Question

16．樂(lè)樂(lè)同學(xué)在探究“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少與什么因素有關(guān)”時(shí)采用了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置．

（1）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察U型管液面高度差來(lái)比較電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少，我們把這種實(shí)驗(yàn)方法稱之為轉(zhuǎn)換法；
（2）在甲裝置中，a、b兩個(gè)空氣盒中的電阻R₁、R₂是串聯(lián)連接的（選填“串聯(lián)”“并聯(lián)”）；這樣做的目的是控制電流相同，通電相同時(shí)間后，觀察到的現(xiàn)象是右（選填“左側(cè)”“右側(cè)”）U型管液面高度差較大；
（3）請(qǐng)用以上實(shí)驗(yàn)的結(jié)論解釋：為什么電爐絲熱的發(fā)紅而導(dǎo)線幾乎不發(fā)熱？
（4）請(qǐng)根據(jù)圖乙所示的電阻關(guān)系，在圖丙線框AB間完成缺損的電路圖；乙裝置可探究的問(wèn)題是電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱與電流大小的關(guān)系．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)分析；在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大的產(chǎn)生的熱量越多；
（3）由焦耳定律知道，電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方、電阻大小和通電時(shí)間成正比．電爐絲和連接的導(dǎo)線串聯(lián)在電路中（通過(guò)的電流相等），通電時(shí)間是相同的，而電爐絲的電阻比導(dǎo)線的電阻大，據(jù)焦耳定律分析原因．
（4）根據(jù)實(shí)物圖連接電路圖；根據(jù)實(shí)物圖中的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)分析探究的問(wèn)題．

解答 解：（1）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；
（2）由甲裝置可知，a、b兩個(gè)空氣盒中的電阻R₁、R₂是串聯(lián)的；電阻串聯(lián)后，通過(guò)的電流是相同的；通電相同時(shí)間后，根據(jù)焦耳定律可知，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多，則U形管的液面就越高，故右側(cè)U形管液面高度差較大；
（3）電爐在使用時(shí)，電爐絲和導(dǎo)線串聯(lián)，I_電爐絲=I_導(dǎo)線，通電時(shí)間t相同，由Q=I²Rt可知，當(dāng)R_電爐絲＞R_導(dǎo)線時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量的關(guān)系為：Q_電爐絲＞Q_導(dǎo)線，從而出現(xiàn)電爐絲熱得發(fā)紅，但跟電爐絲連接的導(dǎo)線都不怎么熱的現(xiàn)象．
（4）由乙圖可知：d中的兩個(gè)電阻并聯(lián)后再與c中的電阻串聯(lián)，故電路圖為：
；
兩個(gè)裝置中的電阻是相同的，通電時(shí)間相同，但通過(guò)的電流不同，故探究的是電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱與電流大小的關(guān)系．
故答案為：（1）電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少； 轉(zhuǎn)換法；（2）串聯(lián)；控制電流相同；右；（3）在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電爐絲比導(dǎo)線電阻大，產(chǎn)生的熱量多，所以電爐絲熱的發(fā)紅而導(dǎo)線幾乎不發(fā)熱；（4）如圖；電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱與電流大小的關(guān)系．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生利用控制變量法和轉(zhuǎn)換法探究電流產(chǎn)生熱量多少和各影響因素之間的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)．