Question

小紅和小明分別用下圖所示的裝置，探究電流一定時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系．他們分別將兩段阻值不同的電阻絲（R₁＜R₂）密封在完全相同的燒瓶中，并通過(guò)短玻璃管與氣球相連．（設(shè)他們所用的各種同類器材性能相同）


（1）在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中電流產(chǎn)生熱量的多少是通過(guò)

 

體現(xiàn)出來(lái)的．
（2）他們同時(shí)開(kāi)始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在a、b、c、d四個(gè)氣球中，鼓起來(lái)最快的是

 

．
（3）小紅和小明的實(shí)驗(yàn)方案有一個(gè)是錯(cuò)誤的，請(qǐng)針對(duì)錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行簡(jiǎn)要的評(píng)估．（說(shuō)明誰(shuí)的方案是錯(cuò)誤的，以及錯(cuò)誤的原因）
答：

 

．

Answer 1

分析：此題通過(guò)氣體的熱脹冷縮的程度來(lái)判斷產(chǎn)生熱量的多少．氣體熱脹冷縮的程度通過(guò)氣球的膨脹程度來(lái)判斷．
此題是探究電流一定時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系．所以在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需要控制電流和通電時(shí)間相等．因此需要將兩電阻串聯(lián)．
根據(jù)焦耳定律，在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大產(chǎn)生的熱量越多；在電壓相同時(shí)，根據(jù)Q=

U2

R

t，通電時(shí)間相同，電阻越小、電壓越大，產(chǎn)生的熱量越多．

解答：解：（1）從實(shí)驗(yàn)中可以看出，電流產(chǎn)生熱量的多少是通過(guò)氣球體積大小來(lái)判斷的．
故答案為：氣球體積大�。�
（2）根據(jù)焦耳定律，小紅的方案中，通過(guò)電流和通電時(shí)間相同，根據(jù)公式Q=I²Rt，b鼓起的最早；小明的方案中，兩電阻并聯(lián)，兩端的電壓和通電時(shí)間相同，根據(jù)公式Q=

U2

R

t，所以C鼓起的最早，b與c相比較，c電阻兩端的電壓大于b中電阻兩端的電壓，且c的電阻小于b的電阻，因此，c中的電流會(huì)大于b中的電流，由焦耳定律Q=I²Rt可知，c比b先鼓起．
故選C．
（3）小明的方案中，兩電阻的電流不同，所以無(wú)法探究一定時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系．
故答案為：小明的方案，因?yàn)樗膶?shí)驗(yàn)中，R₁與R₂電流不相同，無(wú)法探究出電流一定時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系．

點(diǎn)評(píng)：此題通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究電流通過(guò)導(dǎo)體與電阻的關(guān)系，考查了學(xué)生對(duì)控制變量法的應(yīng)用．并運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法來(lái)判斷產(chǎn)生熱量的多少，用氣球判斷氣體的膨脹程度，效果更明顯．