Question

2．實驗小組利用下面實驗裝置探究“電流產生的熱量與哪些因素有關”．

（1）在如圖1實驗方案中，小東想探究“電熱與電阻的關系”在選擇R和R₂時應注意阻值相差要大；他把兩個電阻串聯在一起的目的是控制電流和通電時間相同．
（2）在不改變電路連接方式的基礎上，小方還想探究“電流產生的熱量與電流大小的關系”．
①請你寫出實驗思路．
②在得出通電導體產生熱量和電流的關系后，小紅又根據公式推導出熱量Q和電流I定量關系，繪出其圖2其中正確的是B．

Answer 1

分析 （1）由Q=I²Rt可知，電流通過導體產生的熱量與通過的電流、導體的電阻和通電時間有關，為了研究電流與導體電阻的關系，要控制通過的電流和通電時間不變，電阻阻值不同．
（2）②探究電流熱效應與電流的關系時，需保持電阻與通電時間相同，電流不同；
②根據焦耳定律結合圖象分析答題．

解答 解：
（1）在探究“電熱與電阻的關系”時，應選擇阻值相差較大的兩個電阻；根據串聯電路各處的電流相等可知，將兩根不同的電阻絲串聯起來接入電路，主要是為了控制電流和通電時間相同；
（2）①在探究“電流產生的熱量與電流大小的關系”時，可調電源的滑片置于某一點，觀察R₁（或R₂）在通電時間t內液柱上升的高度；斷開開關，當液柱回到原來位置后，將可調電源的滑片置于另一點，觀察R₁（或R₂）在同一通電時間t內液柱上升的高度；
②根據焦耳定律Q=I²Rt，探究“通電導體產生熱量的多少和電流的關系”，應當控制電阻和通電時間作為常數，所以得到Q是電流的二次函數，即B符合．
故答案為：（1）阻值相差要大；控制電流和通電時間相同；（2）通過改變滑動變阻器連入電路中的電阻值，改變電路中的電流；在相同時間內，觀察比較每一次R₁或R₂瓶中細玻璃管內紅色液柱上升的情況，得出電熱與電流的關系；②B．

點評 本題考查電流熱效應的影響因素，關鍵是會靈活應用控制變量法；控制變量法是科學探究中的重要思想方法，廣泛地運用在各種科學探索和科學實驗研究之中，控制變量法是初中物理中常用的探索問題和分析解決問題的科學方法之一．