Question

9．某同学猜想电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间有关，为了探究“电流通过导体产生的热量与电流是否有关”，所用的实验器材有：电压为6V的电源，电流表、滑动变阻器、停表、开关各一个；与U形相连的塑料盒一个，盒内密封着空气盒内电阻丝的阻值为10Ω；导线若干．
（1）用笔画代替导线，将图中的电路连接完整．
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移动到a端．（选填“a”或“b”）
（3）该实验是通过U型管内液面高度差来反映电流通过电阻丝产生热量的多少．
（4）该同学设计实验时，将三次实验的通电时间均设定为15s，三次实验预设的电流值分别是I₁、I₂和I₃，则该同学进行第一次实验的操作是：闭合开关，移动滑片，使电流表的示数为I₁，通电15s，观察U型管内液面高度差．

Answer 1

分析 （1）连接实物图时，注意：滑动变阻器要“一上一下”的接入电路；电流表要选择合适的量程，并且电流正入负出；
（2）连接电路时，开关要断开；为了保护电路及其电路中元件，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处；
（3）本实验是通过观察U形管中液面的高度差比较电流通过电阻丝产生的热量多少的．
（4）实验过程：闭合开关，移动滑片，使电流表的示数为I₁，通电15s，观察U型管内液面高度差．

解答 解：
（1）滑动变阻器要“一上一下”的接入电路；电路中的最小电阻为10Ω，电源电压为6V，电路中的最大电流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{10Ω}$=0.6A，所以电流表利用小量程0-0.6A，并且正入负出，电路连接如图所示：

（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处，即a端；
（3）该实验是通过U型管内液面高度差来反映电流通过电阻丝产生热量的多少；
（4）第一次实验的操作是：闭合开关，移动滑片，使电流表的示数为I₁、I₂和I₃，分别通电15s，观察U型管内液面高度差．
故答案为：（1）如图所示；
（2）a；
（3）U型管内液面高度差；
（4）移动滑片，使电流表的示数为I₁，通电15s，观察U型管内液面高度差．

点评 本题为探究电流通过导体产生的热量影响因素的实验，考查了实物图的连接以及控制变量法和转换法的应用．