Question

15．小溪同学设计了如图实验装置，探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关．
①若想探究电流产生热量的多少与电阻的关系，则应选择图中的甲和乙两个密闭容器进行实验．
②通电时间相同时，产生热量最多的是密闭容器乙中的电阻丝．
③在这个实验中，电流通过导体产生热量的多少，是通过U形管两侧液面的高度差的大小体现出来，这种方法在研究许多物理问题时都用到，下列几个研究实例中也是采用相同研究方法的有C
A．探究电流与电压、电阻的关系； B．真空不能传声；
C．用铁屑显示磁体周围磁场分布； D．研究光的传播时，引入“光线”．

Answer 1

分析 （1）电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间有关，实验探究时应采用控制变量法；
（2）根据Q=I²Rt分析三容器内电阻丝产生的热量关系．
（3）电流通过导体产生热量的多少，我们通过肉眼直接观察看不到其多少，在此应用了转换法，把电流通过导体产生热量的多少用我们能看到的现象表现出来．

解答 解：（1）电流产生热量的多少与电流、电阻和通电时间有关，要探究电流产生热量的多少与电阻的关系时，应控制电流和通电时间相同，改变电阻的阻值；由图可知，甲、乙两容器中电阻丝串联，则通过的电流相同，而它们的阻值不同，故甲、乙符合；
（2）甲、乙中，通过它们的电流和通电时间相等，由Q=I²Rt可知，乙的电阻大，则乙产生的热量大于甲产生的热量；
甲、丙中，容器中的电阻和通电时间相等，由并联电路的电流特点可知，通过甲的电流大于通过丙中的电流，由Q=I²Rt可知，甲产生的热量多；
综上可知，产生热量最多的密闭容器乙中的电阻丝．
（3）电流通过导体产生热量的多少，我们通过肉眼直接观察看不到其多少，在此应用了转换法，把电流通过导体产生热量的多少用我们能看到的现象表现出来，在该题中是通过U形管两侧液面的高度差把电流通过导体产生热量的多少体现出来．
A、探究电流与电压、电阻的关系，采用了控制变量法．
B、真空不能传声，采用的是理想实验法；
C、用铁屑显示磁体周围磁场分布，采用了转换法．
D、研究光的传播时，引入“光线”，采用了模型法．
故选C．
故答案为：①甲和乙；②乙；③U形管两侧液面的高度差；C．

点评 本题考查了可以利用控制变量法，并结合所选取的实验器材能确定研究的问题，并且可以把所学的物理知识在生活中加以应用．近几年来实验不再只考我们课本中出现过的实验，比较常见的为探究性实验，要求我们不能只背答案，而应注重理解．