Question

7．小文和小麗同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗裝置，探究“電流的熱效應(yīng)跟電阻大小的關(guān)系”．
（1）請說明在實驗中，控制相同的主要因素有電流相等；觀察的主要現(xiàn)象是氣球膨脹的大小．
（2）實驗過程中小麗發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象并不明顯，可能的原因是什么？（寫出兩種）電源電壓太低、裝置氣密性不好．
（3）小文用電熱器給水加熱，觀察到水沸騰后繼續(xù)加熱，水的溫度卻保持不變．小文認(rèn)為既然水沒有變得更熱，那么電熱器所供給的能量跑到水蒸氣里了，請你從做功和熱傳遞角度分別舉一例，證實水蒸氣有較多能量．

Answer 1

分析 （1）串聯(lián)電路中電流處處相等，通電時間相同；電流產(chǎn)生的熱量不能直接看出來，是通過氣球膨脹的大小來反映的，氣球膨脹越大，電流產(chǎn)生熱量越多．
（2）電熱和電阻有關(guān)，當(dāng)電流和能電時間一定時，電阻越大，產(chǎn)生的電熱越多．
（3）水沸騰時，雖然繼續(xù)加熱，但溫度保持不變，所加的熱量正好用來完成沸騰，即使液態(tài)的水變?yōu)闅鈶B(tài)，生活經(jīng)驗--水沸騰時，繼續(xù)加熱，水蒸氣能把壺蓋頂起．

解答 解：（1）控制在電流相同的條件下，相等時間內(nèi)，觀察比較兩個氣球膨脹的程度，判斷電流的熱效應(yīng)跟電阻大小的關(guān)系．
（2）實驗現(xiàn)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�。�．
（3）從做功角度：
生活經(jīng)驗--①水沸騰時，繼續(xù)加熱，水蒸氣能把壺蓋頂起；
②水沸騰變成水蒸氣，能為機(jī)械提供動力．
實驗現(xiàn)象--①水沸騰時，繼續(xù)加熱，試管的塞子能被沖出；
②水沸騰時，繼續(xù)加熱，水蒸氣能推動葉輪轉(zhuǎn)動．
從熱傳遞角度：
生活經(jīng)驗--①水沸騰變成蒸汽能為城市的集中供熱提供優(yōu)越的方式；
②100℃的水蒸氣燙傷比100℃的水燙傷更嚴(yán)重．
實驗現(xiàn)象--①實驗?zāi)苷f明沸水與同溫度的蒸汽給物體加熱效果不同；
②水沸騰時，繼續(xù)加熱，產(chǎn)生較多蒸汽能把饅頭較快蒸熟．
故答案為：（1）電流相等；氣球膨脹的大小．（2）電源電壓太低；裝置氣密性不好．（3）如上分析．

點評 本題是一道較難的電學(xué)實驗題，應(yīng)用的實驗方法是控制變量法，判斷出根據(jù)氣球的膨脹程度來識別電流的熱效應(yīng)跟電阻大小的關(guān)系是解答本題的難點．本題的第三問，對該實驗的分析和論證也是一難點．