Question

對于“電流做功與哪些因素有關(guān)”的問題，劉星同學(xué)作了如下猜想：
猜想A：電流做功可能與電壓有關(guān)；
猜想B：電流做功可能與電流有關(guān)；
猜想C：電流做功可能與通電時(shí)間有關(guān)．
為了驗(yàn)證自己的猜想，他選擇了如圖甲所示的裝置（除電阻絲阻值不同外，其余條件均相同）及電源、開關(guān)、電壓表、導(dǎo)線若干．他將兩電阻絲串聯(lián)后接入電路，如圖乙所示．
（1）將兩電阻絲串聯(lián)接入電路的目的是為了控制通過電阻絲的

 

和通電時(shí)間相同，他采用的科學(xué)探究方法是：

 

．
（2）接通電路前他想：通電一段時(shí)間后觀察溫度計(jì)示數(shù)的變化，若兩只溫度計(jì)示數(shù)變化不同，則說明電流做功與電阻絲兩端的

 

有關(guān)；這就驗(yàn)證了猜想

 

．
（3）用本實(shí)驗(yàn)器材還可探究電熱與

 

的關(guān)系．

Answer 1

分析：（1）控制變量法是物理中經(jīng)常用到的一種探究方法；適用范圍：當(dāng)一個(gè)物理量受多個(gè)因素影響時(shí)，可用控制變量法進(jìn)行探究其關(guān)系，即使探究的因素發(fā)生改變，其它因素都保持不變；
（2）使兩電阻絲串聯(lián)，是利用串聯(lián)電流處處電流相等控制通過電阻絲的電流相等，同時(shí)也可以控制通電時(shí)間相等，由于兩電阻絲的阻值不同，所以兩電阻絲分得的電壓不相同，然后根據(jù)電流做的功全部轉(zhuǎn)化為煤油的內(nèi)能進(jìn)行分析，即根據(jù)煤油溫度判斷電流做功與電壓的關(guān)系；
（3）根據(jù)Q=I²Rt可知，當(dāng)電流和通過時(shí)間一定時(shí)，電流通過導(dǎo)體做的功與電阻成正比．

解答：解：（1）因?yàn)殡娏髯龉εc電壓、電流以及時(shí)間有關(guān)，兩電阻串聯(lián)控制了通過電阻絲的電流和通電時(shí)間相同，探究電功與電壓的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)采用了控制變量法；
（2）兩電阻絲串聯(lián)接入電路即控制通過電阻絲的電流相等，又控制了通電時(shí)間相同；由于不同電阻絲串聯(lián)起來時(shí)，兩電阻絲兩端的電壓不同，并且瓶內(nèi)所裝煤油的質(zhì)量相等，而電阻絲將電流所做的功全部轉(zhuǎn)化為煤油的內(nèi)能，因此可以觀察溫度計(jì)的示數(shù)比較電流所做的功與電阻絲兩端電壓的關(guān)系，可以驗(yàn)證猜想A；
（3）兩電阻串聯(lián)，說明通過它們的電流相等；它們同時(shí)工作，同時(shí)停止工作，因此通電時(shí)間相同，由Q=I²Rt可知，該實(shí)驗(yàn)可以探究電流做功的多少與電阻的關(guān)系．
故答案為：（1）電流；控制變量法；（2）電壓；A；（3）電阻．

點(diǎn)評：知道控制變量法適用范圍，會(huì)用控制變量法探究電流做功與電壓、電流和時(shí)間的關(guān)系，并且知道電阻絲將電流所做的功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．