Question

13．如圖是探究電流通過導(dǎo)體產(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U形管中液面的高度來比較的．
（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，瓶內(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；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；探究電流產(chǎn)生熱量跟通電時間關(guān)系時，控制電流和電阻不變．
（3）并聯(lián)電路中的電阻比任何一個電阻都小．
（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）由圖可知，兩個盒中的電阻絲串聯(lián)，通過兩電阻絲的電流和通電時間相同，研究的是：當(dāng)通過的電流和通電時間相同時，電流產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻大小的關(guān)系；
兩個相同的電阻串聯(lián)在電路中，通電時間和電阻相同，當(dāng)給其中一個并聯(lián)一個電阻時，電阻的電流改變，探究電流產(chǎn)生熱量跟電流關(guān)系．
因?yàn)椴⒙?lián)電路中的電阻比任何一個電阻都小，當(dāng)乙圖中右側(cè)盒外連接的5Ω電阻后，右側(cè)5Ω的電阻分壓較小，由此可知，右側(cè)電阻的電流減小，因此乙圖中右側(cè)盒外連接的5Ω電阻的作用是改變右側(cè)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）圖乙燒瓶內(nèi)的電阻值都是5Ω，阻值相等，通電時間相等，電流不同，運(yùn)用控制變量法，探究電流產(chǎn)生熱量跟電流的關(guān)系．
故答案為：（1）兩個U形管中液面的高度；（2）電阻；電流；（3）使電阻c、d中的電流不相等；（4）控制變量．

點(diǎn)評 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)時電流相等，導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少是通過溫度計示數(shù)的變化來反映的．