Question

某同學用如圖所示的裝置研究“電流通過導體時產生的熱量與導體電阻大小的關系”．圖中兩個燒瓶內盛有質量和溫度都相同的煤油，溫度計顯示煤油的溫度，兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲，甲瓶中銅絲的電阻比乙瓶中鎳鉻合金絲的電阻小．
（1）試驗采用的是________的研究方法，試驗的設計依據是電流的________效應．
（2）閉合開關后，通過兩段金屬絲中的電流是________的．（選填“相等”或“不相等”）
（3）一段時間后，可以觀察到甲瓶中溫度計的示數________乙瓶中溫度計的示數；（選填“大于”、“等于”或“小于”）判斷依據是________．

Answer 1

解：電流產生的熱量與電流大小、電阻大小和通電時間三個因素有關，對于多因素問題的探究我們都采用控制變量法．
要研究電流通過導體時產生的熱量與導體電阻大小的關系，必須保證前提是電流和通電時間都相同．
圖中兩電阻絲串聯，所以通過它們的電流和通電時間相同．電流通過導體時會將電能轉化成熱，熱量被煤油吸收后，溫度就會上升，然后通過溫度計的示數反映產生熱量的多少．
觀察溫度計的示數，發現甲瓶中的示數小于乙瓶中的示數，說明甲瓶中銅絲產生的熱量比乙瓶中鎳鎘合金絲產生的熱量少，從而得出在電流和通電時間相同的情況下，電阻大的產生的熱量多．
故答案為：（1）、控制變量，熱； （2）、相等；
（3）、根據焦耳定律Q=I²Rt，在電流相同，通電時間相等的情況下，電阻值大的產生的熱量多．
分析：這是控制變量法在探究問題中的典型應用．在探究電流通過導體產生的熱量與導體電阻大小的關系時，要控制電流和通電時間相等，由溫度計示數反映產生熱量的多少．
點評：本題考查了探究物理問題常用的一種方法：控制變量法．