Question

圆圆同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时采用了如下图所示的实验装置。图中将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒内，盒内封闭一定量的空气，其中图乙中另取5Ω电阻在盒外与盒内电阻并联。

（1）盒内封闭一定量的空气的优点是空气受热_____。在实验中通过观察两个U形管中_______的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。

（2）你认为甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与______的关系。

（3）图乙中右侧盒外连接的5Ω电阻，它的作用是使电阻c、d中的______。可以得到的结论是______，电阻产生的热量越多。

（4）物理研究方法有很多，本实验运用了两种方法：一是_______法；二是转换法。

Answer

容易膨胀，便于实验观察 液面高度 电阻 电流不相等 在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大 控制变量

【解析】

(1)在实验中电流做功多少是通过观察气球膨胀程度大小来体现的，因此盒内封闭一定量的空气的优点是空气受热容易膨胀，便于实验观察；在实验中电流通过电阻产生的热量多少是通过观察U型管内左右两侧液面高度大小来体现的，这种方法叫“转换法”；

(2)由甲图可知，两个盒中的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流和通电时间相同，研究的是：当通过的电流和通电时间相同时，电流产生的热量与导体电阻大小的关系；

(3)两个相同的电阻串联在电路中，通电时间和电阻相同，当给其中一个电阻并联上一个电阻时，电阻的电流改变，探究电流产生热量跟电流关系，因为并联电路中的电阻比任何一个电阻都小，当乙图中右侧盒外连接5Ω电阻后，右侧5Ω的电阻分压较小，由此可知，右侧电阻的电流减小，因此乙图中右侧盒外连接的5Ω电阻的作用是使电阻c、d中的电流不相等；把电阻接在盒子外侧，是为了控制好变量，不改变右侧盒内电阻，便于探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，可以得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，电阻产生的热量越多；

(4) 本实验运用了两种方法：一是控制变量法，图乙烧瓶内的电阻值都是5Ω，阻值相等，通电时间相等，电流不同，运用控制变量法探究电流产生热量跟电流的关系；二是转换法，在实验中电流通过电阻产生的热量多少是通过观察U型管内左、右两侧液面高度大小来体现的，这种方法叫“转换法”。