Question

13．探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)，設(shè)計(jì)了如圖甲所示實(shí)驗(yàn)，兩個(gè)燒瓶中盛著等量的煤油，溫度計(jì)顯示煤油的溫度．兩瓶煤油中都有一段電阻絲，且R_甲＞R_乙，兩瓶中的電阻絲串聯(lián)起來(lái)接到電路中．
（1）實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)觀察溫度計(jì)的示數(shù)變化，來(lái)粗略說(shuō)明電流產(chǎn)生熱量的多少，像這種用能直接觀測(cè)的量來(lái)顯示不容易直接觀測(cè)的量的方法叫轉(zhuǎn)換法．
（2）實(shí)驗(yàn)中，小宇和小剛發(fā)現(xiàn)甲燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù)升高得快．這表明：在電流和通電時(shí)間相同的情況下，導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多．
（3）探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器來(lái)改變電路中電流大小，前后都用相同的通電時(shí)間，將同一（選填“同一”或“不同”）燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù)變化情況進(jìn)行比較．
（4）如果用電阻絲對(duì)煤油加熱，觀察溫度計(jì)示數(shù)變化的過(guò)程會(huì)非常耗時(shí)，為了減少實(shí)驗(yàn)時(shí)間，提出了如下改進(jìn)的設(shè)想，設(shè)想一：將煤油換成水來(lái)做實(shí)驗(yàn)，設(shè)想二：如圖乙通過(guò)加熱空氣來(lái)做實(shí)驗(yàn)．根據(jù)所學(xué)知識(shí)，斷定設(shè)想一是錯(cuò)誤的，原因是水的比熱容大，溫度難改變，會(huì)更耗時(shí)間．
（5）使用電烙鐵時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)：通電一段時(shí)間后，電烙鐵很熱，而跟電烙鐵連接的導(dǎo)線卻不是很熱．針對(duì)這一現(xiàn)象，同學(xué)們經(jīng)過(guò)討論形成了F面四個(gè)問(wèn)題．你認(rèn)為最有探究?jī)r(jià)值且易于探究的科學(xué)問(wèn)題是C
A．電烙鐵產(chǎn)生的熱量與那些因素有關(guān)？B．導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量與那些因素有關(guān)？
C．電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)？D．電烙鐵為什么比導(dǎo)線熱？

Answer 1

分析 （1）轉(zhuǎn)換法在物理學(xué)中有很多應(yīng)用，主要用來(lái)演示一些不易直接觀察的物理量的變化．
（2）知道通過(guò)的電流相等，由焦耳定律可知阻值越大的電阻產(chǎn)生的熱量越多、溫度升高越快．
（3）由Q=I²Rt可知，探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通過(guò)導(dǎo)體電流關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制通電時(shí)間和電阻相同，電流不同，而滑動(dòng)變阻器有改變電路中電流的作用，據(jù)此分析．
（4）要想讓電熱絲在放出相同的熱量的情況下，溫度上升的快，就要換用比熱容較小的物質(zhì)．
（5）電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，與電流的大小、導(dǎo)體的電阻及通電時(shí)間都有關(guān)系，電烙鐵和導(dǎo)線發(fā)熱情況不同，相同條件是電流和通電時(shí)間，發(fā)熱多少可能與電烙鐵、導(dǎo)線本身有關(guān)．

解答 解：
（1）當(dāng)電阻絲通電后，電流產(chǎn)生熱量使煤油溫度升高，從而溫度計(jì)示數(shù)上升，根據(jù)溫度計(jì)上升的溫度可知電流產(chǎn)生熱量的多少．這種用能直接觀測(cè)的量來(lái)顯示不容易直接觀測(cè)的量的方法叫轉(zhuǎn)換法；
（2）由圖知，兩電阻串聯(lián)，電流相等，由焦耳定律Q=I²Rt得，電阻大的在相同時(shí)間產(chǎn)生的熱量多，升高的溫度快；即：在電流和通電時(shí)間相同的情況下，導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多．
（3）探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通過(guò)導(dǎo)體電流關(guān)系時(shí)，為了改變電路中的電流，需在電路中串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器來(lái)改變電路中電流大小，通電相同時(shí)間后，由于電阻不同，因此將同一瓶子中的現(xiàn)象進(jìn)行比較．
（4）設(shè)想一是錯(cuò)誤的，因?yàn)樗�的比熱容大，吸收或放出相同的熱量后，溫度變化小�?br />（5）使用電烙鐵時(shí)，通電一段時(shí)間后，電烙鐵很熱，而跟電烙鐵連接的導(dǎo)線卻不是很熱．說(shuō)明電烙鐵產(chǎn)生的熱量較多，已知電烙鐵與導(dǎo)線是串聯(lián)的，通過(guò)的電流和通電時(shí)間都相同，只有電阻不同，所以可以提出的問(wèn)題是：“電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)？”．故選C．
故答案為：（1）轉(zhuǎn)換法；（2）越多；（3）同一；（4）比熱容；（5）C．

點(diǎn)評(píng) 本題是“探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)題，考查對(duì)焦耳定律、比熱容的應(yīng)用、串聯(lián)電路的電流關(guān)系的了解和掌握，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用了控制變量法與轉(zhuǎn)換法，要注意體會(huì)這兩種方法的應(yīng)用．