Question

6．为研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关，有同学找来了两根不同阻值的电阻丝，多块相同的泡沫块以及滑动变阻器、开关、导线、电源等，设计的方案如甲图所示．

（1）实验时，接通电路过几秒钟后发现泡沫块被电阻丝“切断”．该实验方案是通过测量泡沫块被切断的时间长短来比较电流通过电阻丝时产生的热量多少的．
（2）为研究电流通过导体产生热量的多少与电流大小的关系，实验该怎么操作？应该利用甲图，电阻值和通电时间相同，利用滑动变阻器先后改变通过电阻丝的电流，分别测量两泡沫块被切断的时间．

材料	铜	铝	钨	镍铬合金
电阻（欧）	0.0175	0.029	0.053	1.0

（3）在电流与通电时间相同条件下，选用长度和横截面积都相同的两种材料进行实验，为了使实验现象最明显，可以选用表中的铜与镍铬合金进行对比． （20℃时长1米、横截面积1毫米²的几种材料的电阻）
（4）为研究电流通过导体产生热量的多少与电阻大小的关系，请你在乙图中画上连接导线．如图．

Answer 1

分析 （1）本实验中，电流通过电阻丝产生热量，被泡沫块吸收，达到一定温度后泡沫块熔化；
（2）由图甲可知，甲电阻丝，利用滑动变阻器改变通过两次电阻丝的电流不同，电阻值和通电时间相同，据此判断本实验探究的问题；
（3）在电流与通电时间相同的条件下，为了使实验现象最明显，要使两种导线的阻值相差最大；
（4）研究电流通过导体产生热量的多少与电阻大小的关系，应控制电流和通电时间相等，故串联．

解答 解：（1）实验时，接通电路过几秒钟后发现泡沫块被电阻丝“切断”，则本实验可以通过测量泡沫块被切断的时间长短来比较电流通过电阻丝时产生热量多少的；
（2）由图甲可知，只有一根电阻丝，可控制电阻值和通电时间相同，利用滑动变阻器先后改变通过电阻丝的电流，分别测量两泡沫块被切断的时间长短来判断产生热量的多少，从而判断电阻丝产生热量的多少与电流大小的关系；
（3）为了使实验现象最明显，要使两种导线的阻值相差最大，在电流与通电时间相同的条件下，导线的长度和横截面积相同，铜和镍铬合金的电阻相差最大，所以选表中的铜与镍铬合金进行对比；
（4）研究电流通过导体产生热量的多少与电阻大小的关系，应控制电流和通电时间相等，故两电阻丝应串联，电路连接如下图：

故答案为：（1）泡沫块被切断的时间长短；
（2）应该利用甲图，电阻值和通电时间相同，利用滑动变阻器先后改变通过电阻丝的电流，分别测量两泡沫块被切断的时间；
（3）镍铬合金；
（4）如上图所示．

点评 本题为探究电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关的实验，因物理量较多，在研究电流产生的热量与什么因素有关时，要用好控制变量法．