Question

8．采用如圖電路裝置探究“電流產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān)”．
（1）實(shí)驗(yàn)中是通過觀察U形管中液面高度差，比較出瓶?jī)?nèi)電阻絲的發(fā)熱多少的．
（2）此時(shí)該裝置是探究電流產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系，通電一段時(shí)間，左（選填“左”或“右”）瓶?jī)?nèi)的電阻絲產(chǎn)生的熱量多．
（3）讓實(shí)驗(yàn)裝置冷卻到初始狀態(tài)，把右瓶并聯(lián)的兩根電阻絲都放入瓶?jī)?nèi)，接通電源，比較兩瓶?jī)?nèi)電阻絲發(fā)熱的多少，此時(shí)該裝置是否探究電流產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系，一段時(shí)間后，電阻絲產(chǎn)生的熱量左瓶（選填“左瓶”、“右瓶”或“兩瓶一樣”）多．
（4）該實(shí)驗(yàn)中用到的物理研究方法是轉(zhuǎn)換法和控制變量法．

Answer 1

分析 （1）電流通過導(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液面高度差的變化來反映；
（2）電流產(chǎn)生的熱量跟電流的大小、電阻的大小、通電時(shí)間有關(guān)；
探究電流產(chǎn)生熱量跟電流關(guān)系時(shí)，需控制通電時(shí)間和電阻相同，改變電流的大�。�
探究電流產(chǎn)生熱量跟電阻關(guān)系時(shí)，需控制通電時(shí)間和電流相同，改變電阻的大��；
（3）分析圖中的實(shí)驗(yàn)裝置，看電流、電阻和通電時(shí)間中，哪些相同、哪些不同，從而判斷實(shí)驗(yàn)探究電流產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)；
根據(jù)焦耳定律的公式Q=I²Rt判斷產(chǎn)生熱量的多少．
（4）由實(shí)驗(yàn)中比較電阻絲產(chǎn)生熱量多少和探究電流與什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)知道使用的研究方法．

解答 解：
（1）電流通過導(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U形管中液面高度差的變化來反映；
（2）如圖的裝置中，右邊兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián)后與左邊5Ω的電阻再串聯(lián)；
根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，右邊兩個(gè)電阻的總電流和左邊電阻的電流相等，即I_右=I_左，
兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知I_右=I_內(nèi)+I_外，比較可知I_左＞I_內(nèi)；
兩瓶中電阻相等（均為5Ω），通電時(shí)間相等，電流不同，故探究的是電流產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系；
通電一段時(shí)間后，由于電阻相同、通電時(shí)間相同、I_左＞I_內(nèi)，根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt可知，左瓶?jī)?nèi)的電阻絲產(chǎn)生的熱量多．
（3）讓實(shí)驗(yàn)裝置冷卻到初始狀態(tài)，把右瓶并聯(lián)的兩根電阻絲都放入瓶?jī)?nèi)，右瓶中兩根電阻絲對(duì)瓶?jī)?nèi)空氣進(jìn)行加熱；根據(jù)并聯(lián)電路總電阻的計(jì)算公式可得，右瓶中兩根5Ω電阻絲的總電阻為2.5Ω，小于5Ω，即R_左＞R_右；
兩瓶?jī)?nèi)電阻絲的總電阻不相等，通電時(shí)間相等，電流相等，故探究的是電流產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系；
通電一段時(shí)間后，由于電流相同（即I_右=I_左）、通電時(shí)間相同、R_左＞R_右，根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt可知，左瓶?jī)?nèi)的電阻絲產(chǎn)生的熱量多．
（4）通過U形管中液面高度差的變化來反映電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少，這是轉(zhuǎn)換法；
電流產(chǎn)生的熱量跟電流的大小、電阻的大小、通電時(shí)間有關(guān)，探究電流與其中某個(gè)因素關(guān)系時(shí)控制另一個(gè)因素，這是控制變量法．
故答案為：（1）U形管中液面高度差；（2）電流；左；（3）電阻；左瓶；（4）轉(zhuǎn)換法；控制變量法．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)焦耳定律的理解，注重了探究實(shí)驗(yàn)的考查，同時(shí)在該實(shí)驗(yàn)中利用了控制變量法和轉(zhuǎn)換法，是中考物理常見題型．