Question

为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，王军设计了如图所示的甲、乙两种装置，他将两根阻值不同的电阻丝（R₁＜R₂）分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压不变．
（1）在这个实验中，电流产生的热量多少是通过

气球膨胀的程度大小

体现出来的，像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫“

转换法

”．
（2）如图甲所示的装置可探究电流产生的热量与

电阻

的关系；电阻丝R₁和R₂是

串联

联的，其目的是

让两电阻通过的电流相等

．
（3）在装置甲、乙的来两次实验中，通过比较相同时间里气球B与D的变化情况可探究电流产生的热量与

电流

的关系．
（4）在甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，与气球

C

（填气球字母标号）相通的电阻丝产生热量最多．

Answer 1

分析：（1）由题意及实验的原理图可知当瓶中电阻丝发热后会使气体膨胀，则连在瓶中的气球会产生膨胀，根据气球膨胀的情况可得出温度升高的多少；转换法在物理学中有很多应用，主要用来演示一些不易直接观察的物理量的变化，如声音、分子的运动及磁场等；
（2）由甲图可知，两电阻串联，则可知电路中电流一定相等，由焦耳定律可知两瓶中产生的热量应与电阻有关，故可探究电流产生的热量与电阻的关系；
（3）由乙图可知两电阻并联，而B瓶与D瓶电阻相等，则可知两瓶中的电流不同，故由焦耳定律可得两瓶中热量与通过的电流有关；
（4）由焦耳定律比较四个电阻产生的热量可知哪个电阻丝产生的热量最多；

解答：解：（1）当电阻丝通电后，电流产生热量使煤油温度升高，从而使气球膨胀，根据气球膨胀的程度大小可知温度升高的多少；转换法是将不易观察的现象转换成较明显的物理现象；
（2）甲中两电阻串联，则两电阻中的电流相等，则可知热量应由电阻有关，根据气球膨胀的多少可知热量的多少，则可知热量与电阻大小的关系；
（3）乙图中两电阻并联，则B、D两容器中的电流不同，而两电阻丝的电阻相同，故探究的应是热量与电流的关系；
（4）甲图中两电阻串联，则通过两电阻的电流相等，由焦耳定律可得，电阻大的电阻丝发热较多，即B中发热量要多；
乙图中两电阻并联，则电压相等，由W=

U2

R

可得，电阻小的发热量要多，故C比D发热量要多；
而B、D电阻相等，由欧姆定律可得，B中电流小于D中电流，故D中热量要比B中热量多，故C中热量最多；
故答案为：（1）气球膨胀的程度大小；转换法；（2）电阻；串联；让两电阻通过的电流相等；（3）电流；（4）C．

点评：本题探究热量与电流及电阻的关系，要求能正确分析电路，掌握串并联电路的特点，并灵活应用焦耳定律分析解答．