Question

12．為了探究“電流產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān)”，王軍設(shè)計了如圖所示的甲、乙兩種裝置，他將兩端阻值不同的電阻絲分別密封在兩個完全相同的燒瓶中（R₁＜R₂＜R₃），并通過短玻璃管與相同的氣球相連，再將其按如圖所示的甲，乙，丙三種方式接入電路，電源電壓不變

（1）在這個實(shí)驗(yàn)中，電流產(chǎn)生的熱量多少是通過氣球膨脹的程度大小體現(xiàn)出來的，像這種用能直接觀測的量來顯示不容易直接觀測的量的方法叫“轉(zhuǎn)換法”，這種方法在物理學(xué)研究中經(jīng)常用到，請舉一例：研究聲音是由振動產(chǎn)生的，用乒乓球的振動來顯示音叉的振動．
（2）在甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)中，通過比較相同時間里氣球B與D、F的變化情況可探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系．
（3）此實(shí)驗(yàn)還可以用如圖丁的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，比較兩種不同的實(shí)驗(yàn)裝置，前一種實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)點(diǎn)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，時間更短；后一中實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)點(diǎn)是用溫度計能較準(zhǔn)確地測出煤油的溫度變化，便于定量研究．

Answer 1

分析 （1）采用轉(zhuǎn)換法，將電流產(chǎn)生熱量的多少轉(zhuǎn)換成觀察玻璃管中液柱上升的高度或氣球體積的大�。�
（2）圖甲、乙、丙中B瓶與D瓶F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)；
（3）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）在圖甲乙試驗(yàn)中，兩個完全相同的燒瓶通過短玻璃管與相同的氣球相連，液體受熱后膨脹，使與之相連的氣球的體積變大，所以電流產(chǎn)生熱量的多少是通過氣球體積的大小體現(xiàn)出來；我們學(xué)過的例子有：在探究“壓力作用效果”實(shí)驗(yàn)中，將壓力的作用效果通過海綿的凹陷程度來反映；研究聲音是由振動產(chǎn)生的，用乒乓球的振動來顯示音叉的振動等；
（2）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)是熱量與電流間的關(guān)系；
（3）前一種實(shí)驗(yàn)方案是優(yōu)點(diǎn)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，時間更短；
前一種實(shí)驗(yàn)方案是優(yōu)點(diǎn)是：用溫度計能較準(zhǔn)確地測出煤油的溫度變化，便于定量研究．
故答案為：（1）氣球膨脹的程度大�。谎芯柯曇羰怯烧駝赢a(chǎn)生的，用乒乓球的振動來顯示音叉的振動；（2）電流；（3）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，時間更短；用溫度計能較準(zhǔn)確地測出煤油的溫度變化，便于定量研究．

點(diǎn)評 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．