Question

3．在探究“影響電流熱效應(yīng)的因素”實(shí)驗(yàn)中：
（1）為了探究電熱器產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，小明設(shè)計(jì)了甲圖裝置，在燒瓶內(nèi)安裝一根電阻絲，并插入一支溫度計(jì)，通過比較燒瓶內(nèi)液體的溫度變化，來判斷相同時間內(nèi)不同電流產(chǎn)生的熱量多少，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法．若他想讓燒瓶內(nèi)液體在短時間內(nèi)溫度變化更明顯，應(yīng)選用煤油（選填“煤油”或“水”），理由是煤油比熱容小，相等的質(zhì)量吸收相同的熱量，溫度上升明顯．
（2）小明先測量燒瓶內(nèi)液體的溫度后，閉合開關(guān)，通電30s再測量燒瓶內(nèi)液體的溫度，得到溫度的升高量填入表中；然后移動滑動變阻器滑片改變電流大小，重復(fù)上述操作，獲得第二組數(shù)據(jù)（見表）．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	電流/A	通電時間/s	電阻/Ω	溫度升高量/℃
1	0.3	30	10	1.5
2	0.6	30	10	6.0

由此得出：同一導(dǎo)體，在通電時間相等時，電流越大，其產(chǎn)生的熱量越多．
（3）若要探究電熱器產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系，應(yīng)保持電流和通電時間相等，同時選擇乙圖中B（選填“A”或“B”）燒瓶與甲圖中的燒瓶串聯(lián)（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）．

（4）若將A、B燒瓶換成另一種連接，接在電路中通電一段時間后，A燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù)較大．（選填“A”或“B”）

Answer 1

分析 （1）掌握轉(zhuǎn)換法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，通過比較燒瓶內(nèi)溫度的變化，來判斷相同時間內(nèi)不同電流產(chǎn)生的熱量多少；
為了實(shí)驗(yàn)效果更加明顯，實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用比熱容較小的液體；
（2）分析表格中數(shù)據(jù)相同的量和不同的量，判斷溫度升高的影響因素；
（3）要探究電熱器產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系，應(yīng)保持電流和通電時間相等，電阻不同；
（4）A、B燒瓶換成另一種連接，即并聯(lián)，根據(jù)Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t分析可得．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中通過比較燒瓶內(nèi)液體的溫度變化，來判斷相同時間內(nèi)不同電流產(chǎn)生的熱量多少，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法；
由于煤油的比熱容較小，質(zhì)量相同吸收熱量相同時，溫度變化比較明顯，應(yīng)選用煤油進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
（2）由表格中數(shù)據(jù)知，通電時間和電阻相等，電流增大為原來的2倍，溫度升高為原來的4倍，即產(chǎn)生的熱量為原來的4倍，可知通電時間和電阻相等，產(chǎn)生的熱量與電流的2次方成正比；
（3）若要探究電熱器產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系，應(yīng)保持電流和通電時間相等，電阻不同，所以應(yīng)該選擇B燒瓶和甲圖中的燒瓶串聯(lián)．
（4）若將A、B燒瓶換成另一種連接，即A、B瓶并聯(lián)，
由并聯(lián)電路電壓特點(diǎn)可知U_A=U_B，因?yàn)镽_A＜R_B，由Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t可知，Q_A＞Q_B，所以A瓶中溫度計(jì)的示數(shù)較大．
故答案為：
（1）轉(zhuǎn)換法；煤油；煤油比熱容小，相等的質(zhì)量吸收相同的熱量，溫度上升明顯；（2）越大；越多；（3）B；串聯(lián)．（4）A．

點(diǎn)評 本題考查的是影響電流熱效應(yīng)的因素實(shí)驗(yàn)，考查了溫度變化與比熱容的關(guān)系，考查了控制變量法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，要探究產(chǎn)生熱量的多少和其中一個量之間的關(guān)系，需保持其它量不變，注意實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，同時涉及到了串聯(lián)電路電流的特點(diǎn)．