Question

19．為了探究電流產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān)，王軍設(shè)計(jì)了如圖所示的甲、乙兩種裝置，他將兩根阻值不同的電阻絲（R₁＜R₂）分別密封在兩個(gè)完全相同的燒瓶中，并通過短玻璃管與相同的氣球相連，兩次實(shí)驗(yàn)電源電壓相同．

（1）實(shí)驗(yàn)中通過氣球膨脹的程度大小的變化來比較電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量的多少．像這種用能直接觀測(cè)的量來顯示不容易直接觀測(cè)的量的方法叫轉(zhuǎn)換法．
（2）甲裝置可探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系．
（3）在裝置甲、乙的兩次實(shí)驗(yàn)中，通過比較相同時(shí)間里氣球B與D的變化情況，可探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系．
（4）另一組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖丙所示裝置．比較甲、乙和丙圖所示的兩種不同的實(shí)驗(yàn)裝置，你認(rèn)為較好的裝置是甲，理由是：氣體的熱脹冷縮效果比固液態(tài)更明顯，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更直觀，時(shí)間更短．

Answer 1

分析 （1）由題意及實(shí)驗(yàn)的原理圖可知當(dāng)瓶中電阻絲發(fā)熱后會(huì)使氣體膨脹，則連在瓶中的氣球會(huì)產(chǎn)生膨脹，根據(jù)氣球膨脹的情況可得出溫度升高的多少，實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法；
（2）由甲圖可知，兩電阻串聯(lián)，則可知電路中電流一定相等，由焦耳定律可知兩瓶中產(chǎn)生的熱量應(yīng)與電阻有關(guān)，故可探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系；
（3）由乙圖可知兩電阻并聯(lián)，而B瓶與D瓶電阻相等，則可知兩瓶中的電流不同，故由焦耳定律可得兩瓶中熱量與通過的電流有關(guān)；
（4）根據(jù)氣體及固體的熱脹冷縮性質(zhì)的不同，可以分析哪種實(shí)驗(yàn)方法更直觀；而由氣球演示不能得出準(zhǔn)確的溫度變化，故無法得出定量關(guān)系，故二者各有優(yōu)缺點(diǎn)．

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，從而使氣球膨脹，根據(jù)氣球膨脹的程度大小可知溫度升高的多少；轉(zhuǎn)換法是將不易觀察的現(xiàn)象轉(zhuǎn)換成較明顯的物理現(xiàn)象；
（2）甲中兩電阻串聯(lián)，則兩電阻中的電流相等，則可知熱量應(yīng)由電阻有關(guān)，根據(jù)氣球膨脹的多少可知熱量的多少，則可知熱量與電阻大小的關(guān)系；
（3）乙圖中兩電阻并聯(lián)，則B、D兩容器中的電流不同，而兩電阻絲的電阻相同，故探究的應(yīng)是熱量與電流的關(guān)系；
（4）選用圖甲好處是：氣體的熱脹冷縮效果比固液態(tài)更明顯，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更直觀，時(shí)間更短．
故答案為：（1）氣球膨脹的程度大��；轉(zhuǎn)換法；（2）電阻；（3）電流；（4）甲；氣體的熱脹冷縮效果比固液態(tài)更明顯，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更直觀，時(shí)間更短．

點(diǎn)評(píng) 本題探究熱量與電流及電阻的關(guān)系，要求能正確分析電路，掌握串并聯(lián)電路的特點(diǎn)，并靈活應(yīng)用焦耳定律分析解答．