Question

10．如圖是“探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置，將四段電阻絲a、b、c、d分別密封在完全相同的盒內(nèi)，盒內(nèi)封閉一定量的空氣，其中圖乙中另取5Ω電阻在盒外與盒內(nèi)電阻并聯(lián)．
（1）在實(shí)驗(yàn)中電流通過電阻產(chǎn)生熱量的多少是通過觀察兩個(gè)U形管中液面的高度差來比較的；
（2）圖甲可探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，圖乙可探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系；
（3）圖乙中右側(cè)盒外連接的5Ω電阻，它的作用是使電阻c、d中的電流不相等；
（4）物理研究方法有很多，本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了兩種方法：一是控制變量法；二是轉(zhuǎn)換法．

Answer 1

分析 （1）電流流經(jīng)電阻絲產(chǎn)生焦耳熱，瓶?jī)?nèi)氣體溫度升高，體積變大，使氣球膨脹，電流做功越多，氣球體積膨脹越大，氣球膨脹程度的大小能反應(yīng)電流做功多少．采用轉(zhuǎn)換法，通過溫度計(jì)示數(shù)的變化來反映電阻絲放出熱量的多少；
（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)生熱量跟電流關(guān)系時(shí)，控制電阻和通電時(shí)間不變；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)生熱量跟通電時(shí)間關(guān)系時(shí)，控制電流和電阻不變．
（3）并聯(lián)電路中的電阻比任何一個(gè)電阻都小．
（4）據(jù)該題中的控制變量法和轉(zhuǎn)換法進(jìn)行分析判斷．

解答 解：（1）在實(shí)驗(yàn)中電流做功多少是通過觀察氣球膨脹程度大小來體現(xiàn)的．因此盒內(nèi)封閉一定量的空氣的優(yōu)點(diǎn) 空氣受熱容易膨脹，便于實(shí)驗(yàn)觀察；在實(shí)驗(yàn)中電流通過電阻產(chǎn)生的熱量多少是通過觀察U型管內(nèi)左右兩側(cè)液面高度大小來體現(xiàn)的，這種方法叫“轉(zhuǎn)換法”．
（2）由圖甲可知，兩個(gè)盒中的電阻絲串聯(lián)，通過兩電阻絲的電流和通電時(shí)間相同，而兩電阻絲的阻值不同，研究的是：當(dāng)通過的電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻大小的關(guān)系；
由圖乙可知，兩個(gè)相同的電阻串聯(lián)在電路中，通電時(shí)間和電阻相同，當(dāng)給其中一個(gè)并聯(lián)一個(gè)電阻時(shí)，盒內(nèi)電阻的電流改變，探究電流產(chǎn)生熱量跟電流關(guān)系．
（3）因?yàn)椴⒙?lián)電路中的電阻比任何一個(gè)電阻都小，當(dāng)乙圖中右側(cè)盒外連接的5Ω電阻后，右側(cè)盒內(nèi)5Ω的電阻分壓較小，由此可知，右側(cè)盒內(nèi)電阻的電流減小，因此，圖乙中右側(cè)盒外連接的5Ω電阻，其作用是改變右側(cè)盒內(nèi)電阻的電流；把電阻接在盒子外側(cè)，是為了控制好變量，不改變右側(cè)盒內(nèi)電阻，便于探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系．
（4）通過溫度計(jì)示數(shù)的變化來反映電阻絲放出熱量的多少，運(yùn)用的是轉(zhuǎn)換法．
故答案為：（1）兩個(gè)U形管中液面的高度差；（2）電阻；電流；（3）使電阻c、d中的電流不相等；（4）轉(zhuǎn)換．

點(diǎn)評(píng) 該題考查了控制變量法和轉(zhuǎn)換法在焦耳定律實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，注意兩導(dǎo)體串聯(lián)時(shí)電流相等，導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少是通過溫度計(jì)示數(shù)的變化來反映的．
1、（1）在實(shí)驗(yàn)中電流做功多少是通過觀察氣球膨脹程度大小來體現(xiàn)的？圖中有氣球嗎？
2、（4）通過溫度計(jì)示數(shù)的變化來反映電阻絲放出熱量的多少？圖中無溫度計(jì)！