Question

20．電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱的多少跟哪些因素有關(guān)？興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置Ⅰ、Ⅱ，他們將兩段阻值不同的電阻絲（R₁＜R₂）分別密封在兩個(gè)完全相同的燒瓶中，并通過相同的短玻璃管與相同的氣球相連，實(shí)驗(yàn)過程中電源電壓保持不變．下列敘述中，正確的是（　　）

• A． 探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系，可比較氣球甲、乙的體積變化
• B． 探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系，可比較氣球乙、丁的體積變化
• C． 裝置Ⅰ、Ⅱ同時(shí)實(shí)驗(yàn)，通電相同時(shí)間后，體積變化最大的氣球是甲氣球
• D． 裝置Ⅰ、Ⅱ同時(shí)實(shí)驗(yàn)，通電相同時(shí)間后，體積變化最大的氣球是丙氣球

Answer 1

分析 （1）探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)時(shí)，應(yīng)采用控制變量法，據(jù)此分析AB；
（2）根據(jù)串并聯(lián)電路的電壓和電流規(guī)律及Q=$\frac{{U}^{2}}{R}t$分析CD；

解答 解：
氣球體積的變化越大，表明導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量最多；
A、探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制電阻和通電時(shí)間相同，電流不同，Ⅰ圖中電流是相同的，故A錯(cuò)誤；
B、探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制電流和通電時(shí)間相同，電阻不同，Ⅱ圖中電阻是相同的，故B錯(cuò)誤；
CD、使用裝置Ⅰ、Ⅱ同時(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)，體積變化最大的說明溫度高，產(chǎn)生的熱量最多；
在串聯(lián)電路中，用電器兩端的電壓之和等于電源電壓，并聯(lián)電路中，各支路兩端的電壓等于電源電壓，故Ⅱ中的每個(gè)電阻兩端的電壓都要高于Ⅰ中的每個(gè)電阻兩端的電壓；在這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，電流產(chǎn)生的熱量Q=I²Rt=$\frac{{U}^{2}}{R}t$，通電時(shí)間相同，故Ⅱ中的R₁產(chǎn)生的熱量最多，故體積變化最大的氣球是丙氣球，故D正確．
故選D．

點(diǎn)評(píng) 此題通過實(shí)驗(yàn)探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻、電流的關(guān)系，考查了學(xué)生對(duì)控制變量法的應(yīng)用以及掌握一種常用的物理研究方法--轉(zhuǎn)換法．