Question

11．如圖所示，是探究電流產(chǎn)生熱量與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置，乙圖A、B燒瓶?jī)?nèi)裝有質(zhì)量和初溫完全相同的煤油，瓶中銅絲和鎳鉻合金絲的長(zhǎng)度、橫截面積相同．

（1）圖甲可以探究電流產(chǎn)生的熱量與通電時(shí)間及與電流大小是否有關(guān)；圖乙可以用來(lái)探究電流產(chǎn)生熱量的大小與電阻是否有關(guān)．
（2）圖甲中滑動(dòng)變阻器起到的作用是：改變電路電流．
（3）在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中都是通過(guò)觀察溫度計(jì)示數(shù)變化來(lái)判斷電流產(chǎn)生熱量的多少的．
（4）在實(shí)驗(yàn)中，某小組的同學(xué)發(fā)現(xiàn)上述實(shí)驗(yàn)有缺陷：在做乙圖實(shí)驗(yàn)時(shí)，改變滑阻位置后必須讓煤油重新冷卻至室溫，否則初溫不同會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)造成影響．經(jīng)過(guò)討論，利用所學(xué)的電學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)了如圖丙的電路（R₁=R₂＞R₃），使得甲、乙兩實(shí)驗(yàn)同時(shí)完成，且不必等候煤油冷卻，從而大大提高了試驗(yàn)效率．從電路圖中我們可知：選擇比較R₂與R₁可研究電流產(chǎn)生熱量與電流的關(guān)系；選擇比較R₂與R₃可研究電流產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系．

Answer 1

分析 （1）（2）由甲圖可知，電阻絲與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器可以改變電路電流，所以探究的是電流產(chǎn)生熱量與電流大小的關(guān)系；
由乙圖可知，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；
（3）實(shí)驗(yàn)中電流產(chǎn)生熱量多少不能用儀器直接測(cè)量，而是通過(guò)溫度計(jì)示數(shù)升高多少來(lái)反映；
（4）要研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的大小，需要保持電阻和通電時(shí)間一定；要研究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，需要保持電流與通電時(shí)間相同．

解答 解：
（1）在甲圖中，改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，電路電流隨之改變，所以探究的是電流產(chǎn)生熱量與通電時(shí)間及電路電流大小是否有關(guān)；
在乙圖中，兩只電阻絲串聯(lián)，所以閉合開(kāi)關(guān)后，通過(guò)的電流及通電時(shí)間是相同的，所以探究的是電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系；
（2）在甲圖中，滑動(dòng)變阻器的作用是改變通過(guò)電熱絲的電流；
（3）實(shí)驗(yàn)中電流產(chǎn)生熱量的多少不易直接測(cè)量．因此，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)溫度計(jì)示數(shù)升高的多少來(lái)反映電流產(chǎn)生熱量的多少，示數(shù)升高的越多，產(chǎn)生的熱量越多；
（4）在丙圖中，R₂與R₃串聯(lián)后與R₁并聯(lián)．所以，要研究電流產(chǎn)生熱量與電流的關(guān)系，需要選擇R₂與R₁，目的是在電阻和通電時(shí)間一定時(shí)，研究電流大小對(duì)熱量的影響；
要研究電流產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系，需要選擇R₂與R₃，目的是在電流和通電時(shí)間一定時(shí)，研究電阻大小對(duì)熱量的影響．
故答案為：
（1）電流；電阻；
（2）改變電路電流；
（3）溫度計(jì)示數(shù)變化；
（4）R₁；R₃．

點(diǎn)評(píng) 此題通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，考查了學(xué)生對(duì)控制變量法的應(yīng)用以及掌握一種常用的物理研究方法--轉(zhuǎn)換法．