Question

3．根據下列兩個實驗，回答相關問題：

（1）電流做功的過程是把電能轉化為其他形式能的過程，一般情況下電流做功的多少我們無法直接觀察出．小明同學為了“探究影響電流做功的因素”，設計了如圖1所示的實驗，通過此實驗可以較形象的比較出電流做功的多少．該實驗是通過觀察物體被提升的高度比較電流在不同情況下做功多少的，此過程中是把電能轉化為機械能；將滑動變阻器的滑片P向左調節(jié)時，電流表和電壓表的示數都變大，相同時間內物體被吊起的高度也變大了，這說明當時間相同時，電壓越大，通過的電流越大，電流做功越多．
（2）實際生活中，用電器接通電源后，都伴有熱量的產生，小明在“探究電流通過導體產生熱量的多少與什么因素有關”時，采用了如圖2所示的實驗裝置，其中a、b、c、d四個相同的容器密閉著等量空氣并與U形管緊密相連，實驗前U形管兩端液面相平，將1、2和3、4導線分別接到電源兩端．
    在實驗過程中，通過觀察U形管中液面高度的變化來比較電流通過電阻絲產生熱量的多少：圖甲所示的裝置是用來研究電流通過電阻絲產生的熱量與電阻大小的關系，圖乙所示的裝置是用來研究通過電阻絲產生的熱量與電流大小的關系，綜合分析圖甲乙兩裝置的實驗現(xiàn)象，可以得出的結論是電流通過導體產生熱量與通過導體的電流和電阻大小有關，通過導體的電流越大，導體的電阻越大，產生的熱量越多．．

Answer 1

分析 （1）電流做的功過程中，將電能轉化為物體的機械能；
根據W=UIt進行分析，即當時間相同時，電壓越大，電流越大，電流做的功就越多，電流轉化為物體的機械能就越多；
（2）電流通過導體產生熱量的多少不能直接觀察，但液體溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映，這種研究方法叫轉化法；
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阻關系時，控制通電時間和電流不變；
探究電流產生熱量跟電流關系時，控制電阻和通電時間相同；
綜合分析圖甲乙兩裝置的實驗現(xiàn)象得出結論．

解答 解：（1）圖1所示的實驗是通過觀察物體被提升的高度來比較電流在不同情況下做功多少的；
由W=UIt可知，當時間相同時，電壓越大，通過的電流越大，物體被吊起的高度也越大，說明電能轉化為物體的機械能越大，即電流做功越多．
（2）電流通過導體產生熱量的多少不能直接觀察，但液體溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映，這種研究方法叫轉化法；
如圖甲，兩個電阻串聯(lián)在電路中，電流相同，通電時間相同，電阻不同，根據控制變量法可知，這是探究電流產生熱量跟電阻的關系；通過一段時間后，b容器中U形管液面高度差大，電流產生的熱量較多；
圖乙裝置中兩個5Ω的電阻并聯(lián)后再與一個5Ω的電阻串聯(lián)，由串聯(lián)電路的電流特點可知，右端兩個電阻的總電流和左端電阻的電流相等，即I_右=I_左；兩個5Ω的電阻并聯(lián)，根據并聯(lián)電路的電流特點知I_左=I_內+I_外，所以，I_左＞I_內，燒瓶內的電阻值都是5Ω，阻值相等，通電時間相等，電流不同，根據控制變量法可知，這是探究電流產生熱量跟電流的關系；通過一段時間，c容器中U形管液面高度差大，電流產生的熱量多；
綜合分析圖甲乙兩裝置的實驗現(xiàn)象，可以得出的結論是：電流通過導體產生熱量與通過導體的電流和電阻大小有關，通過導體的電流越大，導體的電阻越大，產生的熱量越多．
故答案為：（1）物體被提升的高度；機械；物體被提升的高度；當時間相同時，電壓越大，通過的電流越大，電流做功越多；
（2）液面高度；電阻大小；電流大��；電流通過導體產生熱量與通過導體的電流和電阻大小有關，通過導體的電流越大，導體的電阻越大，產生的熱量越多．

點評 本題考查電流做功的實質及影響大小的因素，同時也探究電流通過導體產生熱量的多少與什么因素有關，考查控制變量法及轉換法的運用和分析現(xiàn)象歸納結論的能力．