Question

1．（1）如图1所示实验装置中，A为废灯泡的玻璃芯（钨丝已断），图中小磁针处于静止状态．当用酒精灯把玻璃芯加热到红炽状态时，发现小磁针发生了偏转，表明红炽的玻璃变成了导体，此时小磁针的N极将向螺线管偏转．
（2）在研究电热与哪些因素有关时，某同学设计了图2所示实验电路．他想探究的物理问题是电流产生的热量与电阻大小是否有关，相同时间里B瓶里的温度计示数大．
（3）图3中在“探究电流与电压的关系”过程中，三（2）班同学经过相互讨论，完成了实验方案的三次设计．
由图甲到图乙，改进的理由是灯丝电阻是变化的；
由图乙到图丙，改进的理由是可以进行多次测量，找出普遍规律．

Answer 1

分析 （1）导线与绝缘体之间没有绝对的界限，当条件变化时，绝缘体可以变成导体，故红炽的玻璃变成了导体，磁针的偏转由右手螺旋定则和磁极间的相互作用规律的判断；
（2）从实验电路可以看出，两个电阻串联，所以通过的电流相等，而电阻的大小不同，所以此题是研究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系；知道电阻关系，根据Q=I²Rt确定产生的热量关系，进而判断哪个温度计示数较高；
（3）“探究电流与电压”实验，采用的研究方法是控制变量法．需要控制的物理量是电阻，变化的物理量是电压．

解答 解：（1）当用酒精灯把玻璃芯加热到红炽状态时，发现小磁针发生了偏转，表明红炽的玻璃变成了 导体，由右手螺旋定则知，通电螺线管的左端为N极，右端为S，由磁极间的相互作用规律知，小磁针的 N极将向螺线管偏转；
（2）两电阻串联，通过两电阻的电流、通电时间都相同，只有电阻的阻值不同，所以是研究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系；两电阻串联，通过两电阻的电流、通电时间都相同，知道R_A＜R_B，由Q=I²Rt可知B所在烧瓶内的电阻丝产生的热量多，B温度计的示数较高；
（3）研究电流与电压的关系，必须保持电阻值一定．小灯泡灯丝电阻受温度影响较大，如果两端电压发生改变，不仅电流发生变化，灯丝阻值也会改变，要保持电阻不变，应该使用定值电阻；
只进行一次实验，无法得出物理规律，所以应该在电阻一定时，改变电阻两端电压，因此需要在电路中串联一个滑动变阻器．
故答案为：（1）导体；N；
（2）电流产生的热量与电阻大小是否有关；B；
（3）灯丝电阻是变化的；可以进行多次测量，找出普遍规律．

点评 本题考查了（1）导体与绝缘体的关系及右手螺旋定则的使用、磁极间的相互作用规律；（2）通过实验探究了电流通过导体时产生的热量与电阻之间的关系，要用好控制变量法；（3）滑动变阻器在不同的实验中，作用是不同的．此实验为了改变定值电阻两端电压．