Question

6．为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，小华设计了如图实验装置，他将两端阻值不同的电阻丝（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，实验中电源电压不变．
（1）在这个实验中，电流产生的热量多少是通过气球的体积变化体现出来的．
（2）实验过程中她发现现象并不明显，以下原因解释合理的是①③（填序号）．
①电源电压太低②R₁、R₂的阻值相差太大③装置的气密性不好
（3）小华为了研究电流大小对产生热量的影响，你认为小华应该对该实验装置进行如何修改？请写出具体的实验步骤．

Answer 1

分析 （1）电流通过电阻丝做功，消耗电能转化为内能，产生的热量使空气的温度升高，体积变大，本实验是通过气球体积的变化来反应电流产生的热量多少（转换法）；
（2）电热和电阻有关，当电流和能电时间一定时，电阻越大，产生的电热越多．
（3）移动滑动变阻器滑片改变电路电阻，从而改变电路电流，可以验证导体产生的热量与电流大小的关系．

解答 解：
（1）通电后电流通过电阻丝做功，产生的热量被空气吸收，空气的内能变大，体积变大，则气球的体积会变大，所以，通过观察气球的体积变化来判断电流产生的热量的多少；
（2）实验现象不明显，即气球的体积变化不大或两气球的体积相差不大，其原因可能是：装置气密性不好（气球漏气）；电阻R₁、R₂的阻值相近（产生的热量相差不多）；电源电压太低（导致电流太小，产生 的热量太少），故选①③；
（3）电路中接入滑动变阻器，移动滑动变阻器滑片可以改变滑动变阻器接入电路电阻的大小，从而改变电路电流大小，可以利用该实验装置验证“电流通过导体时产生的热量与电流的大小有关”．
故答案为：（1）气球的体积变化；
（2）①③；
（3）电路中接入滑动变阻器，移动滑动变阻器滑片可以改变滑动变阻器接入电路电阻的大小，从而改变电路电流大小，可以利用该实验装置验证“电流通过导体时产生的热量与电流的大小有关”．

点评 本题考查了探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关，本实验应用了控制变量法与转换法，答题过程中应注意体会实验方法．