Question

5．小明和小紅想利用如圖所示的裝置探究“導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”．兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲，燒瓶A中的金屬絲是銅絲，電阻比較小，燒瓶B中的金屬絲是鎳鉻合金絲，電阻比較大．兩瓶沒有中溫度計(jì)可以顯示煤油的溫度．
（1）實(shí)驗(yàn)中，將銅絲和鎳鉻合金絲串聯(lián)在同一個(gè)電路的目的是控制電流和通電時(shí)間相等．
（2）小紅問小明：“打開水龍頭就可以得到水，干嘛不用水代替煤油來做實(shí)驗(yàn)？”對于這個(gè)問題，小明和他同學(xué)給出下列四種答案，你認(rèn)為最合理的是D．
A．因?yàn)槊河陀蓄伾�便于觀察     B．因?yàn)槊河陀斜容^大的熱值
C．因?yàn)槊河陀斜容^小的密度     D．因?yàn)槊河陀斜容^小的比熱容
（3）實(shí)驗(yàn)中，小明和小紅發(fā)現(xiàn)燒瓶B中溫度計(jì)的示數(shù)升高的快．于是可得出結(jié)論在電流和通電時(shí)間相同的情況下，導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多．
（4）小紅把實(shí)驗(yàn)裝置作了一些改動(dòng)，在相同的燒瓶A、B中裝滿煤油，用細(xì)玻璃管代替溫度計(jì)做實(shí)驗(yàn)，當(dāng)煤油溫度上升時(shí)，會(huì)看到細(xì)玻璃管內(nèi)的液面明顯上升．下列實(shí)驗(yàn)中也用到這種思想和方法的是BD．
A．將不同的電阻絲分別接到同一電路中，通過比較電流的大小來比較電阻的大小
B．將乒乓球靠近發(fā)聲的音叉，通過乒乓球被彈開顯示音叉在振動(dòng)
C．讓不同的紙團(tuán)從相同高度同時(shí)下落，通過落地的先后判斷運(yùn)動(dòng)的快慢
D．將小鐵屑均勻?yàn)⒃诖朋w周圍，通過觀察鐵屑的分別情況來認(rèn)識(shí)磁場的分布情況．

Answer 1

分析 （1）在實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)做到所研究的銅絲和鎳鉻合金絲串聯(lián)連接到電路中，用以保證通過二者的電流和通電時(shí)間相等；
（2）因?yàn)槊河偷谋葻崛荼人�小，相同質(zhì)量的煤油和水比較，吸收或放出相同的熱量，煤油的溫度變化大，據(jù)此分析；
（3）B燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù)升高的快說明B燒瓶中的煤油吸收的熱量多，而A、B兩個(gè)燒瓶中的電阻絲串聯(lián)，通過兩電阻絲的電流和通電時(shí)間相同，根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt分析判斷．
（4）物理學(xué)中對于一些看不見摸不著的現(xiàn)象或不易直接測量的物理量，通常用一些非常直觀的現(xiàn)象去認(rèn)識(shí)或用易測量的物理量間接測量，這就是轉(zhuǎn)換法

解答 解：（1）本實(shí)驗(yàn)探究的是導(dǎo)體的發(fā)熱功率跟電阻大小的關(guān)系，因?yàn)閷?dǎo)體的發(fā)熱功率不僅與電阻的大小有關(guān)，還與通過導(dǎo)體的電流及通電時(shí)間的長短有關(guān)，故而本實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)導(dǎo)體要串聯(lián)在電路中以保證通過兩個(gè)合金絲的通電電流和通電時(shí)間相等
（2）因?yàn)槊河偷谋葻崛荼人�的小，相同質(zhì)量的煤油和水比較，吸收相同的熱量，煤油溫度升高的多，用煤油做實(shí)驗(yàn)效果更明顯；故選D；
（3）由焦耳定律Q=I²Rt可知，在電流和通電時(shí)間相同的情況下，導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多；
（4）本題通過液面高度的上升來反應(yīng)溫度的變化，采用了轉(zhuǎn)換法，轉(zhuǎn)換法常用來演示一些不易觀察的現(xiàn)象，
A、將不同的電阻絲分別接到同一電路中，通過比較電流的大小來比較電阻的大小，應(yīng)用了定量分析的方法；
B、將乒乓球靠近發(fā)聲的音叉，通過乒乓球被彈開顯示音叉在振動(dòng)，采用了轉(zhuǎn)換法；
C、讓不同的紙團(tuán)從相同高度同時(shí)下落，通過落地的先后判斷運(yùn)動(dòng)的快慢，采用了轉(zhuǎn)換法與定性思想，
D、將小鐵屑均勻?yàn)⒃诖朋w周圍，通過觀察鐵屑的分布情況來認(rèn)識(shí)磁場的分布情況，采用了轉(zhuǎn)換法與定性思想；
故選B．
故答案為：（1）控制電流和通電時(shí)間相等；（2）D；（3）在電流和通電時(shí)間相同的情況下，導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多；（4）BD．

點(diǎn)評 本題考查了學(xué)生對焦耳定律、比熱容的應(yīng)用、串聯(lián)電路的電流關(guān)系的了解和掌握，當(dāng)物理量較多時(shí)，在分析時(shí)要用好控制變量法．