Question

5．小红和小明分别用图所示的装置，探究电流产生的热量跟什么因素有关．他们分别将两段阻值不同的电阻丝（R₁＜R₂）密封在完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与气球相连．（设他们所用的各种同类器材性能相同） 
（1）在这个实验中电流产生热量的多少是通过气球体积大小 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．
（2）小红的方案可探究电流产生的热量与电阻的关系．
（3）在小红和小明的实验中，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电流的关系．
（4）在两装置同时实验，在相同的通电时间里，与气球c（填气球字母标号）相通的电阻丝产生热量最多．

Answer 1

分析 （1）通过气体的热胀冷缩的程度来判断产生热量的多少，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转换法．
（2）探究电流一定时，电流产生的热量与电阻的关系．所以在实验过程中，需要控制电流和通电时间相等．因此需要将两电阻串联．
（3）根据焦耳定律，在电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多；在电压相同时，根据Q=$\frac{{U}^{2}}{R}$t，通电时间相同，电阻越小、电压越大，产生的热量越多．

解答 解：（1）从实验中可以看出，电流产生热量的多少是通过气球体积大小来判断的，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转换法．
（2）小红的方案中，两电阻的电流相同，所以探究电流一定时，电阻不同，电流产生的热量与电阻的关系；
（3）小红和小明的方案中，两电阻相同，但电流不同，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电流的关系；
（4）由两实验可得：c、d两电阻两端电压相同大于a、b两端电压，因此并联时产生的热量大于串联时产生的热量；并联时，根据Q=$\frac{{U}^{2}}{R}$t可知，电阻小的发热量多，故c球膨胀明显，其次为d；串联时，根据Q=I²Rt可得，电阻越小发热量越小，因a的电阻小，故a发烧量最小，故膨胀大小顺序为c、d、b、a．
故答案为：（1）气球体积大小；转换法；
（2）电阻；
（3）电流；
（4）c．

点评 此题通过实验探究电流通过导体与电阻的关系，考查了学生对控制变量法的应用．并运用了转换法来判断产生热量的多少，用气球判断气体的膨胀程度，效果更明显．