Question

5．小明和小红想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大．两瓶没有中温度计可以显示煤油的温度．
（1）实验中，将铜丝和镍铬合金丝串联在同一个电路的目的是控制电流和通电时间相等．
（2）小红问小明：“打开水龙头就可以得到水，干嘛不用水代替煤油来做实验？”对于这个问题，小明和他同学给出下列四种答案，你认为最合理的是D．
A．因为煤油有颜色便于观察     B．因为煤油有比较大的热值
C．因为煤油有比较小的密度     D．因为煤油有比较小的比热容
（3）实验中，小明和小红发现烧瓶B中温度计的示数升高的快．于是可得出结论在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多．
（4）小红把实验装置作了一些改动，在相同的烧瓶A、B中装满煤油，用细玻璃管代替温度计做实验，当煤油温度上升时，会看到细玻璃管内的液面明显上升．下列实验中也用到这种思想和方法的是BD．
A．将不同的电阻丝分别接到同一电路中，通过比较电流的大小来比较电阻的大小
B．将乒乓球靠近发声的音叉，通过乒乓球被弹开显示音叉在振动
C．让不同的纸团从相同高度同时下落，通过落地的先后判断运动的快慢
D．将小铁屑均匀洒在磁体周围，通过观察铁屑的分别情况来认识磁场的分布情况．

Answer 1

分析 （1）在实验时，应做到所研究的铜丝和镍铬合金丝串联连接到电路中，用以保证通过二者的电流和通电时间相等；
（2）因为煤油的比热容比水小，相同质量的煤油和水比较，吸收或放出相同的热量，煤油的温度变化大，据此分析；
（3）B烧瓶中温度计的示数升高的快说明B烧瓶中的煤油吸收的热量多，而A、B两个烧瓶中的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流和通电时间相同，根据焦耳定律Q=I²Rt分析判断．
（4）物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这就是转换法

解答 解：（1）本实验探究的是导体的发热功率跟电阻大小的关系，因为导体的发热功率不仅与电阻的大小有关，还与通过导体的电流及通电时间的长短有关，故而本实验中两个导体要串联在电路中以保证通过两个合金丝的通电电流和通电时间相等
（2）因为煤油的比热容比水的小，相同质量的煤油和水比较，吸收相同的热量，煤油温度升高的多，用煤油做实验效果更明显；故选D；
（3）由焦耳定律Q=I²Rt可知，在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多；
（4）本题通过液面高度的上升来反应温度的变化，采用了转换法，转换法常用来演示一些不易观察的现象，
A、将不同的电阻丝分别接到同一电路中，通过比较电流的大小来比较电阻的大小，应用了定量分析的方法；
B、将乒乓球靠近发声的音叉，通过乒乓球被弹开显示音叉在振动，采用了转换法；
C、让不同的纸团从相同高度同时下落，通过落地的先后判断运动的快慢，采用了转换法与定性思想，
D、将小铁屑均匀洒在磁体周围，通过观察铁屑的分布情况来认识磁场的分布情况，采用了转换法与定性思想；
故选B．
故答案为：（1）控制电流和通电时间相等；（2）D；（3）在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多；（4）BD．

点评 本题考查了学生对焦耳定律、比热容的应用、串联电路的电流关系的了解和掌握，当物理量较多时，在分析时要用好控制变量法．