Question

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，他將兩段阻值不同的電阻絲(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，像這種用能直接觀測(cè)的量來顯示不容易直接觀測(cè)的量的方法叫“轉(zhuǎn)換法”．這種方法在物理學(xué)研究中經(jīng)常用到，請(qǐng)舉一例：____________________________________________________________。
(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)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)生的熱量最多．
(5)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、乙和如圖丙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

（1）氣球膨脹程度大小（2）電阻（3）電流（4）C（5）甲、乙

試題分析：（1）由題意及實(shí)驗(yàn)的原理圖可知當(dāng)瓶中電阻絲發(fā)熱后會(huì)使氣體膨脹，則連在瓶上的氣球會(huì)產(chǎn)生膨脹，根據(jù)氣球膨脹的情況可得出溫度升高的多少；轉(zhuǎn)換法是將不易觀察的現(xiàn)象轉(zhuǎn)換成較明顯的物理現(xiàn)象；轉(zhuǎn)換法在物理學(xué)中有很多應(yīng)用，例如：①研究聲音是由振動(dòng)產(chǎn)生的，用乒乓球的振動(dòng)來顯示音叉的振動(dòng)；②研究分子運(yùn)動(dòng)時(shí)，用固體、液體、氣體的擴(kuò)散推測(cè)分子的熱運(yùn)動(dòng)；③用吸引大頭針的多少觀測(cè)磁鐵的磁性強(qiáng)弱．
（2）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；
（3）由乙圖可知兩電阻并聯(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；
（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；
（5）根據(jù)氣體及液體的熱脹冷縮性質(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)．若選用圖甲乙，理由是：氣體的熱脹冷縮效果比液態(tài)更明顯，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更直觀，時(shí)間更短．（或：丙，理由是：用溫度計(jì)能較準(zhǔn)確地測(cè)出煤油的溫度變化，便于定量研究．）（兩種答案任選一個(gè)均可，只要解釋合理即可）