Question

【題目】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）在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，電流產(chǎn)生的熱量多少是通過_____體現(xiàn)出來的。

（2）甲裝置可探究電流產(chǎn)生的熱量與_____的關(guān)系。

（3）在裝置甲、乙的兩次實(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_____的關(guān)系。

（4）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_____（填氣球字母標(biāo)號(hào)）相通的電阻絲產(chǎn)生熱量最多。

（5）小華設(shè)計(jì)了如圖丙所示方案來實(shí)驗(yàn)（燒瓶與甲圖中的相同）．比較小軍和小華所示的兩種不同的實(shí)驗(yàn)裝置，你認(rèn)為較好的裝置是_____，理由是：_____。

Answer 1

【答案】氣球膨脹體積大小 電阻 電流 c 甲乙 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

【解析】

（1）通過氣體的熱脹冷縮的程度來判斷產(chǎn)生熱量的多少，氣體熱脹冷縮的程度通過氣球的膨脹程度來判斷；
（2）甲裝置中，兩個(gè)電阻串聯(lián)，通電時(shí)間相同，電阻大小不同，分析電流產(chǎn)生的熱量與哪個(gè)因素有關(guān)；
（3）在裝置甲、乙的兩次實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)控制變量法分析比較相同時(shí)間里氣球B與D的變化情況可探究電流產(chǎn)生的熱量與哪個(gè)因素有關(guān)；
（4）在甲、乙兩裝置同時(shí)實(shí)驗(yàn)，在相同的通電時(shí)間里，根據(jù)焦耳定律分析與哪個(gè)氣球相通的電阻絲產(chǎn)生熱量最多；
（5）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)。

（1）從實(shí)驗(yàn)中可以看出，電流產(chǎn)生熱量的多少是通過氣球膨脹體積大小來判斷的；

（2）甲裝置中，兩個(gè)電阻串聯(lián)，通過電流和通電時(shí)間相同，電阻絲的阻值不同，甲裝置可探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系；

（3）甲、乙的兩次實(shí)驗(yàn)中，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)是電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系；
（4）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Q=I2Rt可得，電阻大的電阻絲發(fā)熱較多，與氣球B相通的電阻絲產(chǎn)生的熱量要多；乙的方案中，兩電阻并聯(lián)，兩端的電壓和通電時(shí)間相同，根據(jù)公式可得電阻小的產(chǎn)生的熱量要多，故C連通的電阻絲產(chǎn)生的熱量要多，B與C相比較，C中電阻兩端的電壓大于B中電阻兩端的電壓，且C中的電阻小于B中的電阻，根據(jù)歐姆定律可知C中的電流會(huì)大于B中的電流，由焦耳定律Q=I2Rt可知與氣球C相通的電阻絲產(chǎn)生熱量最多；

（5）若選用圖甲乙，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。