Question

19．鑫萍同學(xué)想研究“電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量多少跟什么因素有關(guān)”．她提出如下猜想：
①電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量多少與電流大小有關(guān)；
②電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量多少與電阻大小有關(guān)；
③電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量多少與通電時(shí)間有關(guān)．
她找來(lái)了相同的透明容器A和B，相同的U形管C和D，三根阻值為5Ω的電阻絲．并按照如圖所示的裝置連接．在A、B兩個(gè)容器中密閉著等量空氣，在C、D兩管中分別倒入等量等高的液體．當(dāng)接觸電路，通過(guò)U形管C和D中液面高度的變化，使能比較電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少．于是，她便開(kāi)始實(shí)驗(yàn)探究：
（1）在圖所示中，當(dāng)她把E、F兩接線柱分別接入電源的兩端，閉合開(kāi)關(guān)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，她是要驗(yàn)證猜想①；（填序號(hào)）
（2）電阻絲在產(chǎn)生熱量的過(guò)程中，設(shè)通過(guò)A容器電阻絲的電流為I₁，通過(guò)B容器電阻絲的電流為I₂，則I₁=2I₂；
（3）通電一段時(shí)間后，她看到C管中的液面比D管中的液面上升更快，這表明A容器中產(chǎn)生的熱量比B容器中產(chǎn)生的熱量多；
（4）通過(guò)以上過(guò)程可知，對(duì)于相同電阻，在同一時(shí)間內(nèi)，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多；
（5）在該實(shí)驗(yàn)中，她采用的研究方法有BC
A．模型法 B．控制變量法 C．轉(zhuǎn)化法 D．等效替代法．

Answer 1

分析 （1）（2）認(rèn)清研究對(duì)象，由控制變量法，根據(jù)影響電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量多少跟什么因素有關(guān)，分析圖中相同的物理量，根據(jù)并聯(lián)電路電壓、電流的規(guī)律和歐姆定律確定不同的物理量，研究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與變化物理量之間的關(guān)系；
（3）AB兩密閉容器中哪個(gè)電熱絲產(chǎn)生的熱量越多，哪個(gè)密閉容器中等量的空氣受熱膨脹程度越大，產(chǎn)生的壓強(qiáng)越大，與其相連的U形管液面高度的變化就越快，通過(guò)U形管液面高度的變化大小反應(yīng)電熱絲產(chǎn)生的熱量越多少，用到了轉(zhuǎn)換法，
（4）（5）根據(jù)控制變量法和轉(zhuǎn)換法，分析得出結(jié)論；

解答 解：（1）（2）在圖所示中，當(dāng)她把E、F兩接線柱分別接入電源的兩端，閉合開(kāi)關(guān)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，
相同的透明容器A和B中兩個(gè)阻值為5Ω的電阻絲為研究對(duì)象，設(shè)通過(guò)A容器中電阻絲的電流為I，B容器中的5Ω電阻與容器外等值的電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路電壓的規(guī)律和歐姆定律，通過(guò)B容器中的5Ω電阻與容器外等值的電阻的電流相等，根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律，則通過(guò)B容器中電阻絲的電流為$\frac{I}{2}$，又兩容器中電阻絲的通電時(shí)間相同，根據(jù)控制變量法，她是要驗(yàn)證猜想：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量多少與電流大小有關(guān)；
（3）由分析知，容器中電熱絲產(chǎn)生的熱量多少是通過(guò)與容器相連的U形管液面的高度差來(lái)反應(yīng)的，用到了轉(zhuǎn)換法．通電一段時(shí)間后，她看到C管中的液面比D管中的液面上升更快，這表明A容器中產(chǎn)生的熱量比B容器中產(chǎn)生的熱量多；
（4）因兩個(gè)密閉容器中電熱絲的電阻大小等，通過(guò)時(shí)間相等，通過(guò)C容器內(nèi)的電熱絲的電流大于B容器中電熱絲的電流大小，結(jié)合（3）的現(xiàn)象，所以得出的結(jié)論是：對(duì)于相同電阻，在同一時(shí)間內(nèi)，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多；
（5）根據(jù)（1）（2）、（3）可知，在該實(shí)驗(yàn)中，她采用的研究方法有控制變量法和轉(zhuǎn)換法，選B、C．
故答案為：（1）①；
（2）2；
（3）多；
（4）多；
（5）BC．

點(diǎn)評(píng) 本題探究電流流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量多少跟什么因素有關(guān)，考查并聯(lián)電路電壓、電流的規(guī)律和歐姆定律的運(yùn)用及控制變量法和轉(zhuǎn)換法等知識(shí)，體現(xiàn)了對(duì)過(guò)程和方法的考查．