Question

小紅和小明分別用下圖所示的裝置，探究電流一定時，電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系．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）在這個實驗中電流產(chǎn)生熱量的多少是通過

 

體現(xiàn)出來的．
（2）他們同時開始進(jìn)行實驗，在a、b、c、d四個氣球中，鼓起來最快的是

 

．
（3）小紅和小明的實驗方案有一個是錯誤的，請針對錯誤的實驗進(jìn)行簡要的評估．（說明誰的方案是錯誤的，以及錯誤的原因）
答：

 

．

Answer 1

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

U2

R

t，通電時間相同，電阻越小、電壓越大，產(chǎn)生的熱量越多．

解答：解：（1）從實驗中可以看出，電流產(chǎn)生熱量的多少是通過氣球體積大小來判斷的．
故答案為：氣球體積大�。�
（2）根據(jù)焦耳定律，小紅的方案中，通過電流和通電時間相同，根據(jù)公式Q=I²Rt，b鼓起的最早；小明的方案中，兩電阻并聯(lián)，兩端的電壓和通電時間相同，根據(jù)公式Q=

U2

R

t，所以C鼓起的最早，b與c相比較，c電阻兩端的電壓大于b中電阻兩端的電壓，且c的電阻小于b的電阻，因此，c中的電流會大于b中的電流，由焦耳定律Q=I²Rt可知，c比b先鼓起．
故選C．
（3）小明的方案中，兩電阻的電流不同，所以無法探究一定時，電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系．
故答案為：小明的方案，因為他的實驗中，R₁與R₂電流不相同，無法探究出電流一定時，電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系．

點評：此題通過實驗探究電流通過導(dǎo)體與電阻的關(guān)系，考查了學(xué)生對控制變量法的應(yīng)用．并運用了轉(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．