Question

3．根據(jù)下列兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，回答相關(guān)問(wèn)題：

（1）電流做功的過(guò)程是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過(guò)程，一般情況下電流做功的多少我們無(wú)法直接觀察出．小明同學(xué)為了“探究影響電流做功的因素”，設(shè)計(jì)了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)此實(shí)驗(yàn)可以較形象的比較出電流做功的多少．該實(shí)驗(yàn)是通過(guò)觀察物體被提升的高度比較電流在不同情況下做功多少的，此過(guò)程中是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左調(diào)節(jié)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)都變大，相同時(shí)間內(nèi)物體被吊起的高度也變大了，這說(shuō)明當(dāng)時(shí)間相同時(shí)，電壓越大，通過(guò)的電流越大，電流做功越多．
（2）實(shí)際生活中，用電器接通電源后，都伴有熱量的產(chǎn)生，小明在“探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與什么因素有關(guān)”時(shí)，采用了如圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置，其中a、b、c、d四個(gè)相同的容器密閉著等量空氣并與U形管緊密相連，實(shí)驗(yàn)前U形管兩端液面相平，將1、2和3、4導(dǎo)線分別接到電源兩端．
    在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)觀察U形管中液面高度的變化來(lái)比較電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生熱量的多少：圖甲所示的裝置是用來(lái)研究電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系，圖乙所示的裝置是用來(lái)研究通過(guò)電阻絲產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系，綜合分析圖甲乙兩裝置的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以得出的結(jié)論是電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量與通過(guò)導(dǎo)體的電流和電阻大小有關(guān)，通過(guò)導(dǎo)體的電流越大，導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多．．

Answer 1

分析 （1）電流做的功過(guò)程中，將電能轉(zhuǎn)化為物體的機(jī)械能；
根據(jù)W=UIt進(jìn)行分析，即當(dāng)時(shí)間相同時(shí)，電壓越大，電流越大，電流做的功就越多，電流轉(zhuǎn)化為物體的機(jī)械能就越多；
（2）電流通過(guò)導(dǎo)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(guò)液面高度差的變化來(lái)反映，這種研究方法叫轉(zhuǎn)化法；
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；
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)間相同；
綜合分析圖甲乙兩裝置的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論．

解答 解：（1）圖1所示的實(shí)驗(yàn)是通過(guò)觀察物體被提升的高度來(lái)比較電流在不同情況下做功多少的；
由W=UIt可知，當(dāng)時(shí)間相同時(shí)，電壓越大，通過(guò)的電流越大，物體被吊起的高度也越大，說(shuō)明電能轉(zhuǎn)化為物體的機(jī)械能越大，即電流做功越多．
（2）電流通過(guò)導(dǎo)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(guò)液面高度差的變化來(lái)反映，這種研究方法叫轉(zhuǎn)化法；
如圖甲，兩個(gè)電阻串聯(lián)在電路中，電流相同，通電時(shí)間相同，電阻不同，根據(jù)控制變量法可知，這是探究電流產(chǎn)生熱量跟電阻的關(guān)系；通過(guò)一段時(shí)間后，b容器中U形管液面高度差大，電流產(chǎn)生的熱量較多；
圖乙裝置中兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián)后再與一個(gè)5Ω的電阻串聯(lián)，由串聯(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電阻的電流相等，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_左=I_內(nèi)+I_外，所以，I_左＞I_內(nèi)，燒瓶?jī)?nèi)的電阻值都是5Ω，阻值相等，通電時(shí)間相等，電流不同，根據(jù)控制變量法可知，這是探究電流產(chǎn)生熱量跟電流的關(guān)系；通過(guò)一段時(shí)間，c容器中U形管液面高度差大，電流產(chǎn)生的熱量多；
綜合分析圖甲乙兩裝置的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以得出的結(jié)論是：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量與通過(guò)導(dǎo)體的電流和電阻大小有關(guān)，通過(guò)導(dǎo)體的電流越大，導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多．
故答案為：（1）物體被提升的高度；機(jī)械；物體被提升的高度；當(dāng)時(shí)間相同時(shí)，電壓越大，通過(guò)的電流越大，電流做功越多；
（2）液面高度；電阻大小；電流大小；電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量與通過(guò)導(dǎo)體的電流和電阻大小有關(guān)，通過(guò)導(dǎo)體的電流越大，導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電流做功的實(shí)質(zhì)及影響大小的因素，同時(shí)也探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與什么因素有關(guān)，考查控制變量法及轉(zhuǎn)換法的運(yùn)用和分析現(xiàn)象歸納結(jié)論的能力．