Question

2．小紅和小明分別用圖所示的裝置，探究電流一定時，電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系．他們分別將兩段阻值不同的電阻絲（R₁＜R₂）密封在完全相同的燒瓶中，并通過短玻璃管與氣球相連．（設(shè)他們所用的各種同類器材性能相同）

（1）在這個實驗中電流產(chǎn)生熱量的多少是通過氣球體積的變化體現(xiàn)，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法．
（2）他們同時開始進(jìn)行實驗，在四個氣球中，鼓起來最快的是c，最慢的是a．
（3）小紅和小明的實驗方案中小明的方案是錯誤的，原因是沒有控制兩電阻中的電流相同．

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，此題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，這種研究方法叫轉(zhuǎn)化法．
（2）電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時間有關(guān)，據(jù)電路的實際情況分析即可判斷．
（3）探究電流產(chǎn)生熱量跟電阻關(guān)系時，控制通電時間和電流不變；據(jù)此分析即可判斷．

解答 解：（1）由于電熱不易比較，所以從該實驗中可以看出，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，這種方法稱為轉(zhuǎn)換法；
（2）由兩實驗可得：c、d兩電阻并聯(lián)，即其兩端電壓相同大于a、b兩端電壓，因此并聯(lián)時產(chǎn)生的熱量大于串聯(lián)時產(chǎn)生的熱量；并聯(lián)時，根據(jù)Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t可知，電阻小的發(fā)熱量多，故c球膨脹明顯，其次為d；串聯(lián)時，根據(jù)Q=I²Rt可得，電阻越小發(fā)熱量越小，因a的電阻小，故a發(fā)燒量最小，故膨脹大小順序為c、d、b、a，故產(chǎn)生熱量最多的是c，最小的是a；
（3）小明的方案中，兩電阻的電流不同，所以無法探究電流和時間一定時，電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系；因此小明采用的方案是錯誤的；原因是他采取的是R₁與R₂的并聯(lián)電路，沒有控制通過兩個不同電阻絲的電流相同．
故答案為：（1）氣球體積的變化；轉(zhuǎn)換法；（2）c；a；（3）小明；沒有控制兩電阻中的電流相同；

點評 此題通過實驗探究電流通過導(dǎo)體與電阻的關(guān)系，考查了學(xué)生對控制變量法的應(yīng)用．并運用了轉(zhuǎn)換法來判斷產(chǎn)生熱量的多少，用氣球判斷氣體的膨脹程度，效果更明顯．