Question

在“探究影响电流热效应的因素”活动中，海洋同学为了研究通电导体电阻的大小对产生热量多少的影响，设计的正确方案是：选择两个阻值 ______（选填“相等”或“不相等”）的电阻丝，控制通过两个电阻丝的电流 ______（选填“相等”或“不相等”），通电时间相等，比较产生热量多少．于是他找来两段材料、粗细相同，长短不同的电阻丝分别绕制成两个外形相同，长度不同的电阻圈串联在电路中，同时将火柴棒分别插入两个电阻圈中，如图所示，他想通过火材被点燃的先后来比较产生热量多少．当电路接通后，他发现两根火柴几乎同时被点燃，于是得到电阻大小对产生热量多少没有影响的结论．你根据掌握的知识，判断他的结论是 ______（选填“正确”或“不正确”）的，请分析他实验时火柴被同时点燃的主要原因是 ______．

Answer 1

【答案】分析：电流的热效应主要体现在由电能转化为内能上．
内能的计算公式为W=I²Rt．
由于内能与多个因素有关，所以在探究的过程中要按照控制变量法进行，每次只能改变其中一个因素．
电阻和多个因素有关，包括导体的长度、材料、横截面积和温度．
按照这种方法，对本题进行分析．
解答：解：由于海洋同学是为了研究通电导体电阻的大小对产生热量多少的影响，所以需要两个阻值不同的电阻，而其他因素则必须相同．
电流相同的做法，是必须将两个电阻接入同一个串联电路中，同时要同时通电，保证工作时间相同．
由于他找来的是两段材料、粗细相同，长短不同的电阻丝，分别绕制成两个外形相同、长度不同的电阻圈，所以两个电阻的阻值是不同的．
按照内能的计算公式为W=I²Rt可得，阻值越大的电阻放热越多，火柴先被点燃．
但是他发现两根火柴几乎同时被点燃，所以得到“电阻大小对产生热量多少没有影响”的结论是错误的．
主要原因是由于实验过程中整个电阻丝产生的热量没有全部给火柴加热．
改进的方法有很多，比如将对火柴加热改为对同种等质量的液体加热，观察温度升高的多少，来比较产生内能的多少．
故答案为：不相等，相等，不正确，整个电阻丝产生的热量没有全部给火柴加热．
点评：本题难度较大，需要学生在理解电流热效应的基础上，具备较强的分析能力．
要掌握用物理语言解释物理现象的能力．