Question

20．电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关？兴趣小组设计了如图所示的装置Ⅰ、Ⅱ，他们将两段阻值不同的电阻丝（R₁＜R₂）分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过相同的短玻璃管与相同的气球相连，实验过程中电源电压保持不变．下列叙述中，正确的是（　　）

• A． 探究电流产生的热量与电流大小的关系，可比较气球甲、乙的体积变化
• B． 探究电流产生的热量与电阻大小的关系，可比较气球乙、丁的体积变化
• C． 装置Ⅰ、Ⅱ同时实验，通电相同时间后，体积变化最大的气球是甲气球
• D． 装置Ⅰ、Ⅱ同时实验，通电相同时间后，体积变化最大的气球是丙气球

Answer 1

分析 （1）探究电流产生的热量与哪些因素有关时，应采用控制变量法，据此分析AB；
（2）根据串并联电路的电压和电流规律及Q=$\frac{{U}^{2}}{R}t$分析CD；

解答 解：
气球体积的变化越大，表明导体产生的热量最多；
A、探究电流产生的热量与电流大小的关系时，应控制电阻和通电时间相同，电流不同，Ⅰ图中电流是相同的，故A错误；
B、探究电流产生的热量与电阻大小的关系时，应控制电流和通电时间相同，电阻不同，Ⅱ图中电阻是相同的，故B错误；
CD、使用装置Ⅰ、Ⅱ同时实验时，体积变化最大的说明温度高，产生的热量最多；
在串联电路中，用电器两端的电压之和等于电源电压，并联电路中，各支路两端的电压等于电源电压，故Ⅱ中的每个电阻两端的电压都要高于Ⅰ中的每个电阻两端的电压；在这两个实验中，电流产生的热量Q=I²Rt=$\frac{{U}^{2}}{R}t$，通电时间相同，故Ⅱ中的R₁产生的热量最多，故体积变化最大的气球是丙气球，故D正确．
故选D．

点评 此题通过实验探究电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系，考查了学生对控制变量法的应用以及掌握一种常用的物理研究方法--转换法．