Question

20．在做“探究電流通過導體時產生的熱量與什么因素又關”的實驗時，小文同學采用了如圖甲所示的實驗裝置．兩個透明容器中封閉了等量的空氣，U型管中液面變化反應了密封空氣溫度的變化．
（1）若通電相同時間，發(fā)現(xiàn)B玻璃管內液面上升較高，這表明：在電流和通電時間相同的情況下，導體的電阻越大，產生的熱量越多
（2）小超同學采用了如圖乙所示的實驗裝置，通電相同時間，發(fā)現(xiàn)A玻璃管液面上升較高，這表明：在電阻和通電時間相同的情況下，通過導體的電流越大，產生的熱量越多．
（3）該實驗中用到的研究物質物理問題的方法有控制變量法和轉換法．

Answer 1

分析 （1）B燒瓶中溫度計的示數(shù)升高的快說明B燒瓶中的煤油吸收的熱量多，而A、B兩個燒瓶中的電阻絲串聯(lián)，通過兩電阻絲的電流和通電時間相同，根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt分析判斷．
（2）探究電流產生熱量跟通電時間關系時，控制電流和電阻不變；
（3）探究電流產生的熱量跟電流大小和電阻大小關系時運用了控制變量法；
電流通過導體產生熱量的多少不能直接觀察，但液體溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映，體現(xiàn)的是轉換思想．

解答 解：（1）由焦耳定律Q=I²Rt可知，在電流和通電時間相同的情況下，導體的電阻越大，產生的熱量越多；
（2）裝置中一個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通過電流的一半，由Q=I²Rt可知，左邊容器中的電阻產生的熱量多，溫度升得較快；
這表明：在相同時間內，電阻相同，電流越大，通過導體時產生的熱量越多；
（3）該實驗中用到的研究物理問題的方法是控制變量法和轉換法．
故答案為：（1）電阻；多；（2）電流；（3）控制變量．

點評 此題主要考查的是學生對“電流通過導體產生的熱量與電阻的關系”實驗的理解和掌握，注意控制變量法和轉換法的運用，同時考查了學生對焦耳定律變形公式的理解和掌握，難度較大．