Question

13．我們知道：“電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量，與電流的平方成正比，與導(dǎo)體的電阻成正比，與通電時(shí)間成正比．”這就是焦耳定律，用公式可表達(dá)為：Q=I²Rt．
愛動(dòng)腦筋的小明在探究這個(gè)問題時(shí)，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)，只連接一次電路就完成了實(shí)驗(yàn)探究．他的方法是用電阻絲（其中R_甲≠R_乙）給燒瓶中的煤油（煤油質(zhì)量相同）加熱，然后觀察煤油在插入密封燒瓶里的玻璃管中上升的高度，就可以對(duì)比電阻絲放熱的多少．請(qǐng)你仔細(xì)觀察小明設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路，并應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析回答下列問題：
（1）在本實(shí)驗(yàn)中受熱物體采用煤油是因?yàn)槊河偷谋葻崛葺^�。ㄟx填“較大”或“較小”），溫度變化更快（選填“更快”或“更慢”）．
（2）探究電熱的多少與電流的關(guān)系，應(yīng)該對(duì)比甲丙（或乙丙）兩個(gè)燒瓶中煤油柱上升的高度，而這兩個(gè)燒瓶中電阻絲阻值應(yīng)該相等．
（3）探究電熱的多少與電阻的關(guān)系，應(yīng)該對(duì)比甲乙兩個(gè)燒瓶中煤油柱上升的高度．
（4）有許多家用電器的工作原理即為焦耳定律，請(qǐng)舉個(gè)例子電飯煲．
（5）本實(shí)驗(yàn)中通過觀察煤油在插入密封燒瓶里的玻璃管中上升的高度，就可以對(duì)比電阻絲放熱的多少．下列探究實(shí)驗(yàn)中與此方法相同的是B
A．利用磁感應(yīng)線去研究磁場問題
B．電流看不見、摸不著，判斷電路中是否有電流時(shí)，我們可通過電路中的燈泡是否發(fā)光去確定
C．研究電流與電壓、電阻關(guān)系時(shí)，先使電阻不變?nèi)パ芯侩娏髋c電壓的關(guān)系；然后再讓電壓不變?nèi)パ芯侩娏髋c電阻的關(guān)系
D．研究電流時(shí)，將它比做水流．

Answer 1

分析 （1）煤油的比熱容比水小，在質(zhì)量相同，吸熱相同時(shí)，其溫度變化更快；
（2）該題利用了轉(zhuǎn)換法，把電熱的多少通過玻璃管中煤油上升的高度表現(xiàn)出來；
（3）為了探究電熱的多少與電流或電阻的關(guān)系，采用了控制變量法，首先利用公式Q=I²Rt并結(jié)合控制變量法，找出需要控制的變量，再結(jié)合圖示選擇出合適的電阻絲，在此基礎(chǔ)上兩個(gè)燒瓶中電阻絲阻值的關(guān)系即可得出；
（4）利用電流的熱效應(yīng)工作的用電器的工作原理是焦耳定律，只需要找到家用電器在工作時(shí)把電能轉(zhuǎn)化成熱（內(nèi)）能的即可；
（5）物理學(xué)中對(duì)于一些看不見摸不著的現(xiàn)象或不易直接測量的物理量，通常用轉(zhuǎn)換法來進(jìn)行研究．

解答 解：
（1）煤油的比熱容比水小，在質(zhì)量相同，吸熱相同時(shí)，其溫度變化更快，所以選用煤油而不用水做實(shí)驗(yàn)；
（2）該題利用了控制變量法，為了探究電熱的多少與電流的關(guān)系，由公式Q=I²Rt可知，應(yīng)控制兩電阻絲的電阻和通電時(shí)間相等，而電流不相等，而電阻絲甲和乙串聯(lián)，通過它們的電流相等，所以應(yīng)選取甲丙（或乙丙），并保證兩電阻絲的電阻相等；
（3）探究電熱的多少與電阻的關(guān)系，由公式Q=I²Rt可知，應(yīng)控制兩電阻絲的電流和通電時(shí)間相等，而電阻不相等，從圖中可知，甲和乙兩根電阻絲串聯(lián)，因此通過它們的電流和時(shí)間相等，所以應(yīng)選取甲乙，并保證兩電阻絲的電阻不相等；
（4）在家用電器中利用焦耳定律，把電能轉(zhuǎn)化為熱能的有：電飯鍋，電熱毯，電暖器，電烙鐵，電水壺；
（5）本題采用了轉(zhuǎn)換法通過液面高度的上升來演示溫度的變化，轉(zhuǎn)換法常用來演示一些不易觀察的現(xiàn)象，據(jù)此分析，
A．利用磁感應(yīng)線去研究磁場問題，運(yùn)用了模型法；
B．電流看不見、摸不著，判斷電路中是否有電流時(shí)，我們可通過電路中的燈泡是否發(fā)光去確定，運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法；
C．研究電流與電壓、電阻關(guān)系時(shí)，先使電阻不變?nèi)パ芯侩娏髋c電壓的關(guān)系；然后再讓電壓不變?nèi)パ芯侩娏髋c電阻的關(guān)系，運(yùn)用了控制變量法；
D．研究電流時(shí)，將它比做水流，運(yùn)用了類比法；
只有B屬轉(zhuǎn)換法的運(yùn)用，符合題意．
故答案為：（1）較��；更快；（2）甲丙（或乙丙）；相等；（3）甲乙；（4）電飯煲；（5）B．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查了影響導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與導(dǎo)體電阻的關(guān)系，并且考查了控制變量法和轉(zhuǎn)換法在此實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用．