题目内容

13．为探究“电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关”，小梦设计了如图所示的实验电路，电阻丝R1和R2分别装在两个密闭的空气盒内，R3备用，R1=5Ω，R2=R3=10Ω，橡胶管将密闭空气盒和装有红色液体的U形玻璃管相连．
（1）根据实验电路，可以知道小梦研究的是：电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系．
（2）在实验中，观察U形玻璃管中液面高度差的目的是为了判断：电流通过导体产生热量的多少．
（3）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空气盒的气密性不好．
（4）如果小梦继续探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，应使用R3与其中一个电阻R1（选填“R1”或“R2”）并联（选填“串”或“并”），且安装在盒内（选填“盒内”或“盒外”）
（5）该实验中用到的物理研究方法有转换法和控制变量法．

分析 （1）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间长短有关．探究电流产生热量跟电流大小的关系时，控制电阻和通电时间不变；
探究电流产生的热量跟电阻大小的关系时，控制电流大小和通电时间不变；探究电流产生的热量跟通电时间的关系，控制电阻大小不变；
（2）电流产生热量的多少不易直接测量，实验中通过气体的热胀冷缩改变U形玻璃管中液面高度差；
（3）可从漏气、橡胶管没有扎住等方面进行分析；
（4）探究电热与电流的关系，应控制电阻和通电时间一定；
（5）对基本的物理研究方法熟悉其本质特征，然后进行判断即可；
“控制变量法”：在研究物理问题时，某一物理量往往受几个不同物理量的影响，为了确定各个不同物理量之间的关系，
就需要控制某些量，使其固定不变，改变某一个量，看所研究的物理量与该物理量之间的关系；
“转换法”指在保证效果相同的前提下，将不可见、不易见的现象转换成可见、易见的现象；将陌生、复杂的问题转换成熟悉、简单的问题；
将难以测量或测准的物理量转换为能够测量或测准的物理量的方法．

解答 解：（1）两个密闭的空气盒内分别接入不同阻值电阻丝，并且串联在电路中，
通过两个电阻的电流相等，通电时间相等，两个密闭的空气盒内的电阻不同，
观察U形管内液面的高度变化，探究电流产生的热量跟电阻大小的关系．
（2）由Q=I2Rt可知，电阻丝R1和R2在相同时间内产生的热量不同，
因此会导致密封盒内空气的膨胀情况不同，故会导致U形玻璃管中出现液面高度差；
在实验中，观察U形玻璃管中液面高度差的目的是为了判断：电流通过导体产生热量的多少．
（3）由Q=I2Rt可知，电阻丝R1和R2在相同时间内产生的热量不同，则U形玻璃管中应该出现液面高度差；
而其中一个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．
（4）探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，控制电阻、通电时间一定，
应对比R2、R3产生的电热，所以为了改变电流，应把R3与其中一个电阻R1并联，且安装在盒内．
（5）导体产生的热量与导体的电阻、电流、通电时间有关，当研究导体产生的热量与其中一个量的关系时，
应控制其他的量相同，这种研究问题的方法叫控制变量法．
由于电流产生热量的多少不易直接测量，因此在实验中，通过观察U形玻璃管中液面高度差来判断电流通过导体产生热量的多少，这种研究方法叫转换法，
故该实验中用到的物理研究方法有转换法和控制变量法．
故答案为：（1）电阻大小；
（2）电流通过导体产生热量的多少；
（3）空气盒的气密性不好；
（4）R1；并；盒内；
（5）转换法；控制变量法．

点评 本题考查了学生对焦耳定律探究实验、串并联电路电流关系的了解和掌握，并可以通过巧妙的实验来验证一些结论，同时在该实验中利用了控制变量法，该实验方法在实验探究中经常用到．

练习册系列答案
相关题目
3．我国是一个水资源短缺、干旱灾害频繁的国家，解决水资源短缺问题的重要措施就是节约用水．下列有关节水办法中不可行的是（　　）
A．减少每个人每天的饮用水
B．用洗衣机洗少量衣服时，水位不要太高
C．在农业生产中推广滴灌技术
D．洗脸水用后可以洗脚，养鱼的水可以用来浇花
4．食用油是生活必需品，小明和小红两位同学学完密度知识后各自采用不同的方法对某品牌食用油的密度进行了测量．

（一）小明：用一架天平、一个烧杯、量筒进行以下实验：
（1）将天平放在水平台面上，把游码移到标尺的零刻线处．横梁静止时，指针指在分度盘中央刻度线的左侧，如图甲所示．为使横梁在水平位置平衡，应将横梁右端的平衡螺母向右端移动．
（2）用调节好的天平测得油和烧杯的总质量为60g，然后将一部份油倒入量筒中，如图乙所示；再将烧杯放在天平上，称得剩余油和烧杯的总质量（砝码和游码示数）如图丙所示．由此可知：量筒中油的体积是32cm3，量筒中油的质量是29.2g，油的密度是0.91g/cm3（密度结果保留两位小数）．
（二）小红：她没有量筒和烧杯，只有天平、带有盖子的玻璃瓶和适量的水，请你与她一起来完成实验．（水的密度用ρ水来表示）
（1）她首先将天平横梁调节平衡．在测量空玻璃瓶的质量时，实验操作如图丁所示，小红操作的错误之处是：测量质量的过程中，调节平衡螺母．
（2）改正错误后，她测出了空玻璃瓶的质量m0，接下来怎样操作呢？请你帮她设计出后续的测量方法（用相关物理符号表示出所测的物理量），并根据所测得的数据推导出食用油的密度的表达式．
后续的测量方法：
第一步：测出玻璃瓶装满油后的总质量m1；第二步：倒出瓶中的食用油，将玻璃瓶清洗干净后，装满水，并将瓶的外部擦干，测出玻璃瓶装满水后的总质量m2．
食用油密度的表达式：ρ油=$\frac{{m}_{1}-{m}_{0}}{{m}_{2}-{m}_{0}}$．（用测量量和已知量表示）
1．如图所示，边长为10cm的正方体金属块恰有一半放在面积为1m2的水平桌面上，当弹簧测力计的示数为20N时，金属块对桌面的压强为6×103Pa，金属块静止．此金属块的密度为5×103kg/m3．（g=10N/kg）
8．下列做法不符合安全用电的是（　　）
A．使用测电笔时，手要接触笔尾的金属体
B．家庭电路中保险丝可用铜丝代替
C．家用电器着火时应迅速用水来灭火
D．家用电器金属外壳要接地
18．升国旗时，当升旗手缓缓向下拉绳子，旗子就会徐徐上升．这是由于旗杆顶部有一个定滑轮，它不能省力，但却能改变用力的方向．
5．地球本身是一个巨大的磁体，地磁的北极在地理南极附近．鳗鲡，海龟，鸽子等动物就是靠地磁场来导航的．
2．在国际单位制中，质量的基本单位是kg，航天员将地球上质量为50kg的物体带到月球上，此时物体的质量将不变．（选填“变大”，“不变”，或“不变”）
3．如图所示的电路中，电源电压U=12V，定值电阻R0=8Ω，R是最大电阻为20Ω的滑动变阻器，当移动滑片使R消耗的电功率为4W时，下列说法正确的是（　　）
A．R连入电路的电阻可能为16ΩB．R连入电路的电阻可能为4Ω
C．R0消耗的功率可能为4WD．R0消耗的功率可能为10W

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网