Question

2．如圖探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，兩相同的透明容器中通過U形管中的液體密封了等量的空氣．實(shí)驗(yàn)中通過觀察U形管內(nèi)液柱的變化，反映電阻產(chǎn)生熱量的多少．

（1）若想探究“電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系”，請你用筆畫線代替導(dǎo)線，連接圖中器材形成實(shí)物電路并在有方框中畫出對應(yīng)的電路圖．實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)通電后，左方電阻發(fā)熱更快，則探究的結(jié)論是：在電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，導(dǎo)體電流越大產(chǎn)生的熱量越多．
（2）此實(shí)驗(yàn)用到的研究物理問題的方法是控制變量法．
（3）為探究“電流和通電時(shí)間相同時(shí)，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”，小江僅把圖中的R₂更換為10Ω的定值電阻，就接通電源開始實(shí)驗(yàn)．請指出小江的錯(cuò)誤之處，并提出糾正的意見．

Answer 1

分析 U形管內(nèi)液柱的變化反映了液體體積的變化，反映了液體吸收熱量即電流產(chǎn)生熱量的多少；
（1）根據(jù)“在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”，可確定是串聯(lián)電路，以根據(jù)電流流向法，從電源的正極出發(fā)依次畫出各電路原件回到負(fù)極即可，然后根據(jù)實(shí)物圖連接電路圖；在時(shí)間和電流相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多；
（2）探究“電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系”，運(yùn)用的是控制變量法；
（3）探究“電流和通電時(shí)間相同時(shí)，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”是應(yīng)控制電流相同．

解答 解：實(shí)驗(yàn)中通過觀察U形管內(nèi)液柱的變化來比較電流產(chǎn)生的熱量的多少；
（1）將滑動變阻器，兩相同的透明容器中的U形管中，開關(guān)，逐一順次連接即可，滑動變阻的連線要注意一上一下，然后根據(jù)實(shí)物圖連接電路圖，如下圖所示：
；
通過兩電阻的電阻和通電時(shí)間相等，通過R₁的電流大于通過R₂的電流；左方電阻發(fā)熱更快，表明產(chǎn)生的熱量多，故可得出的結(jié)論是：在電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，導(dǎo)體電流越大產(chǎn)生的熱量越多；
（2）實(shí)驗(yàn)中，控制兩電阻的電流和通電時(shí)間相等，采用的是控制變量法；
（3）探究“電流和通電時(shí)間相同時(shí)，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”是應(yīng)控制電流相同，小江僅把圖中的R₂更換為10Ω的定值電阻，此時(shí)通過兩個(gè)電阻的電流是不同的，正確做法是：把圖中的R₂更換為10Ω的定值電阻，同時(shí)去掉R₂上方的電阻．
故答案為：U形管內(nèi)液柱的變化；（1）如上圖；在電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，導(dǎo)體電流越大產(chǎn)生的熱量越多；（2）控制變量；（3）錯(cuò)誤之處：沒有控制電流相同；把圖中的R₂更換為10Ω的定值電阻，同時(shí)去掉R₂上方的電阻．

點(diǎn)評 本題考查了學(xué)生對焦耳定律、串聯(lián)電路的電流關(guān)系的了解和掌握，屬于中考常見題型，利用好控制變量法、轉(zhuǎn)換法等是本題的解決關(guān)鍵．