Question

【題目】為了探究電流產生的熱量跟什么因素有關，王軍設計了如圖所示的甲、乙兩種裝置，他將兩端阻值不同的電阻絲（R1＜R2）分別密封在兩個完全相同的燒瓶中，并通過短玻璃管與相同的氣球相連，兩次實驗電源電壓不變。

（1）在這個實驗中，電流產生的熱量多少是通過_____體現出來的。

（2）甲裝置可探究電流產生的熱量與_____的關系。

（3）在裝置甲、乙的兩次實驗中，通過比較相同時間里氣球B與D的變化情況可探究電流產生的熱量與_____的關系。

（4）在甲、乙兩裝置同時實驗，在相同的通電時間里，與氣球_____（填氣球字母標號）相通的電阻絲產生熱量最多。

（5）小華設計了如圖丙所示方案來實驗（燒瓶與甲圖中的相同）．比較小軍和小華所示的兩種不同的實驗裝置，你認為較好的裝置是_____，理由是：_____。

Answer 1

【答案】氣球膨脹體積大小 電阻 電流 c 甲乙 氣體的熱脹冷縮效果比固液態更明顯，實驗現象更直觀，時間更短

【解析】

（1）通過氣體的熱脹冷縮的程度來判斷產生熱量的多少，氣體熱脹冷縮的程度通過氣球的膨脹程度來判斷；
（2）甲裝置中，兩個電阻串聯，通電時間相同，電阻大小不同，分析電流產生的熱量與哪個因素有關；
（3）在裝置甲、乙的兩次實驗中，根據控制變量法分析比較相同時間里氣球B與D的變化情況可探究電流產生的熱量與哪個因素有關；
（4）在甲、乙兩裝置同時實驗，在相同的通電時間里，根據焦耳定律分析與哪個氣球相通的電阻絲產生熱量最多；
（5）根據氣體及固體的熱脹冷縮性質的不同，可以分析哪種實驗方法更直觀；而由氣球演示不能得出準確的溫度變化，故無法得出定量關系，故二者各有優缺點。

（1）從實驗中可以看出，電流產生熱量的多少是通過氣球膨脹體積大小來判斷的；

（2）甲裝置中，兩個電阻串聯，通過電流和通電時間相同，電阻絲的阻值不同，甲裝置可探究電流產生的熱量與電阻的關系；

（3）甲、乙的兩次實驗中，B、D兩容器中的電流不同，而兩電阻絲的電阻相同，故探究的應是電流產生的熱量與電流的關系；
（4）甲圖中兩電阻串聯，則通過兩電阻的電流相等，由焦耳定律Q=I2Rt可得，電阻大的電阻絲發熱較多，與氣球B相通的電阻絲產生的熱量要多；乙的方案中，兩電阻并聯，兩端的電壓和通電時間相同，根據公式可得電阻小的產生的熱量要多，故C連通的電阻絲產生的熱量要多，B與C相比較，C中電阻兩端的電壓大于B中電阻兩端的電壓，且C中的電阻小于B中的電阻，根據歐姆定律可知C中的電流會大于B中的電流，由焦耳定律Q=I2Rt可知與氣球C相通的電阻絲產生熱量最多；

（5）若選用圖甲乙，理由是：氣體的熱脹冷縮效果比固液態更明顯，實驗現象更直觀，時間更短。