Question

为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，王军设计了如图所示的甲、乙两种装置，他将两段阻值不同的电阻丝（R₁<R₂）分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压相同．

（1）在这个实验中，电流产生的热量多少是通过         体现出来的，像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测量的方法叫“转换法”，这种方法在物理学研究中经常用到，请举一例：                 ；
（2）甲装置可探究电流产生的热量与            的关系；
（3）在装置甲、乙两次实验中，通过比较相同时间里气球B与D的变化情况可探究电流产生的热量与        的关系；
（4）在甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，与气球     （填气球字母标号）相通的电阻丝产生热量最多；
（5）教材上的实验装置如图丙所示（烧瓶与甲、乙中的相同）．比较甲乙和丙图所示
的两种不同的实验装置，你认为较好的装置是    ，理由是：              ．

Answer 1

（1）气球膨胀的体积大小   研究声音是由振动产生的，用乒乓球的振动来显示音叉的振动(答案合理得分)
（2）电阻  （3）电流(或电压) （4）C
（5）甲乙  气体的热胀冷缩效果比固液态更明显，实验现象更直观，时间更短（或：丙  用温度计能较准确地测出煤油的温度变化，便于定量研究）

：（1）当电阻丝通电后，电流产生热量使煤油温度升高，从而使气球膨胀，根据气球膨胀的程度大小可知温度升高的多少；
转换法是将不易观察的现象转换成较明显的物理现象；例如：
①研究声音是由振动产生的，用乒乓球的振动来显示音叉的振动
②研究分子运动时，用固体、液体、气体的扩散推测分子的热运动
③用吸引大头针的多少观测磁铁的磁性强弱．
（2）甲中两电阻串联，则两电阻中的电流相等，则可知热量应由电阻有关，根据气球膨胀的多少可知热量的多少，则可知热量与电阻大小的关系；
（3）乙图中两电阻并联，则B、D两容器中的电流不同，而两电阻丝的电阻相同，故探究的应是热量与电流间的关系；
（4）甲图中两电阻串联，则通过两电阻的电流相等，由焦耳定律可得，电阻大的电阻丝发热较多，即B中发热量要多；
乙图中两电阻并联，则电压相等，由t可得，电阻小的发热量要多，故C比D发热量要多；
而B、D电阻相等，由欧姆定律可得，B中电流小于D中电流，故D中热量要比B中热量多，故C中热量最多；
（5）若选用图甲乙，理由是：气体的热胀冷缩效果比固液态更明显，实验现象更直观，时间更短．
（或：选择丙，理由是：用温度计能较准确地测出煤油的温度变化，便于定量研究．）（两种答案任选一个均可，只要解释合理即可）
本题探究热量与电流及电阻的关系，要求能正确分析电路，掌握串并联电路的特点，并灵活应用焦耳定律分析解答．