Question

10．為了探究“電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻的關(guān)系”，小麗實(shí)驗(yàn)小組采用了如上圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，裝有質(zhì)量和初溫都相同的空氣的甲、乙兩容器中分別有阻值不等的電阻絲 R₁和R₂，已知 R₁＜R₂
（1）小麗同學(xué)連接的電路要研究的是電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少跟電阻大小的關(guān)系．
（2）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察U型管液面的高度差來(lái)比較電流產(chǎn)生的熱量的多少．
（3）該實(shí)驗(yàn)中使用空氣的好處是氣體的熱脹冷縮效果比液態(tài)更明顯，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更直觀，時(shí)間更短．
（4）上述實(shí)驗(yàn)方法是研究物理問(wèn)題的常用的方法，下面研究方法中與此相同的是C
A．在研究物體受到幾個(gè)力作用時(shí)，引入了合力的概念．
B．在研究磁場(chǎng)時(shí)，用磁感線來(lái)形象地描述磁場(chǎng)．
C．在研究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，必須保持電阻一定．

Answer 1

分析 （1）由圖可知兩燒瓶中電阻絲串聯(lián)，而兩電阻絲的電阻不同，并且該實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制變量，則可知該實(shí)驗(yàn)所研究的目的；
（2）電流通過(guò)電阻絲做功，消耗電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，產(chǎn)生的熱量被空氣吸收，空氣吸收熱量的多少我們直接看不到，但空氣吸收熱量溫度升高，本實(shí)驗(yàn)是通過(guò)U型管的高度差反應(yīng)電流產(chǎn)生的熱量多少（轉(zhuǎn)換法）；
（3）根據(jù)氣體及液體的熱脹冷縮性質(zhì)的不同，可以分析哪種實(shí)驗(yàn)方法更直觀；
（4）本實(shí)驗(yàn)中為了得出熱量與電阻的關(guān)系，則應(yīng)控制電流不變，即采用了控制變量法，選取采用了控制變量法的實(shí)驗(yàn)即可．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)裝置中兩電阻絲串聯(lián)，瓶?jī)?nèi)空氣的質(zhì)量相等，則根據(jù)U型管的示數(shù)變化可得出兩電阻放出熱量的關(guān)系，則可研究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系；
（2）通電后電流通過(guò)電阻絲做功，產(chǎn)生熱量被空氣吸收，使空氣的溫度升高，通過(guò)觀察U型管的高度差來(lái)判斷電流產(chǎn)生的熱量的多少；
（3）使用空氣的好處是：氣體的熱脹冷縮效果比液態(tài)更明顯，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更直觀，時(shí)間更短．
（4）本題采用了控制變量法，
A．在研究物體受到幾個(gè)力時(shí)，引入了合力的概念，運(yùn)用等效替代法；
B．在研究磁場(chǎng)時(shí)，用磁感線來(lái)形象地描述磁場(chǎng)，運(yùn)用模型法；
C．在研究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，要保持電阻一定，運(yùn)用控制變量法．
三個(gè)選項(xiàng)中采用控制變量的只有C，故選C．
故答案為：（1）電阻；（2）U型管液面的高度差；（3）氣體的熱脹冷縮效果比液態(tài)更明顯，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更直觀，時(shí)間更短；（4）C．

點(diǎn)評(píng) 本題為焦耳定律的探究實(shí)驗(yàn)，要求能看懂電路結(jié)構(gòu)，并能注意題目中給出的信息進(jìn)行判斷．