Question

15．电流通过导体时导体会发热，这种现象叫做电流的热效应．常见的白炽灯就是利用这一原理工作的．图1所示为小丽、小军、小梅三位同学与老师讨论这一现象时的情景．

（1）图1中，小军发表的观点应用到的物理知识是影响电阻的因素．
根据小梅同学的猜想，他们讨论形成了一个问题：电流一定时，导体在一定时间内产生的热量与它的电阻有什么关系？
于是，小丽和小梅从实验室找来了煤油、两只规格相同（有密封塞）的烧瓶、两根两端开口的细玻璃管、两根阻值不同的镍铬金丝等器材，并组装出图2所示的实验装置．
（2）在小丽和小梅的实验装置中，是通过玻璃管液面上升的高度来反映电流在一定时间内产生热量的多少的．
（3）在物理学中，有些物理量的大小不易直接观察或测量，但它变化时引起的其他物理量的变化却易于直接观察或测量，就可以像小丽和小梅这样用易于观测的量来反映不易直接观测的量．在下列问题的研究中，也用到这一物理学方法的是BD．
A、在研究平面镜成像时，通过等大的蜡烛与虚像重合来确定虚像的位置和大小
B、在研究影响动能的因素时，通过木块被撞后运动的远近说明钢球动能大小
C、在研究电压作用时，通过水压是水流形成的原因类比电压是电流形成的原因
D、在研究电磁铁磁性时，通过吸引大头针数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱
（4）小军看了小丽和小梅的实验装置后认为，用温度计代替两端开口的细玻璃管，实验效果会更好．于是，他们拆除了密封塞和玻璃管，将合适的温度计悬挂在适当的位置，然后开始实验．在上述改进中，他们遗漏的一个重要操作是：倒出一部分煤油，并使烧瓶内煤油质量相等．

Answer 1

分析 （1）根据小军的说法是阻值不同与材料的长度、粗细有关分析即可知道应用到的物理知识．
（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．
（3）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，用木块被撞后运动的远近说明钢球动能大小等等．
（4）用温度计代替两端开口的细玻璃管，根据控制变量法应控制煤油的质量相同，但需要注意的是原来是在密封塞的作用下，将相同多的煤油密封在烧瓶里，受热膨胀的煤油在玻璃管里，现在换用温度计，则需要考虑受热膨胀的煤油去处，根据这一点可知遗漏的一个重要操作．

解答 解：（1）因为小军的说法是灯丝的长度相同、粗细不同灯丝的阻值不同，说明电阻阻值不同与材料的长度、粗细有关，所以应用的物理知识是影响电阻的因素．
（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，所以通过观察玻璃管液面上升的高度来电流在一定时间内产生热量的多少的．
（3）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，这种方法是转换法．
①探究电流与电压、电阻的关系，采用控制变量法．
A、在研究平面镜成像时，通过等大的蜡烛与虚像重合来确定虚像的位置和大小，采用了等效法，
B、在研究影响动能的因素时，通过木块被撞后运动的远近说明钢球动能大小，采用了转换法．
C、在研究电压作用时，通过水压是水流形成的原因类比电压是电流形成的原因，采用了类比法
D、在研究电磁铁磁性时，通过吸引大头针数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱，采用了转换法．
用到这一物理学方法的是BD．
（4）根据控制变量法本实验，应控制煤油的质量相同，原来是在密封塞的作用下，将质量相同多的煤油密封在相同的烧瓶里，受热膨胀的煤油在玻璃管里；现在换用温度计，受热膨胀的煤油会溢出，所以应倒出一部分煤油，但根据控制变量法还要保持烧瓶内煤油质量相等，故遗漏的一个重要操作是：倒出一部分煤油，并使烧瓶内煤油质量相等．
故答案为：（1）影响电阻的因素；（2）玻璃管液面上升的高度；（3）BD；（4）倒出一部分煤油，并使烧瓶内煤油质量相等．

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．