Question

19．为了探究影响电热的因素，实验室准备了两个装满煤油的烧瓶、两个温度计，两根不同阻值的电阻丝，以及滑动变阻器、开关、导线、电源等．两个实验小组根据提供的实验器材，分别设计了图甲、乙所示的两个方案．

（1）在这两个实验中，电流产生的热量多少是通过温度计示数升高的多少体现出来的．
（2）甲方案可探究电流产生的热量与电阻的关系，乙方案探究是电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系．
（3）小靖提议利用甲装置改装成“比较食用油和煤油的吸热能力”的实验．若保持甲装置左边烧瓶中的器材不变时，他们除了把右边烧瓶中的煤油换成食用油外，还需更换的是电阻丝．此外，为了能在通电一段时间后，通过比较两温度计示数的变化来比较食用油和煤油的吸热能力，他们设计的实验必须满足的条件还有两瓶中的液体质量相同、电阻丝阻值相等．

Answer 1

分析 （1）电流通过导体产生热量的多少，我们通过肉眼直接观察看不到其多少，在此应用了转换法，把电流通过导体产生热量的多少用我们能看到的现象表现出来．
（2）在该实验中应用了控制变量法，首先找到它们相同的物理量，再找到它们不同的物理量，便可以找到探究的是电热与什么因素的关系．
（3）“比较食用油和煤油的吸热能力”实际上比较食用油和煤油的比热大小，根据Q=cm△t，要保持食用油和煤油吸收的热量、质量相同，通过比较温度变化量来比较吸收能力．实验如果用甲装置改装，要保证电热丝产生的热量相同，所以电热丝的阻值相同，两种液体的质量都相同．

解答 解：（1）电流产生的热量不能直接观察，通过比较温度计示数升高的多少来反映电流产生热量的多少，这种方法是转换法．
（2）甲方案，电流相等，通电时间相等，电阻不同，电热不同，所以甲方案探究在电流和通电时间一定时，电热与电阻的关系．
乙方案，电压相等，通电时间相等，电阻不同，电热不同，所以乙方案探究在电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系．
（3）探究食用油和煤油的吸热能力，实际上是探究食用油和煤油比热的大小，根据Q=cm△t，要保持食用油和煤油吸收的热量、质量相同．要保持吸收热量的多少，就要保证电热相等，所以要保证电热丝的电阻阻值相等．
故答案为：
（1）温度计示数升高的多少；
（2）电阻；在电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系；
（3）电阻丝；两瓶中的液体质量相同、电阻丝阻值相等．

点评 （1）本题实际上利用控制变量法和转换法，探究了 Q=I²Rt 和 Q=$\frac{{U}^{2}}{R}$t两个公式．
（2）本题通过温度变化量来比较比热大小时，要控制好质量和热量不变．