题目内容

5.小明要用图中所示的实验器材探究电压一定时,电流热效应与电阻的关系.其中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同.
(1)请你用笔画线代替导线,帮他把电路连接完整.
(2)电流产生热量的多少不易直接测量.因此,在这个实验中是通过温度计示数升高的多少显示电流产生热量的多少的.像这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫“转换法”.这种方法在物理学的研究中经常用到,请你列举一例:研究声音是由振动产生的时,将发生的音叉放入水中,激起水花.
(3)在这个实验中,除了控制电压一定外,还要控制的量有煤油的质量、煤油的初温.(写出两点即可)
(4)在这个实验中,若两个电阻丝的通电时间相同,则甲瓶内温度计的示数升高的多.

分析 (1)要探究“电压一定时,电流产生的热量与电阻的关系”,需要使两个电阻并联,确保电压相等,滑动变阻器串联在电路中起保护电路的作用.在连接滑动变阻器时,注意“一上一下”的接线原则.
(2)实验中通过温度计示数的变化来测量产生热量的多少.这种方法是转换法,例如探究声音的产生时,将微小振动放大来说明声音产生的条件.
(3)在做此实验时,要注意控制变量法的应用.煤油的量相等,通电时间相同,煤油的初温相同.
(4)根据Q=$\frac{{U}^{2}}{R}$t可知,在电流一定时,电阻越大,产生的热量越多.

解答 解:(1)因为电压一定,所以两电阻并联,滑动变阻器串联在电路中. 如图所示:

(2)实验中通过温度计升高的示数来判断产生热量的多少,这也是物理中常用的一种方法--转换法.例如研究声音是由振动产生的时,将发生的音叉放入水中,激起水花.
(3)此实验充分显示了控制变量法的应用.注意控制煤油的质量和煤油的初温.
(4)在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越大,产生的热量越多.由Q=$\frac{{U}^{2}}{R}$t可知,甲瓶中的电阻丝电阻小,产生的热量更多,甲瓶中温度计的示数升高得快.
故答案为:(1)见上图;(2)温度计示数升高的多少;研究声音是由振动产生的时,将发生的音叉放入水中,激起水花;(3)煤油的质量;煤油的初温;(4)甲.

点评 此题主要通过实验考查了探究了“电流一定时,电流产生的热效应与电阻的关系”,考查了学生对控制变量法的应用以及电路的连接.并且考查了一种常用的物理研究方法--转换法.

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