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    为了探究“电流通过导体产生热量与哪些因素有关”，实验室准备了两个装有煤油的烧瓶、两个带有温度计的橡皮塞，两根不同阻值的电阻丝，以及滑动变阻器、开关、导线、电源等，某实验小组根据提供的实验器材，设计了如图所示的实验方案．
    （1）该方案探究的问题是电流通过导体产生热量与________的关系，在不改变器材和电路连接的情况下，该实验方案还可以探究的问题分别是电流通过导体产生热量与________、________的关系．
    （2）在这个实验中，电流通过导体产生热量的多少，是通过煤油________的大小体现出来，这种方法在研究许多物理问题时都用到，下列几个研究实例中也是采用相同研究方法的是________?
    ①探究电流与电压、电阻的关系；②用液体压强计两边液面高度差反映液体压强的大小；③用铁屑显示磁体周围磁场分布；④研究光的传播时，引入“光线”．

    解：（1）①如图，甲乙容器中分别接入不同阻值，并且串联在电路中，通过两个电阻的电流相等，通电时间相等，两个容器中电阻不同，观察煤油体积变化，探究电流产生的热量跟电阻大小的关系．
    ②对于甲（或乙）容器中的电阻，移动滑片改变连入电路的电阻，改变电路中的电流，比较在相同时间内，相同的电阻，不同电流下，观察煤油体积变化的多少，所以在不改变电路时，可以探究电流产生的热量跟电流大小的关系．
    ③对于甲（或乙）容器中的电阻，保持滑片的位置不变时，电路中的电流不变，改变通电时间，观察煤油体积变化的多少，所以在不改变电路时，可以探究电流产生的热量跟通电时间的关系．
    （2）电流通过导体产生热量的多少，不能直接观察，而是通过煤油体积变化的大小体现出来，这种方法是控制变量法．
    ①探究电流与电压、电阻的关系，采用控制变量法．
    ②用液体压强计两边液面高度差反映液体压强的大小，采用了转换法．
    ③用铁屑显示磁体周围磁场分布，采用了转换法．
    ④研究光的传播时，引入“光线”，采用了模型法．
    故答案为：（1）电阻；电流；通电时间；（2）体积变化；②③．
    分析：（1）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间长短有关．探究电流产生热量跟电流大小的关系时，控制电阻和通电时间不变；探究电流产生的热量跟电阻大小的关系时，控制电流大小和通电时间不变；探究电流产生的热量跟通电时间的关系，控制电阻大小不变．
    （2）电流产生热量的多少不能直接观察，可以通过煤油受热膨胀，体积变化的多少来反映，体积膨胀越多，电流产生的热量越多．这种方法是转换法，初中物理中有很多实验应用转换法，例如用电磁铁吸引大头针的多少来反映电磁铁磁性强弱，用物体形变大小来反映压力作用效果等等．
    点评：（1）初中多采用控制变量法、转换法、模型法、类比法、等效替代法等来探究物理问题．
    （2）掌握电流产生热量多少跟电流大小、电阻大小、通电时间的关系，采用控制变量法和转换法探究电流产生热量跟电流大小、电阻大小、通电时间的关系．
    练习册系列答案
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    科目：初中物理 来源： 题型：

    为了探究甲、乙两种材料的导电能力，物理兴趣小组的同学选取长度和横截面积均相同的两种材料，利用图所示的器材，分别测出了它们在不同电压下的电流值，记录的数据如表所示．
    实验数据记录表
    实验序号 材料 I/A U/V
    1 甲 0.2 1
    2 甲 0.4 2
    3 甲 0.6 3
    4 乙 0.1 1
    5 乙 0.2 2
    6 乙 0.3 3
    （1）在图中，用笔画线代替导线，把各元件连接起来，组成他们进行实验的电路．
    （2）分析数据发现，通过材料甲的电流与其两端电压的比值
    I
    U
    都相等，通过材料乙的电流与其两端电压的比值
    I
    U
    也相等．同学们把电流与电压的比值
    I
    U
    叫做这种材料的“电导”，用字母G表示．
    ①电导越大，表示导体的导电能力越
    强
    强
    ．
    ②甲材料的电导G甲=
    0.2A/V
    0.2A/V
    ，乙材料的电导G乙=
    0.1A/V
    0.1A/V
    （填写数据和单位）．
    ③根据表中的数据，进一步归纳出导体中的电流与其电导的关系是：当电压一定时，
    导体中的电流与其电导成正比
    导体中的电流与其电导成正比
    ．
    ④如果从甲、乙两种材料中选择一种做导线，你建议选择材料
    甲
    甲
    ．

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    科目：初中物理 来源： 题型：阅读理解

    （2004?武汉）武汉市“两江四岸”（长江、汉江）亮化工程已初见成效，每到夜晚，五光十色的小彩灯、霓虹灯将该市装扮得绚丽多彩，如图所示．小明和小婷为了探究小彩灯的发光情况，他们通过观察发现，每个小彩灯上标有“2.5V 0.25A”字样．
    （1）要使这些小彩灯正常发光，应将
    88
    88
    个这样的小彩灯
    串
    串
    联在家庭电路的供电线路上（填“串”或“并”）．
    （2）他们发现，当其中的一个小彩灯的灯丝断了，其余的小彩灯还能发光，这是为什么呢？他们找来一个小彩灯，砸破玻璃外壳，发现灯丝（设阻值为R1）上并排接有一不发光的电阻R2，如图所示．关于R1与R2的大小，小明和小婷发生了争论：
    小婷认为R2比R1小很多，灯丝R1发光时，由于R2与R1的接触处有一薄的绝缘层，电流只能从R1中通过．当灯丝R1断了，电路电压将击穿绝缘层，R2使电路导通，其余小彩灯还能发光，其亮度与原来相比
    变亮
    变亮
    （填“不变”、“变亮”或“变暗”），原因是电路中的电流
    变大
    变大
    ，灯丝R1的实际功率
    变大
    变大
    （填“不变”、“变大”或“变小”）．
    小明则认为R2比R1大很多，灯丝R1发光时流过R2的电流可以忽略不计，当灯丝R1断了，R2使电路导通，其余小彩灯还能发光，其亮度与原来相比
    变暗
    变暗
    （填“不变”“变亮”或“变暗”）．设R2=15R1，且R1的实际功率小于0.1W时，灯丝R1就不能发光．试经过计算说明，最多允许多少盏小彩灯的灯丝R1断去，其余的小彩灯还能发光？

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    科目：初中物理 来源： 题型：

    每到夜晚，五光十色的小彩灯、霓虹灯将我市装扮得绚丽多彩．小明和小婷为了探究小彩灯在照明电路中的发光情况．他们进行了观察，发现每个小彩灯上标有“2.5V 0.25A”字样．
    （1）要使这些小彩灯正常发光，应将
    88
    88
    个这样的小彩灯
    串
    串
    联在家庭电路中．
    （2）他们发现当其中的一盏小彩灯的灯丝断了，该灯不亮，其余的小彩灯还能发光．那是因为灯丝RL的两端并联了一段带绝缘层的金属丝R，正常时电流只能从灯丝RL中通过．当灯丝断了，电路电压将击穿R的绝缘层后，电路导通，所以其余小彩灯还能发光．问该灯丝烧断后，它两端的电压为
    0
    0
    V，其余每盏小彩灯两端电压为
    2.53V
    2.53V
    （保留两位小数）．

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    科目：初中物理 来源：2009年四川省绵阳市东辰中学自主招生考试物理试卷（解析版） 题型：解答题

    武汉市“两江四岸”（长江、汉江）亮化工程已初见成效，每到夜晚，五光十色的小彩灯、霓虹灯将该市装扮得绚丽多彩，如图所示．小明和小婷为了探究小彩灯的发光情况，他们通过观察发现，每个小彩灯上标有“2.5V 0.25A”字样．
    （1）要使这些小彩灯正常发光，应将______个这样的小彩灯______联在家庭电路的供电线路上（填“串”或“并”）．
    （2）他们发现，当其中的一个小彩灯的灯丝断了，其余的小彩灯还能发光，这是为什么呢？他们找来一个小彩灯，砸破玻璃外壳，发现灯丝（设阻值为R1）上并排接有一不发光的电阻R2，如图所示．关于R1与R2的大小，小明和小婷发生了争论：
    小婷认为R2比R1小很多，灯丝R1发光时，由于R2与R1的接触处有一薄的绝缘层，电流只能从R1中通过．当灯丝R1断了，电路电压将击穿绝缘层，R2使电路导通，其余小彩灯还能发光，其亮度与原来相比______（填“不变”、“变亮”或“变暗”），原因是电路中的电流______，灯丝R1的实际功率______（填“不变”、“变大”或“变小”）．
    小明则认为R2比R1大很多，灯丝R1发光时流过R2的电流可以忽略不计，当灯丝R1断了，R2使电路导通，其余小彩灯还能发光，其亮度与原来相比______（填“不变”“变亮”或“变暗”）．设R2=15R1，且R1的实际功率小于0.1W时，灯丝R1就不能发光．试经过计算说明，最多允许多少盏小彩灯的灯丝R1断去，其余的小彩灯还能发光？

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    科目：初中物理 来源：2004年湖北省武汉市中考物理试卷（解析版） 题型：解答题

    武汉市“两江四岸”（长江、汉江）亮化工程已初见成效，每到夜晚，五光十色的小彩灯、霓虹灯将该市装扮得绚丽多彩，如图所示．小明和小婷为了探究小彩灯的发光情况，他们通过观察发现，每个小彩灯上标有“2.5V 0.25A”字样．
    （1）要使这些小彩灯正常发光，应将______个这样的小彩灯______联在家庭电路的供电线路上（填“串”或“并”）．
    （2）他们发现，当其中的一个小彩灯的灯丝断了，其余的小彩灯还能发光，这是为什么呢？他们找来一个小彩灯，砸破玻璃外壳，发现灯丝（设阻值为R1）上并排接有一不发光的电阻R2，如图所示．关于R1与R2的大小，小明和小婷发生了争论：
    小婷认为R2比R1小很多，灯丝R1发光时，由于R2与R1的接触处有一薄的绝缘层，电流只能从R1中通过．当灯丝R1断了，电路电压将击穿绝缘层，R2使电路导通，其余小彩灯还能发光，其亮度与原来相比______（填“不变”、“变亮”或“变暗”），原因是电路中的电流______，灯丝R1的实际功率______（填“不变”、“变大”或“变小”）．
    小明则认为R2比R1大很多，灯丝R1发光时流过R2的电流可以忽略不计，当灯丝R1断了，R2使电路导通，其余小彩灯还能发光，其亮度与原来相比______（填“不变”“变亮”或“变暗”）．设R2=15R1，且R1的实际功率小于0.1W时，灯丝R1就不能发光．试经过计算说明，最多允许多少盏小彩灯的灯丝R1断去，其余的小彩灯还能发光？

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