Question

1．如圖是探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)的實驗裝置，將四段電阻絲a，b，c，d分別封閉在完全相同的盒內(nèi)，盒內(nèi)封閉一定量的空氣，其中圖乙中另取5Ω電阻在盒外與盒內(nèi)電阻并聯(lián)．

（1）圖甲可探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，圖乙可探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系．
（2）圖乙中右側(cè)盒外連接的5Ω電阻，它的作用是使電阻c、d中的電流不相等．
（3）物理研究方法有很多，本實驗運用了兩種方法：一是控制變量法；二是轉(zhuǎn)換法．
（4）通電一段時間，發(fā)現(xiàn)其中一個U形管液面高度幾乎不變，則出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可能是空氣盒氣密性不好．
（5）有的同學(xué)說：“只要將圖乙中接在右邊的空氣盒外部的那個5Ω電阻絲去掉，其他兩個電阻絲連接位置不動，在通電時間相同的情況下，可探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與另一個因素的關(guān)系．”請你回答，該同學(xué)的上述做法是否可行？不可行．

Answer 1

分析 （1）電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時間有關(guān)．探究電流產(chǎn)生熱量跟電流關(guān)系時，控制電阻和通電時間不變；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；探究電流產(chǎn)生熱量跟通電時間關(guān)系時，控制電流和電阻不變．
（2）并聯(lián)電路中的電阻比任何一個電阻都�。�
（3）據(jù)該題中的控制變量法和轉(zhuǎn)換法進(jìn)行分析判斷．
（4）可從漏氣、橡膠管沒有扎住等方面進(jìn)行分析．
（5）控制變量法就是每一次只改變其中的某一個變量，而控制其余幾個變量不變，從而研究被改變的這個變量對事物影響，分別加以研究，最后再綜合解決．

解答 解：（1）由圖可知，兩個盒中的電阻絲串聯(lián)，通過兩電阻絲的電流和通電時間相同，研究的是：當(dāng)通過的電流和通電時間相同時，電流產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻大小的關(guān)系．
（2）兩個相同的電阻串聯(lián)在電路中，通電時間和電阻相同，當(dāng)給其中一個并聯(lián)一個電阻時，電阻的電流改變，探究電流產(chǎn)生熱量跟電流關(guān)系．
因為并聯(lián)電路中的電阻比任何一個電阻都小，當(dāng)乙圖中右側(cè)盒外連接的5Ω電阻后，右側(cè)5Ω的電阻分壓較小，由此可知，右側(cè)電阻的電流減小，因此乙圖中右側(cè)盒外連接的5Ω電阻的作用是改變右側(cè)電阻的電流；把電阻接在盒子外側(cè)，是為了控制好變量，不改變右側(cè)盒內(nèi)電阻，便于探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系．
（3）圖乙燒瓶內(nèi)的電阻值都是5Ω，阻值相等，通電時間相等，電流不同，運用控制變量法，探究電流產(chǎn)生熱量跟電流的關(guān)系．
（4）由Q=I²Rt可知，兩根電阻絲在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量不同，則U形玻璃管中應(yīng)該出現(xiàn)液面高度差；而其中一個U形玻璃管中液面高度幾乎不變，說明與此相連的空氣盒有可能漏氣．
（5）將圖乙中接在右邊的空氣盒外部的那個5Ω電阻絲去掉，其他兩個電阻絲連接位置不動，則兩個盒內(nèi)電阻相等；在通電時間相同的情況下，電阻放出的熱量相同，U形管中液面高度變化情況相同，無法探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與另一個因素的關(guān)系，所以不可行．
故答案為：（1）電阻；電流；（2）使電阻c、d中的電流不相等；（3）控制變量；（4）空氣盒氣密性不好；（5）不可行．

點評 該題考查了控制變量法和轉(zhuǎn)換法在焦耳定律實驗中的應(yīng)用，注意兩導(dǎo)體串聯(lián)時電流相等，導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少是通過溫度計示數(shù)的變化來反映的．