Question

10．為了探究電流產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān)系，小君設(shè)計(jì)了如圖所示的甲、乙兩裝置．她將兩段阻值不同的電阻絲（R₁＜R₂）分別密封在兩個完全相同的燒杯中，并通過短玻璃管與相同的氣球相連．
（1）甲裝置可探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻是否有關(guān)．
（2）在這個實(shí)驗(yàn)中，電流產(chǎn)生熱量的多少是通過氣球的膨脹程度體現(xiàn)出來的，像這種用能直接觀測的量來顯示不易直接觀測的量的方法叫“轉(zhuǎn)換法”．
（3）若甲、乙兩裝置同時實(shí)驗(yàn)，在相同的通電時間里，A、B、C、D四個氣球脹大的程度從大到小的排列順序是C、D、B、A．

Answer 1

分析 （1）由圖可知該電路為串聯(lián)電路，電流相同，通電時間也相同，電阻不同，所以探究的是電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系；
（2）實(shí)驗(yàn)中利用轉(zhuǎn)換法，通過氣球的膨脹程度來反映產(chǎn)生熱量的多少；
（3）根據(jù)產(chǎn)生熱量的多少分析．

解答 解：
（1）通電后電流通過電阻絲做功，產(chǎn)生熱量使燒瓶內(nèi)的空氣溫度升高，氣球體積變大，由圖可知，兩個電阻串聯(lián)，通過的電流相同，加熱的時間也相同，R₁＜R₂，電阻不同，所以探究的是電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系；
（2）在實(shí)驗(yàn)中，電流產(chǎn)生的熱量的多少是通過氣球的膨脹程度體現(xiàn)出來的，這種通過明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來反映不易觀察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的物理方法是轉(zhuǎn)換法．
（3）乙裝置中R₁、R₂并聯(lián)，電壓相同（等于電源電壓），時間相同時，根據(jù)Q=$\frac{{U}^{2}}{R}$t可知，電阻越小產(chǎn)生的熱量越多，因此Q_C＞Q_D．
甲裝置中R₁、R₂串聯(lián)，通過R₁、R₂的電流相同，時間相同時，根據(jù)Q=I²Rt可知，電阻越大產(chǎn)生的熱量越多，因此Q_B＞Q_A．
由于串聯(lián)起分壓作用，因此串聯(lián)電路中R₁、R₂兩端電壓都小于電源電壓，故由Q=$\frac{{U}^{2}}{R}$t可知，Q_C＞Q_A，Q_D＞Q_B，因此A、B、C、D四個氣球膨脹的程度從大到小的排列順序是C、D、B、A．
故答案為：（1）電阻；（2）氣球的膨脹程度；轉(zhuǎn)換法．（3）C、D、B、A．

點(diǎn)評 本題考查焦耳定律的實(shí)驗(yàn)原理，近來中招中的實(shí)驗(yàn)不再僅考課本內(nèi)容，而是適當(dāng)進(jìn)行創(chuàng)新，考查學(xué)生的創(chuàng)新能力．