Question

同学们要探究“电流热效应与电阻大小的关系”．老师为他们提供了如图所示的器材，其中电热丝电阻R₁＜R₂．
（1）请利用提供的器材设计实验．
（2）进行实验时，他们发现实验现象不明显，请分析出现此现象的可能原因．（写出两点原因）
（3）调整好器材，通电一段时间后，发现气球2鼓起得更大些，由此可得出的结论是________．

Answer 1

解：（1）连接好电路如下图：

将两电阻丝串联，闭合开关一段时间后，观察两气球鼓起的大小，并进行比较，总结出电流放出的热量与电阻的关系；
（2）实验现象不明显的原因：装置气密性不好（气球漏气）；球皮太厚；电阻R₁、R₂的阻值相近；电源电压太低（电流太小）；
（3）在电流和通电时间相同的情况下，发现气球2鼓起得更大些，说明电阻R₂放出的热量更多，由此可得出的结论是：在电流和通电时间都相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多．
故答案为：（2）装置气密性不好（气球漏气）；球皮太厚；（3）在电流和通电时间都相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多．
分析：（1）为研究电流的热效应跟电阻的关系，应用控制变量法，控制通电时间和电流一定，比较电阻R₁和R₂产生的热量的多少．产生热量多的气球膨胀的大；
（2）实验中气球膨胀差别不大，原因很多：可能是气球漏气，也可能是球皮太厚，还可能是R₁、R₂的阻值大小相近等；
（3）两电阻串联，电流相同，通电时间相同，发现气球2鼓起得更大些，说明电阻R₂放出的热量更多，据此总结出结论．
点评：本题是一道较难的电学实验题，应用的实验方法是控制变量法，判断出根据气球的膨胀程度来识别电流的热效应跟电阻大小的关系是解答本题的难点．