Question

13．如圖是探究電流通過導體產生熱的多少跟什么因素有關的實驗裝置，將四段電阻絲a、b、c、d分別密封在完全相同的盒內，盒內封閉一定量的空氣，其中圖乙中另取5Ω電阻在盒外與盒內電阻并聯．

（1）在實驗中電流通過電阻產生熱量的多少是通過觀察兩個U形管中液面的高度來比較的．
（2）圖甲可探究電流產生的熱量與電阻的關系，圖乙可探究電流產生的熱量與電流的關系．
（3）圖乙中右側盒外連接的5Ω電阻，它的作用是使電阻c、d中的電流不相等．
（4）物理研究方法有很多，本實驗運用了兩種方法：一是控制變量法；二是轉換法．

Answer 1

分析 （1）電流流經電阻絲產生焦耳熱，瓶內氣體溫度升高，體積變大，使氣球膨脹，電流做功越多，氣球體積膨脹越大，氣球膨脹程度的大小能反應電流做功多少．采用轉換法，通過溫度計示數的變化來反映電阻絲放出熱量的多少；
（2）電流產生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時間有關．探究電流產生熱量跟電流關系時，控制電阻和通電時間不變；探究電流產生熱量跟電阻關系時，控制通電時間和電流不變；探究電流產生熱量跟通電時間關系時，控制電流和電阻不變．
（3）并聯電路中的電阻比任何一個電阻都�。�
（4）據該題中的控制變量法和轉換法進行分析判斷．

解答 解：（1）在實驗中電流通過電阻產生的熱量多少是通過觀察U型管內左右兩側液面高度大小來體現的，這種方法叫“轉換法”．
（2）由圖可知，兩個盒中的電阻絲串聯，通過兩電阻絲的電流和通電時間相同，研究的是：當通過的電流和通電時間相同時，電流產生的熱量與導體電阻大小的關系；
兩個相同的電阻串聯在電路中，通電時間和電阻相同，當給其中一個并聯一個電阻時，電阻的電流改變，探究電流產生熱量跟電流關系．
因為并聯電路中的電阻比任何一個電阻都小，當乙圖中右側盒外連接的5Ω電阻后，右側5Ω的電阻分壓較小，由此可知，右側電阻的電流減小，因此乙圖中右側盒外連接的5Ω電阻的作用是改變右側電阻的電流；把電阻接在盒子外側，是為了控制好變量，不改變右側盒內電阻，便于探究電流通過導體產生的熱量與電流的關系．
（4）圖乙燒瓶內的電阻值都是5Ω，阻值相等，通電時間相等，電流不同，運用控制變量法，探究電流產生熱量跟電流的關系．
故答案為：（1）兩個U形管中液面的高度；（2）電阻；電流；（3）使電阻c、d中的電流不相等；（4）控制變量．

點評 該題考查了控制變量法和轉換法在焦耳定律實驗中的應用，注意兩導體串聯時電流相等，導體產生熱量的多少是通過溫度計示數的變化來反映的．