Question

在探究“電流發(fā)熱多少與什么因素有關”時，小紅猜想可能與下列因素有關：
A．電流大小　　　　　　　 B．電阻大小　　　　　　　 C．通電時間
在驗證猜想B時，他設計的實驗方案如圖所示：用兩段長短粗細相同的銅絲和鎳鉻合金絲，分別給等質量的煤油加熱，電源都是兩節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組．他發(fā)現(xiàn)銅絲加熱時煤油溫度升高更快，因此他得出結論：“電阻越小發(fā)熱越快”．
（1）上述結論與其他同學正好相反，你認為他的實驗方案有什么不妥的地方？請找出另一個問題，并提出改進措施．
問題1：直接用銅絲連接電源兩極會造成短路，損壞電源；改進：在電路中串聯(lián)一個滑動變阻器來保護電路．
問題2：________．
改進：________．
（2）請你利用所學知識解釋他為什么會得出“電阻越小發(fā)熱越快”的結論．
答：________．

Answer 1

解：（1）因為本實驗的目的是在保持電流和通電時間相同的前提下，探究熱量與電阻的關系，
根據(jù)電路圖可知，兩個電阻絲是各自接到電源兩端，電源電壓相同，而銅絲和鎳鉻合金絲電阻不同，由公式I=可知，通過它們的電流不同，通電時間也也沒有控制，
所以問題為：沒有保持兩金屬絲中的電流和通電時間相同．
改進：將兩金屬絲串聯(lián)后接入同一電路中．
（2）銅絲和鎳鉻合金絲兩端的電壓相同，根據(jù)P=UI=可知，在電壓U相同時，由于銅絲電阻比鎳鉻合金絲小，所以銅絲發(fā)熱功率大，電阻越小發(fā)熱越快．
分析：（1）長短粗細相同的銅絲和鎳鉻合金絲，兩者的電阻不同，為了探究電熱的多少與電阻的關系，應采用了控制變量法，從公式Q=I²Rt可知，應讓通過它們的電流相同，通電時間也相同．
（2）銅絲和鎳鉻合金絲兩端的電壓相同，可利用公式P=UI=進行分析．
點評：采用控制變量法是探究實驗常用的方法，本實驗通過控制電流、通電時間不變，只改變電阻，然后看熱量的變化．