Question

2．英明同学家住北方，冬天取暖时发现：电暖器的电热丝热得发红，而与电热丝相连的导线却不怎么热．
（1）请你根据英明发现的现象提出一个需要探究的物理问题：电流通过导体产生的热量与哪些因素有关．
（2）如图甲所示是英明进行实验探究的部分电路，A、B烧瓶中装有质量相等、初温相同的煤油，金属丝电阻分别为R_A、R_B，R_A＜R_B．通电一段时间后，发现B烧瓶中温度计的示数大些．此现象说明：在电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，电流产生的热量越多．
（3）杨敏同学看到英明的实验后，想用水替换煤油，英明阻止了她，并说：煤油的比热容比水小，等质量的煤油和水，吸收相同的热量，煤油温度升得更快．
（4）英明同学想进一步探究电流产生的热量与电流大小的关系，请你帮他把图乙中的电路连接完整，滑动变阻器的作用是改变通过电阻丝的电流．

Answer 1

分析 （1）根据所看到的现象结合所学的知识进行提问；
（2）由焦耳定律可知，电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，为了研究电流与导体电阻的关系，要控制通过的电流和通电时间不变，为此设计成如图所示的实验；实验时因为镍铬合金丝的电阻大于铜丝的电阻，电流通过镍铬合金丝产生的热量多，使B瓶中的煤油温度上升的快，得出电流产生的热量与电阻的关系；
（3）由吸热公式Q_吸=cm△t可知，水比煤油的比热容大，让质量相灯水和煤油升高相同的温度，比热容小的需要的时间短；
（4）要探究“探究电流产生的热量与电流大小的关系”，要把滑动变阻器串联在电路改变通过电阻丝的电流，在连接滑动变阻器时，注意“一上一下”的接线原则；滑动变阻器在电路中的作用：保护电路；改变电路中的电流．

解答 解：
（1）电流一起通过电热丝和与之相连的导线，电热丝热的发红，由此提问“电流通过导体产生的热量有哪些因素有关”；
（2）如图，A、B电阻丝串联，通过的电流和通电时间相同，因为R_A＜R_B，电流通过R_B产生的热量多，因此B瓶中的煤油温度上升的快，由此得出，当通过的电流和通电时间相同时，导体的电阻越大、电流产生的热量越多；
（3）由吸热公式Q_吸=cm△t可知，煤油的比热容比水小，等质量的煤油和水，吸收相同的热量，煤油温度升得更快；
（4）要探究“探究电流产生的热量与电流大小的关系”，要把滑动变阻器串联在电路改变通过电阻丝的电流，在连接滑动变阻器时，注意“一上一下”的接线原则；如图所示：

实验中，通过移动滑片来改变滑动变阻器连入电路中的电阻值，从而改变电路中的电流．
故答案为：（1）电流通过导体产生的热量与哪些因素有关；（2）电流，通电时间，导体的电阻；
（3）煤油的比热容比水小，等质量的煤油和水，吸收相同的热量，煤油温度升得更快；（4）见上图；改变通过电阻丝的电流．

点评 本题考查了学生对焦耳定律、串联电路的电流关系的了解和掌握，属于中考常见题型，利用好控制变量法是本题的关键．