题目内容

15.研究“电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关”的实验电路如图所示.甲、乙、丙为三只规格相同的烧瓶,其中装有质量相同的煤油,烧瓶中电阻丝的阻值R=R<R.请你观察图所示实验电路,应用所学知识回答下列问题:
(1)若探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系,应控制的变量是通电时间和电流,自变量是电阻.实验过程中,根据温度计示数的变化,比较烧瓶甲和烧瓶乙中电阻丝放热的多少.在此过程中利用了转换法和控制变量法来研究物理问题.
(2)利用此实验器材,还可以探究电流通过导体产生的热量跟电流的大小是否有关.

分析 (1)导体产生的热量与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关,若探究电流通过导体产生的热量与电阻的大小关系,应控制的变量是通电时间和电流相同;电流流经电阻丝产生热量,通过温度计示数的变化来反映电阻丝放出热量的多少;
(2)根据滑动变阻器的作用分析.

解答 解:(1)探究电流通过导体产生的热量与电阻的大小关系,应控制的变量是通电时间和电流相同,通过温度计示数的变化来比较烧瓶甲和烧瓶乙中电阻丝放热的多少,
在实验中电流通过电阻产生的热量多少是通过观察温度计示数来体现的,这种方法叫“转换法”;此过程中利用了转换法和控制变量法来研究物理问题.
(2)滑动变阻器可以调节电路中的电流,所以可以探究电流通过导体产生的热量跟电流的大小是否有关.
故答案为:(1)电流;电阻;温度计示数的变化;乙;控制变量;(2)电流的大小.

点评 该题考查了控制变量法和转换法在焦耳定律实验中的应用,注意两导体串联时电流相等,导体产生热量的多少是通过温度计示数的变化来反映的.

练习册系列答案
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4.探究电流与电压、电阻的关系.
【提出问题】通过导体的电流与导体两端电压及导体电阻的大小有什么关系?
【猜想】
①导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成正比.
②导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压的平方成正比.
③导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.
【实验器材】电源(电压恒为4.5V),电流表、电压表各一只,开关一个,三个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω),三只滑动变阻器(A:“10Ω 1.5A”、B:“20Ω 1A”、C:“50Ω 1A”),导线若干.
【实验过程】
(1)小明按图正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表指针超过量程.小明操作中的错误是变阻器连入电路的阻值没有调到最大值.
(2)小明改正错误后继续实验,通过改变定值电阻R两端的电压,测得电流、电压的值如表一,此时选择的滑动变阻器是C(选填A:“10Ω 1.5A”、B:“20Ω 1A”、C:“50Ω 1A”),分析数据可得出猜想①是正确的.
(3)小红在探究猜想③时,先将5Ω的电阻连入电路中,闭合开关,移动滑片,使与电阻并联的电压表的示数为1.5V,并记下电流值;再分别改接10Ω、15Ω的电阻,重复上述实验,得到了表二中的实验数据.分析数据得出:猜想③是正确的.实验中,小红多次移动变阻器滑片的目的是控制阻值不同的定值电阻两端电压不变.
(4)小华在探究猜想③时,重新设计了电路,保持电压表的示数为3V,得到了雨表二相同的数据,也完成了实验探究.小华与小红的实验相比不同之处是:电压表测量的是滑动变阻器两端的电压.
表一
电压U/V1.21.62.02.42.8
电流I/A0.120.160.200.240.28
表二
电阻R/Ω51015
电流I/A0.300.150.10

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