Question

20．小紅與小明分別用如圖所示的裝置探究電流一定時，電流產生的熱量與電阻的關系，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．（設他們所用的各種器材性能相同）

（1）在這個實驗中，電流產生熱量的多少是通過氣球體積大小體現出來的．他們同時開始進行實驗，在a、c兩個氣球中，鼓起來較快的是c．
（2）小紅和小明的實驗方案中有一個是錯誤的，你認為小明（選填“小紅”和“小明”）的方案是錯誤的，理由是沒有控制電流相同．

Answer 1

分析 （1）此題通過氣體的熱脹冷縮的程度來判斷產生熱量的多少．氣體熱脹冷縮的程度通過氣球的膨脹程度來判斷；在電阻相同時，根據Q=$\frac{{U}^{2}}{R}$t，通電時間相同，電壓越大，產生的熱量越多；
（2）用控制變量的思維去分析即可判斷．

解答 解：（1）小紅的方案中，R₁和R₂串聯接入電路中，R₁兩端的電壓要小于電源電壓；小明的方案中，兩電阻并聯，R₁兩端的電壓等于電源電壓；根據Q=$\frac{{U}^{2}}{R}$t可知：在通電時間和電阻相同的情況下，電壓越大，產生的熱量越多，故小明的方案中R₁產生的熱量多，所以c要比a鼓起來的快一些；
（2）小明的方案中，兩電阻的電流不同，所以無法探究一定時，電流產生的熱量與電阻的關系．
故答案為：（1）c；（2）小明；沒有控制電流相同．

點評 此題通過實驗探究電流通過導體與電阻的關系，考查了學生對控制變量法的應用．并運用了轉換法來判斷產生熱量的多少，用氣球判斷氣體的膨脹程度，效果更明顯．