Question

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，他將兩段阻值不同的電阻絲（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，兩次實驗電源電壓相同．

（1）在這個實驗中，電流產生的熱量多少是通過         體現出來的，像這種用能直接觀測的量來顯示不容易直接觀測量的方法叫“轉換法”，這種方法在物理學研究中經常用到，請舉一例：                 ；
（2）甲裝置可探究電流產生的熱量與            的關系；
（3）在裝置甲、乙兩次實驗中，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）教材上的實驗裝置如圖丙所示（燒瓶與甲、乙中的相同）．比較甲乙和丙圖所示
的兩種不同的實驗裝置，你認為較好的裝置是    ，理由是：              ．

Answer 1

（1）氣球膨脹的體積大小   研究聲音是由振動產生的，用乒乓球的振動來顯示音叉的振動(答案合理得分)
（2）電阻  （3）電流(或電壓) （4）C
（5）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（或：丙  用溫度計能較準確地測出煤油的溫度變化，便于定量研究）

：（1）當電阻絲通電后，電流產生熱量使煤油溫度升高，從而使氣球膨脹，根據氣球膨脹的程度大小可知溫度升高的多少；
轉換法是將不易觀察的現象轉換成較明顯的物理現象；例如：
①研究聲音是由振動產生的，用乒乓球的振動來顯示音叉的振動
②研究分子運動時，用固體、液體、氣體的擴散推測分子的熱運動
③用吸引大頭針的多少觀測磁鐵的磁性強弱．
（2）甲中兩電阻串聯，則兩電阻中的電流相等，則可知熱量應由電阻有關，根據氣球膨脹的多少可知熱量的多少，則可知熱量與電阻大小的關系；
（3）乙圖中兩電阻并聯，則B、D兩容器中的電流不同，而兩電阻絲的電阻相同，故探究的應是熱量與電流間的關系；
（4）甲圖中兩電阻串聯，則通過兩電阻的電流相等，由焦耳定律可得，電阻大的電阻絲發熱較多，即B中發熱量要多；
乙圖中兩電阻并聯，則電壓相等，由t可得，電阻小的發熱量要多，故C比D發熱量要多；
而B、D電阻相等，由歐姆定律可得，B中電流小于D中電流，故D中熱量要比B中熱量多，故C中熱量最多；
（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．
（或：選擇丙，理由是：用溫度計能較準確地測出煤油的溫度變化，便于定量研究．）（兩種答案任選一個均可，只要解釋合理即可）
本題探究熱量與電流及電阻的關系，要求能正確分析電路，掌握串并聯電路的特點，并靈活應用焦耳定律分析解答．