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，两次实验电源电压不变．

(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的量的方法叫“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、乙的两次实验中，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)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）相通的电阻丝产生的热量最多．

(5)教材上的实验装置如图丙所示（烧瓶与图中的相同）．比较甲、乙和如图丙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

【答案】

（1）气球膨胀程度大小（2）电阻（3）电流（4）C（5）甲、乙

【解析】

试题分析：（1）由题意及实验的原理图可知当瓶中电阻丝发热后会使气体膨胀，则连在瓶上的气球会产生膨胀，根据气球膨胀的情况可得出温度升高的多少；转换法是将不易观察的现象转换成较明显的物理现象；转换法在物理学中有很多应用，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）由甲图可知，两电阻串联，则可知电路中电流一定相等，由焦耳定律可知两瓶中产生的热量应与电阻有关，故可探究电流产生的热量与电阻的关系；

（3）由乙图可知两电阻并联，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）根据气体及液体的热胀冷缩性质的不同，可以分析哪种实验方法更直观；而由气球演示不能得出准确的温度变化，故无法得出定量关系，故二者各有优缺点．若选用图甲乙，理由是：气体的热胀冷缩效果比液态更明显，实验现象更直观，时间更短．（或：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）

考点：焦耳定律；串联电路的电流规律；并联电路的电压规律；欧姆定律