同學們要探究“電流熱效應與電阻大小的關系”.老師為他們提供了如圖所示的器材,其中電熱絲電阻R1<R2.
(1)請利用提供的器材設計實驗.
(2)進行實驗時,他們發現實驗現象不明顯,請分析出現此現象的可能原因.(寫出兩點原因)
(3)調整好器材,通電一段時間后,發現氣球2鼓起得更大些,由此可得出的結論是________.
解:(1)連接好電路如下圖:
將兩電阻絲串聯,閉合開關一段時間后,觀察兩氣球鼓起的大小,并進行比較,總結出電流放出的熱量與電阻的關系;
(2)實驗現象不明顯的原因:裝置氣密性不好(氣球漏氣);球皮太厚;電阻R1、R2的阻值相近;電源電壓太低(電流太小);
(3)在電流和通電時間相同的情況下,發現氣球2鼓起得更大些,說明電阻R2放出的熱量更多,由此可得出的結論是:在電流和通電時間都相同的情況下,電阻越大,產生的熱量越多.
故答案為:(2)裝置氣密性不好(氣球漏氣);球皮太厚;(3)在電流和通電時間都相同的情況下,電阻越大,產生的熱量越多.
(1)為研究電流的熱效應跟電阻的關系,應用控制變量法,控制通電時間和電流一定,比較電阻R1和R2產生的熱量的多少.產生熱量多的氣球膨脹的大;
(2)實驗中氣球膨脹差別不大,原因很多:可能是氣球漏氣,也可能是球皮太厚,還可能是R1、R2的阻值大小相近等;
(3)兩電阻串聯,電流相同,通電時間相同,發現氣球2鼓起得更大些,說明電阻R2放出的熱量更多,據此總結出結論.
點評:本題是一道較難的電學實驗題,應用的實驗方法是控制變量法,判斷出根據氣球的膨脹程度來識別電流的熱效應跟電阻大小的關系是解答本題的難點.