Question

6．為研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)，有同學(xué)找來了兩根不同阻值的電阻絲，多塊相同的泡沫塊以及滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、電源等，設(shè)計(jì)的方案如甲圖所示．

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，接通電路過幾秒鐘后發(fā)現(xiàn)泡沫塊被電阻絲“切斷”．該實(shí)驗(yàn)方案是通過測(cè)量泡沫塊被切斷的時(shí)間長短來比較電流通過電阻絲時(shí)產(chǎn)生的熱量多少的．
（2）為研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與電流大小的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)該怎么操作？應(yīng)該利用甲圖，電阻值和通電時(shí)間相同，利用滑動(dòng)變阻器先后改變通過電阻絲的電流，分別測(cè)量兩泡沫塊被切斷的時(shí)間．

材料	銅	鋁	鎢	鎳鉻合金
電阻（歐）	0.0175	0.029	0.053	1.0

（3）在電流與通電時(shí)間相同條件下，選用長度和橫截面積都相同的兩種材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，為了使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象最明顯，可以選用表中的銅與鎳鉻合金進(jìn)行對(duì)比． （20℃時(shí)長1米、橫截面積1毫米²的幾種材料的電阻）
（4）為研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與電阻大小的關(guān)系，請(qǐng)你在乙圖中畫上連接導(dǎo)線．如圖．

Answer 1

分析 （1）本實(shí)驗(yàn)中，電流通過電阻絲產(chǎn)生熱量，被泡沫塊吸收，達(dá)到一定溫度后泡沫塊熔化；
（2）由圖甲可知，甲電阻絲，利用滑動(dòng)變阻器改變通過兩次電阻絲的電流不同，電阻值和通電時(shí)間相同，據(jù)此判斷本實(shí)驗(yàn)探究的問題；
（3）在電流與通電時(shí)間相同的條件下，為了使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象最明顯，要使兩種導(dǎo)線的阻值相差最大；
（4）研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與電阻大小的關(guān)系，應(yīng)控制電流和通電時(shí)間相等，故串聯(lián)．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，接通電路過幾秒鐘后發(fā)現(xiàn)泡沫塊被電阻絲“切斷”，則本實(shí)驗(yàn)可以通過測(cè)量泡沫塊被切斷的時(shí)間長短來比較電流通過電阻絲時(shí)產(chǎn)生熱量多少的；
（2）由圖甲可知，只有一根電阻絲，可控制電阻值和通電時(shí)間相同，利用滑動(dòng)變阻器先后改變通過電阻絲的電流，分別測(cè)量兩泡沫塊被切斷的時(shí)間長短來判斷產(chǎn)生熱量的多少，從而判斷電阻絲產(chǎn)生熱量的多少與電流大小的關(guān)系；
（3）為了使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象最明顯，要使兩種導(dǎo)線的阻值相差最大，在電流與通電時(shí)間相同的條件下，導(dǎo)線的長度和橫截面積相同，銅和鎳鉻合金的電阻相差最大，所以選表中的銅與鎳鉻合金進(jìn)行對(duì)比；
（4）研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與電阻大小的關(guān)系，應(yīng)控制電流和通電時(shí)間相等，故兩電阻絲應(yīng)串聯(lián)，電路連接如下圖：

故答案為：（1）泡沫塊被切斷的時(shí)間長短；
（2）應(yīng)該利用甲圖，電阻值和通電時(shí)間相同，利用滑動(dòng)變阻器先后改變通過電阻絲的電流，分別測(cè)量兩泡沫塊被切斷的時(shí)間；
（3）鎳鉻合金；
（4）如上圖所示．

點(diǎn)評(píng) 本題為探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱的多少跟哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，因物理量較多，在研究電流產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)時(shí)，要用好控制變量法．