Question

9．老師上課時利用如圖的實驗裝置探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱的多少與哪些因素有關(guān)的實驗裝置．兩個透明容器中密封著等量的空氣（原來用水，現(xiàn)改換），U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化．有關(guān)說法和評價正確的是（　�。�

• A． 甲實驗是研究電流產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系
• B． 乙實驗是研究電流產(chǎn)生熱量與電流的關(guān)系
• C． 甲實驗通電一段時間后，左容器內(nèi)空氣吸收的熱量更少
• D． 甲、乙實驗改原來的水為空氣做，其優(yōu)點在于時間短．效果好

Answer 1

分析 電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時間有關(guān)．
（1）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；
（2）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；
（3）探究電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小和電阻大小關(guān)系時運用了控制變量法；
（4）電流流經(jīng)電阻絲產(chǎn)生焦耳熱，瓶內(nèi)氣體溫度升高，體積變大，使氣球膨脹，電流做功越多，氣球體積膨脹越大，氣球膨脹程度的大小能反應(yīng)電流產(chǎn)生熱量多少，采用轉(zhuǎn)換法．

解答 解：
AC、裝置甲中一個5Ω的電阻與兩個5Ω的電阻并聯(lián)后再串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知，右端兩個電阻的總電流和左端的電阻電流相等，即I_右=I_左，兩個5Ω的電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點知I_右=I₁+I₂，兩電阻阻值相等，則支路中電流相等，I₁=I₂，所以右邊容器中的通過電阻的電流是左側(cè)通過電流的一半，即是研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，由Q=I²Rt可知，左邊容器中的電阻產(chǎn)生的熱量多，溫度升得較快；因此通電一段時間后，玻璃管左側(cè)液面高度差更大，故AC錯誤；
B、在乙裝置中，將容器中的電阻絲串聯(lián)起來接到電源兩端，通過他們的電流I與通電時間t相同，左邊容器中的電阻小于右邊容器中的電阻，即是探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系，故B錯誤；
D、在實驗中電流產(chǎn)生熱量多少是通過觀察氣球膨脹程度大小來體現(xiàn)的，與水相比空氣的優(yōu)點是：空氣受熱容易膨脹，實驗時間短，效果好，便于實驗觀察，故D正確．
故選D．

點評 此題主要考查的是學(xué)生對“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻、電流的關(guān)系”實驗的理解和掌握，注意控制變量法和轉(zhuǎn)換法的運用是解決該題的關(guān)鍵．