Question

14．為了探究電流產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān)，王軍設(shè)計(jì)了如圖所示的家甲、乙兩種裝置，他將兩端阻值不同的電阻絲（R₁＜R₂）分別密封在兩個(gè)完全相同的燒瓶中，并通過短玻璃管與相同的氣球相連，兩次實(shí)驗(yàn)電源電壓不變．

（1）甲裝置可探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系．
（2）在裝置甲、乙的來兩次實(shí)驗(yàn)中，通過比較相同時(shí)間里氣球B與D的變化情況可探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系．
（3）在甲、乙兩裝置同時(shí)實(shí)驗(yàn)，在相同的通電時(shí)間里，與氣球C（填氣球字母標(biāo)號(hào)）相通的電阻絲產(chǎn)生熱量最多．
（4）教材上的實(shí)驗(yàn)裝置如圖丙所示（燒瓶與圖中的相同）．比較甲、乙和丙圖所示的兩種不同的實(shí)驗(yàn)裝置，你認(rèn)為較好的裝置是甲或乙，理由是：氣體的熱脹冷縮效果比固液態(tài)更明顯，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更直觀，時(shí)間更短．

Answer 1

分析 （1）由甲圖可知，兩電阻串聯(lián)，則可知電路中電流一定相等，由焦耳定律可知兩瓶中產(chǎn)生的熱量應(yīng)與電阻有關(guān)，故可探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系；
（2）由乙圖可知兩電阻并聯(lián)，而B瓶與D瓶電阻相等，則可知兩瓶中的電流不同，故由焦耳定律可得兩瓶中熱量與通過的電流有關(guān)；
（3）由焦耳定律比較四個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量可知哪個(gè)電阻絲產(chǎn)生的熱量最多；
（4）根據(jù)氣體及固體的熱脹冷縮性質(zhì)的不同，可以分析哪種實(shí)驗(yàn)方法更直觀；而由氣球演示不能得出準(zhǔn)確的溫度變化，故無法得出定量關(guān)系，故二者各有優(yōu)缺點(diǎn)．

解答 解：（1）甲中兩電阻串聯(lián)，則兩電阻中的電流相等，則可知熱量應(yīng)由電阻有關(guān)，根據(jù)氣球膨脹的多少可知熱量的多少，則可知熱量與電阻大小的關(guān)系；
（2）乙圖中兩電阻并聯(lián)，則B、D兩容器中的電流不同，而兩電阻絲的電阻相同，故探究的應(yīng)是熱量與電流間的關(guān)系；
（3）甲圖中兩電阻串聯(lián)，則通過兩電阻的電流相等，由焦耳定律可得，電阻大的電阻絲發(fā)熱較多，即B中發(fā)熱量要多；
乙圖中兩電阻并聯(lián)，則電壓相等，由W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t可得，電阻小的發(fā)熱量要多，故C比D發(fā)熱量要多；而B、D電阻相等，由歐姆定律可得，B中電流小于D中電流，故D中熱量要比B中熱量多，故C中熱量最多；
（4）選用圖甲或乙好處是：氣體的熱脹冷縮效果比固液態(tài)更明顯，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更直觀，時(shí)間更短．
故答案為：
（1）電阻；
（2）電流；
（3）C；
（4）甲或乙；氣體的熱脹冷縮效果比固液態(tài)更明顯，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更直觀，時(shí)間更短．

點(diǎn)評(píng) 本題探究熱量與電流及電阻的關(guān)系，要求能正確分析電路，掌握串并聯(lián)電路的特點(diǎn)，并靈活應(yīng)用焦耳定律分析解答．