Question

我們知道：“電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量，跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比．”這就是焦耳定律，用公式可表達(dá)為：Q=I²Rt．小明想通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這個(gè)規(guī)律中Q與R的關(guān)系，他設(shè)計(jì)了如圖（甲）、（乙）所示的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，他的方法是用電阻絲給燒瓶中的煤油加熱，然后觀察插在煤油中的溫度計(jì)示數(shù)，就可以對(duì)比電阻絲放熱的多少．請(qǐng)你應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析回答下列問(wèn)題：
（1）他應(yīng)該選用實(shí)驗(yàn)電路 ________來(lái)完成他的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)（選填“甲”或“乙”）．
（2）將兩瓶中的金屬絲串聯(lián)起來(lái)接在電源上，通過(guò)觀察 ________變化的多少，來(lái)比較金屬絲放出熱量的多少．通電一定時(shí)間后，B溫度計(jì)示數(shù)較高，它表明在通電時(shí)間和 ________相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多；
（3）小明想通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這個(gè)規(guī)律中Q與I的關(guān)系，如果他采用實(shí)驗(yàn)電路（乙），已知兩個(gè)電阻絲的電阻大小關(guān)系是R₃＜R₄，且手邊還有一組R₃、R₄，那么請(qǐng)你幫他對(duì)實(shí)驗(yàn)電路加以改進(jìn)，畫出改進(jìn)后的電路圖．

Answer 1

解：（1）根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt，要驗(yàn)證這個(gè)規(guī)律中Q與R的關(guān)系，必須保證在電流和通電時(shí)間一定的情況下進(jìn)行討論，將兩瓶中的金屬絲串聯(lián)起來(lái)接在電源上，則電流和通電時(shí)間一定相同．故應(yīng)選用實(shí)驗(yàn)電路甲．
（2）因?yàn)閷�兩瓶中的金屬絲串聯(lián)起來(lái)接在電源上，則通過(guò)兩個(gè)電阻絲的電流和通電時(shí)間一定相同，根據(jù)焦耳定律熱量的多少只與電阻有關(guān)，而溫度的高低反映了產(chǎn)生熱量的多少．故答案是：溫度計(jì)示數(shù)；電流．
（3）要通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這個(gè)規(guī)律中Q與I的關(guān)系，根據(jù)控制變量法思想必須保證所研究的電阻阻值相同，通電時(shí)間相同，而電流不同，因此必須采用分壓電路

分析：根據(jù)焦耳定律公式Q=I²Rt，想通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這個(gè)規(guī)律中Q與R的關(guān)系或Q與I的關(guān)系，需采用控制變量法．
點(diǎn)評(píng)：本題是控制變量法的一個(gè)具體應(yīng)用，在保證其他量不變的情況下，討論一個(gè)物理量跟另一個(gè)量的關(guān)系．