Question

10．小明同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置．请仔细观察甲、乙两图．

（1）实验是通过观察两个U形管中的液面高度差变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少．
（2）你认为甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系．
（3）乙图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与电流的关系．
（4）该实验除采用常用的控制变量法之外还采取的探究方法是转换法．
（5）我们可以根据以上实验装置甲（选填“甲”或者“乙”）得出的结论简要解释“电炉工作时，电炉丝发红而与电炉丝相连的导线却不怎么发热”的原因．
（6）通电一段时间，发现其中一个U形管液面高度几乎不变，则出现该现象的原因可能是装置漏气（或气密性不好）．

Answer 1

分析 （1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；
（2）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；
（3）探究电流产生热量跟电流关系时，控制通电时间和电压不变，因此需要电阻并联；
（4）对于不容易观察到的现象采取转换法的思想，探究多因素问题时采用控制变量法的思想；
（5）电炉工作时，电炉丝与导线串联，通电时间与电流大小相同，由焦耳定律可知，产生热量不同是由于电阻不同造成的；
（6）可从漏气、橡胶管没有扎住等方面进行分析．

解答 解：（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；
（2）如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电阻的关系；
（3）在乙电路其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，再接入原电路，可以探究电流产生的热量与电流大小的关系；
由甲图所示的实验现象可以得到的结论是：在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，电流通过电阻产生的热量越多．
（4）该实验中采用了控制变量法和转换法．
（5）由Q=I²Rt可知“电炉工作时，电炉丝发红而与电炉丝相连的导线却不怎么发热”是在通电时间、和电流相同的情况下，导线与电炉丝的电阻不同，造成导线几乎不产生热量，与图甲中的原理相同；
（6）其中一个U形玻璃管中液面高度几乎不变，说明与此相连的空气盒有可能漏气．
故答案为：（1）液面高度差；（2）电阻；（3）电流；电阻（4）控制变量法；转换法；（5）甲；（6）装置漏气（或气密性不好）．

点评 本题考查了学生对焦耳定律的认识，注重了探究实验的考查，同时在该实验中利用了控制变量法和转换法，是中考物理常见题型．