Question

18．下面是小明和同學完成的實驗探究：

（1）為探究“影響電磁鐵磁性強弱的因素”，小明用電池（電壓一定）、滑動變阻器、數量較多的大頭針、鐵釘以及較長導線為主要器材，進行如圖所示的簡易實驗．
①他將導線繞在鐵釘上制成簡易電磁鐵，并巧妙地通過吸起大頭針的多少來顯示電磁鐵磁性的強弱，下面的實驗也用這種方法的是C．
A、認識電壓時，我們可以用水壓來類比
B、用磁感線形象地描述磁場
C、探究“影響導體產生熱量的因素有哪些”時，通過溫度計示數的變化判斷產生熱量的多少
②根據甲圖示可知，說明電流一定時，匝數越多，電磁鐵磁性越強；
③電磁鐵吸引的大頭針下端分散（張開）的原因是同名磁極相互排斥．
（2）小明和小紅想利用如圖乙所示的裝置探究“導體產生的熱量與電阻大小的關系”．兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲，左瓶中的金屬絲是銅絲，電阻比較小，右瓶中的金屬絲是鎳鉻合金絲，電阻比較大．溫度計顯示煤油的溫度．
①這兩個燒瓶中所盛煤油的質量應該相等．
②實驗中，小明和小紅發現右燒瓶中溫度計的示數升高快．這表明：在電流和通電時間相同的情況下，導體的電阻越大，產生的熱量越多．

Answer 1

分析 （1）①要掌握轉換法．知道電磁鐵的磁性強弱是通過吸引大頭針的多少來體現的；②磁性的強弱由電流大小、線圈匝數兩個物理量來決定，要用控制變量法進行研究；③根據磁極間的相互作用規律分析；
（2）①實驗時，電流通過電阻絲做功，消耗電能轉化為內能，產生的熱量，被煤油吸收，煤油吸收熱量溫度升高；通過溫度計的示數變化反應電流產生的熱量多少，為準確反應電流產生的熱量的多少，兩個燒瓶中所盛煤油的質量要相等；②右邊燒瓶中溫度計的示數升高的快說明B燒瓶中的煤油吸收的熱量多，而左右兩個燒瓶中的電阻絲串聯，通過兩電阻絲的電流和通電時間相同，根據焦耳定律Q=I²Rt分析判斷．

解答 解：（1）①電磁鐵磁性強弱通過比較電磁鐵吸引大頭針的多少來反映，電磁鐵吸引的大頭針越多，電磁鐵磁性越強；此實驗運用的是轉換法；
A．認識電壓時，我們可以用水壓來類比，運用類比方法；
B．用磁感線形象地描述磁場，運用理想模型法；
C．探究“影響導體產生熱量的因素有哪些”時，通過溫度計示數的變化判斷產生熱量的多少，運用的是轉換法；
故選：C；
②由圖甲可知，甲吸引的大頭針數目比乙的多，說明甲的磁性比乙的強．由圖知兩電磁鐵串聯，故電流相同，而匝數不同，甲的匝數比乙的匝數多．故結論為：在電流相同的情況下，線圈的匝數越多磁性越強；
③大頭針被磁化，同一端的磁性相同，互相排斥，所以下端分散；
（2）①通電后電流通過電阻絲做功，產生熱量使煤油的溫度升高，通過觀察溫度計的示數大小來判斷電流產生的熱量的多少，為準確反應電流產生的熱量的多少，兩個燒瓶中所盛煤油的質量應該相等；
②將銅絲和鎳鉻合金絲串聯的目的是控制電流和通電時間相同；由焦耳定律Q=I²Rt可知，在電流和通電時間相同的情況下，右瓶中的鎳鉻合金絲的電阻較大，放出的熱量多，所以右燒瓶中溫度計的示數升高的快；表明：在電流和通電時間相同的情況下，導體的電阻越大，產生的熱量越多．
故答案為：（1）①C；②匝數越多；③同名磁極相互排斥；（2）①相等；②大．

點評 本題考查了學生對焦耳定律、比熱容的探究實驗、串聯電路的電流關系的了解和掌握，因為物理量多，在分析時要用好控制變量法．