Question

9．物理興趣小組的同學(xué)“探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)”的實驗．將一段電阻絲裝在透明、密閉的容器中，橡膠管將密閉容器和裝有紅色液體的U形玻璃管相連，如圖所示．請你回答下列問題：

（1）在實驗中，密閉容器內(nèi)的空氣質(zhì)量應(yīng)該相等（選填“相等”或“不相等”），觀察U開玻璃管中液面度差的目的是：來顯示甲、乙容器內(nèi)空氣溫度的變化；
（2）如圖（甲）所示，密閉容器內(nèi)的電阻分別為5Ω和10Ω，實驗探究的是電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，根據(jù)本次實驗現(xiàn)象可得到的實驗結(jié)論是在電流和通電時間相同時，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多；如圖（乙）所示，密閉容器內(nèi)的電阻均為5Ω，另有一個5Ω電阻在容器外部，與其中一個容器內(nèi)的電阻并聯(lián)，實驗探究的是電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系；根據(jù)本次實驗現(xiàn)象可得到的實驗結(jié)論是在時間和電阻相同時，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多．

Answer 1

分析 （1）在實驗前，為了使U形管中的左右液面相平，即兩邊產(chǎn)生的壓強相等，應(yīng)該在容器內(nèi)封閉質(zhì)量相等的空氣．這樣便于利用控制變量法和轉(zhuǎn)換法對各個猜想進行探究，也排除其它因素對實驗過程的影響；
（2）電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時間有關(guān)，實驗探究時應(yīng)采用控制變量法．

解答 解：（1）為了便于利用控制變量法和轉(zhuǎn)換法對各個猜想進行探究，在實驗前，應(yīng)該使U形管中的左右兩管液面相平，即兩邊產(chǎn)生的壓強相等，這樣應(yīng)在容器內(nèi)封閉質(zhì)量相等的空氣；實驗中是通過觀察“U”形管中液面的高度差來顯示甲、乙容器內(nèi)空氣溫度的變化．像這種用能直接觀測的量來顯示不容易直接觀測的量的方法叫轉(zhuǎn)換法；
（2）圖甲中，密閉容器內(nèi)的電阻分別為5Ω和10Ω，電阻串聯(lián)，通電時間和電流相同，電阻不同，故實驗探究的是電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系；由實驗現(xiàn)象可得到的實驗結(jié)論是：在電流和通電時間相同時，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多；
圖乙中，電阻相同，通電時間相同，電流不同，故實驗探究的是電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系；根據(jù)本次實驗現(xiàn)象可得到的實驗結(jié)論是：在時間和電阻相同時，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多．
故答案為：（1）相等；來顯示甲、乙容器內(nèi)空氣溫度的變化；
（2）與電阻；在電流和通電時間相同時，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多；電流；在時間和電阻相同時，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多．

點評 此題考查了電流產(chǎn)生熱量的決定因素，實驗過程中滲透了轉(zhuǎn)換法和控制變量法的應(yīng)用，有一定的綜合性．