Question

3．小明用如圖甲和圖乙所示的實驗裝置分別探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻、電流的關(guān)系”．

（1）圖甲所示實驗中通過溫度計示數(shù)的變化來比較電流產(chǎn)生的熱量的多少．
（2）為了便于比較兩種電阻絲通過電流后產(chǎn)生熱量的多少，甲乙兩瓶中要裝入相同的初溫和質(zhì)量的煤油．其中甲瓶中煤油的溫度升高得快．
（3）實驗中選用煤油而不用水的原因是煤油的比熱容小，吸熱相同時，溫度升的高，實驗現(xiàn)象明顯
（4）用如圖乙所示的實驗裝置探究，得到的結(jié)論是：在電流和通電時間相同時，導(dǎo)體電阻越大產(chǎn)生的熱量越多
（5）本實驗中的探究方法是控制變量法和轉(zhuǎn)換法．

Answer 1

分析 （1）首先導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量是要通過煤油的溫度變化體現(xiàn)出來；
（2）探究兩種電阻絲通過電流后產(chǎn)生熱量的多少時，應(yīng)控制煤油的質(zhì)量和初溫要相同，根據(jù)焦耳定律分析溫度的高低．
（3）為了在較短的時間內(nèi)達到明顯的實驗效果，即觀察到得溫度計示數(shù)變化大，則在同質(zhì)量吸收相同熱量的條件下，比熱容小的液體溫度變化大．
（4）使用相同質(zhì)量的煤油，通電一定時間后，乙瓶中的溫度計示數(shù)升高的快，說明乙瓶中的煤油吸收的熱量多，即乙瓶中的鎳鉻合金絲產(chǎn)生的熱量多；由此得出結(jié)論．
（5）知道熱量與電流、電阻及通電時間有關(guān)，可變因素較多，本題是在電流、時間相同的前提下，使用不同的電阻，探究熱量與電阻的關(guān)系，這采用的是控制變量法；導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量是要通過煤油的溫度變化體現(xiàn)出來，這就是轉(zhuǎn)換法．

解答 解：（1）兩電阻絲產(chǎn)生熱量的多少是通過溫度計示數(shù)的變化反映出來的．
（2）探究兩種電阻絲通過電流后產(chǎn)生熱量的多少時，應(yīng)控制煤油的質(zhì)量和初溫要相同；由圖可知，此時電流相同，甲的電阻要大于乙的電阻，由焦耳定律可知，甲產(chǎn)生的熱量多，溫度升的高；
（3）若將燒瓶中裝有水，則由Q=cm△t可知：在相同質(zhì)量的水和煤油中，吸收的相同的熱量時，由于水的比熱容大，溫度升高的度數(shù)少，溫度計的示數(shù)變化不明顯；
（4）綜合實驗過程，使用相同質(zhì)量與初溫都相同的煤油，在電流和通電時間相同的前提下，乙瓶中的溫度計示數(shù)升高的快，說明乙瓶中的煤油吸收的熱量多，即乙瓶中的鎳鉻合金絲產(chǎn)生的熱量多；所以可得出的結(jié)論是：在電流和通電時間相同時，導(dǎo)體電阻越大產(chǎn)生的熱量越多
（5）為保證通過兩個電阻的電流總是相等，電阻串聯(lián)；同時保證了它們的通電時間也相等，導(dǎo)體中產(chǎn)生的熱量就只與電阻有關(guān)了，為此采用控制變量法．煤油吸熱的多少是通過溫度計示數(shù)的變化來反映的，這是采取的轉(zhuǎn)換法．
故答案是：（1）溫度計示數(shù)；（2）質(zhì)量；甲；（3）煤油的比熱容小，吸熱相同時，溫度升的高，實驗現(xiàn)象明顯；（4）在電流和通電時間相同時，導(dǎo)體電阻越大產(chǎn)生的熱量越多；（5）控制變量法；轉(zhuǎn)換法．

點評 采用控制變量法是探究實驗常用的方法，本實驗可通過控制電流、通電時間不變，只改變電阻，然后看熱量的變化．