Question

如圖所示，是小明和小麗分別用來“探究電流一定時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置圖．他們分別將兩段阻值不同的電阻絲（R₁＜R₂）密封在完全相同的燒瓶中，并通過短玻璃管與氣球相連．（設(shè)他們所用的各種同類器材性能相同）
（1）在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中

電流產(chǎn)生熱量

的多少是通過氣球形變的大小體現(xiàn)出來的．
（2）他們兩人同時(shí)開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在a、b、c、d四個(gè)相同的氣球中，鼓起來由快到慢的順序是

c、d、b、a

．
（3）小明和小麗的實(shí)驗(yàn)方案中有一個(gè)是錯(cuò)誤的，請(qǐng)針對(duì)錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行簡(jiǎn)要評(píng)估．（說明誰的方案是錯(cuò)誤的，以及錯(cuò)誤的原因）：

小麗采用的方案是錯(cuò)誤的；原因是她采取的是R₁與R₂的并聯(lián)電路，導(dǎo)致通過兩個(gè)不同電阻絲的電流不同

．

Answer 1

分析：（1）通過氣體的熱脹冷縮的程度來判斷產(chǎn)生熱量的多少．
（2）探究電流一定時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系．所以在實(shí)驗(yàn)過程中，需要控制電流和通電時(shí)間相等．因此需要將兩電阻串聯(lián)．
（3）根據(jù)焦耳定律，在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大產(chǎn)生的熱量越多；在電壓相同時(shí)，根據(jù)Q=

U2

R

t，通電時(shí)間相同，電阻越小、電壓越大，產(chǎn)生的熱量越多．

解答：解：（1）從實(shí)驗(yàn)中可以看出，電流產(chǎn)生熱量的多少是通過氣球體積大小來判斷的．
（2）由兩實(shí)驗(yàn)可得：c、d兩電阻兩端電壓相同大于a、b兩端電壓，因此并聯(lián)時(shí)產(chǎn)生的熱量大于串聯(lián)時(shí)產(chǎn)生的熱量；并聯(lián)時(shí)，根據(jù)Q=

U2

R

t可知，電阻小的發(fā)熱量多，故c球膨脹明顯，其次為d；串聯(lián)時(shí)，根據(jù)Q=I²Rt可得，電阻越小發(fā)熱量越小，因a的電阻小，故a發(fā)燒量最小，故膨脹大小順序?yàn)閏、d、b、a．
（3）小麗的方案中，兩電阻的電流不同，所以無法探究一定時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系；因此小麗采用的方案是錯(cuò)誤的；原因是她采取的是R₁與R₂的并聯(lián)電路，導(dǎo)致通過兩個(gè)不同電阻絲的電流不同．
故答案為：（1）電流產(chǎn)生熱量；（2）由快到慢順序：c、d、b、a；
（3）小麗采用的方案是錯(cuò)誤的；原因是她采取的是R₁與R₂的并聯(lián)電路，導(dǎo)致通過兩個(gè)不同電阻絲的電流不同．

點(diǎn)評(píng)：此題通過實(shí)驗(yàn)探究電流通過導(dǎo)體與電阻的關(guān)系，考查了學(xué)生對(duì)控制變量法的應(yīng)用．并運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法來判斷產(chǎn)生熱量的多少，用氣球判斷氣體的膨脹程度，效果更明顯．