Question

6．為研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)，有同學(xué)找來了兩根不同阻值的電阻絲，多塊相同的泡沫塊以及滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、電源等，設(shè)計的方案如甲圖所示．

（1）實驗時，接通電路過幾秒鐘后發(fā)現(xiàn)泡沫塊被電阻絲“切斷”．該實驗方案是通過測量泡沫塊被切斷的時間長短來比較電流通過電阻絲時產(chǎn)生的熱量多少的．
（2）為研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與電流大小的關(guān)系，實驗該怎么操作？應(yīng)該利用甲圖，電阻值和通電時間相同，利用滑動變阻器先后改變通過電阻絲的電流，分別測量兩泡沫塊被切斷的時間．

材料	銅	鋁	鎢	鎳鉻合金
電阻（歐）	0.0175	0.029	0.053	1.0

（3）在電流與通電時間相同條件下，選用長度和橫截面積都相同的兩種材料進行實驗，為了使實驗現(xiàn)象最明顯，可以選用表中的銅與鎳鉻合金進行對比． （20℃時長1米、橫截面積1毫米²的幾種材料的電阻）
（4）為研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與電阻大小的關(guān)系，請你在乙圖中畫上連接導(dǎo)線．如圖．

Answer 1

分析 （1）本實驗中，電流通過電阻絲產(chǎn)生熱量，被泡沫塊吸收，達到一定溫度后泡沫塊熔化；
（2）由圖甲可知，甲電阻絲，利用滑動變阻器改變通過兩次電阻絲的電流不同，電阻值和通電時間相同，據(jù)此判斷本實驗探究的問題；
（3）在電流與通電時間相同的條件下，為了使實驗現(xiàn)象最明顯，要使兩種導(dǎo)線的阻值相差最大；
（4）研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與電阻大小的關(guān)系，應(yīng)控制電流和通電時間相等，故串聯(lián)．

解答 解：（1）實驗時，接通電路過幾秒鐘后發(fā)現(xiàn)泡沫塊被電阻絲“切斷”，則本實驗可以通過測量泡沫塊被切斷的時間長短來比較電流通過電阻絲時產(chǎn)生熱量多少的；
（2）由圖甲可知，只有一根電阻絲，可控制電阻值和通電時間相同，利用滑動變阻器先后改變通過電阻絲的電流，分別測量兩泡沫塊被切斷的時間長短來判斷產(chǎn)生熱量的多少，從而判斷電阻絲產(chǎn)生熱量的多少與電流大小的關(guān)系；
（3）為了使實驗現(xiàn)象最明顯，要使兩種導(dǎo)線的阻值相差最大，在電流與通電時間相同的條件下，導(dǎo)線的長度和橫截面積相同，銅和鎳鉻合金的電阻相差最大，所以選表中的銅與鎳鉻合金進行對比；
（4）研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與電阻大小的關(guān)系，應(yīng)控制電流和通電時間相等，故兩電阻絲應(yīng)串聯(lián)，電路連接如下圖：

故答案為：（1）泡沫塊被切斷的時間長短；
（2）應(yīng)該利用甲圖，電阻值和通電時間相同，利用滑動變阻器先后改變通過電阻絲的電流，分別測量兩泡沫塊被切斷的時間；
（3）鎳鉻合金；
（4）如上圖所示．

點評 本題為探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱的多少跟哪些因素有關(guān)的實驗，因物理量較多，在研究電流產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)時，要用好控制變量法．