Question

9．圆圆同学在探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置．将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒内，盒内封闭一定量的空气，其中图乙中另取5Ω电阻在盒外与盒内电阻并联．
（1）实验中通过观察两个U形管中液面高度差来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少．
（2）甲图所示的装置用来研究电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系，图中右（选填“左”或“右”）侧液面高度差较大．
（3）由乙图可得出结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，导体产生的热量越多．
（4）该实验采取的探究方法：一是控制变量法；二是转换法．

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，这种研究方法叫转化法；
（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，控制电阻和通电时间相同；
（4）实验中采用的是控制变量法、转换法．

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，这种研究方法叫转化法；
（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；右侧电阻大产热多，液柱高度差大；
（3）图乙装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I_右=I_左，
两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I_右=I_内+I_外，所以，I_左＞I_内，烧瓶内的电阻值都是5Ω，阻值相等，通电时间相等，电流不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电流的关系．得到的结论是在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，电阻产生的热量越多．
（4）实验中采用的是控制变量法和转换法．
故答案为：（1）液面高度差；（2）电阻；右；（3）在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大；（4）控制变量法．

点评 本题考查了学生利用控制变量法和转换法探究电流产生热量多少和各影响因素之间的关系的实验．