Question

小明和小红利用如图所示的装置探究“影响导体产生热量的因素”．质量相等的两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大．温度计显示煤油的温度．
（1）实验中，小明和小红发现

乙烧瓶中温度计的示数升高快

．这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多．
（2）利用此电路还可探究电流通过导体产生的热量与

电流

的关系，实验时移动滑动变阻器的滑片P，观察

相同

（相同、不同）烧瓶内的温度计示数升高的快慢．
（3）小明提议利用该装置改成“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他们应将其中一烧瓶中的煤油换成

等质量

的水；将甲烧瓶中的铜丝换成镍铬合金丝，并且与乙烧瓶中的镍铬合金丝的

电阻

相等．通过实验观察，发现装有

煤油

（选填“水”或“煤油”）的烧瓶中温度计的示数变化较大，说明水比热容较大．

Answer 1

分析：（1）根据图示可知，两电阻串联，即通过它们的电流相等，由焦耳定律可知阻值越大的电阻产生的热量越多，温度升高越快；
（2）根据Q=I²Rt可知，要研究电流通过导体产生的热量与电流的关系，必须保持电阻和通电时间相同，改变通过电热丝的电流，比较产生热量多少与电流大小的关系．
（3）由吸热公式Q_吸=cm△t可知，要比较水和煤油的比热容大小，应让两瓶中水和煤油的质量m相等、吸收的热量相等，通过比较它们升高的温度大小关系，得出比热容的大小关系．

解答：解：（1）因为两电阻串联，所以通过它们的电流相等；由焦耳定律Q=I²Rt得，电阻大的在相同时间产生的热量多，升高的温度快；
（2）利用此电路还可探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，即移动滑动变阻器滑片，比较通电时间相同时，甲（或乙）烧瓶中温度计的示数变化快慢．
（3）要比较水和煤油的比热容，则应让水和煤油的质量相等，吸收的热量相等，由温度的变化求得比热的大小；故用相同质量的水代替煤油，两瓶中都有相同长度的电阻丝，电阻相等；结果会发现煤油温度变化的快，说明煤油的比热容较小，水的比热容大．
故答案为：（1）乙烧瓶中温度计的示数升高快； （2）电流；相同；（3）等质量；电阻；煤油．

点评：本题通过焦耳定律的实验重点考查学生对控制变量法、转化法的掌握和应用，以及学生分析实验现象得出结论的能力；控制变量法为物理实验中的常用方法，应重点掌握．