中是通過比較煤油溫度的變化大小來比較電阻R_A、R_B產(chǎn)生熱量的多少，這種科學研究的方法叫轉(zhuǎn)換法．
（2）①aj間有電壓，說明電源沒有問題；
②ai間有電壓，說明導線ji沒有斷路；
③ah間有電壓，說明金屬絲A沒有斷路；
④ag間有電壓，說明導線gh沒有斷路；
⑤af間有電壓，說明金屬絲B沒有斷路；
⑥ae間沒有電壓，說明導線fe斷路；
⑦ad間沒有電壓，說明滑動變阻器或者導線fe斷路；
⑧ac間沒有電壓，說明導線cd、滑動變阻器或者導線fe斷路；
⑨ab間沒有電壓，說明導線開關(guān)、cd、滑動變阻器或者導線fe斷路．
綜上可知，導線ef斷路，故選C．
（3）由圖可見，A、B兩段電阻絲串聯(lián)，通過的電流相等，由于兩個燒瓶中金屬絲A、B的電阻R_A＜R_B，根據(jù)Q=I²Rt，所以金屬絲B產(chǎn)生的熱量多，因此P₂溫度計示數(shù)升高得快．
（4）甲乙兩圖中，通過電阻R_A的電流不同，比較相同通電時間內(nèi)，P₁和P₃兩支溫度計示數(shù)變化情況，可探究電流產(chǎn)生的熱量與電流是否有關(guān)．
（5）電流通過導體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但產(chǎn)生熱量的多少可以通過U型管液面高度的變化來反映．
故答案為：（1）溫度計；（2）C；（3）P₂；（4）電流；（5）U型管液面高度的變化．

點評 本題考查了電路故障的判斷以及焦耳定律的探究實驗，尤其是電路故障的判斷是個難點，有一定的難度．