Question

小明和小红利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。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镍铬合金丝，电阻比较大。乙烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小。

（1）实验中用到的测量仪器除温度计外，还需要______________________________。
（2）实验前，小红问小明“水比较容易获得，干嘛不用水代替煤油”。对于这个问题，你认为合理的解释是：________________________________________。
（3）实验中，小明和小红发现__________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____________________，产生的热量越多。
（4）最后，小明和小红又利用此装置，添加了必要的器材，探究了“通电导体产生热量的多少和电流的关系”，他们控制通电时间相等，调节滑动变阻器改变__________，观测其中一根电阻丝所在煤油温度的变化，从而得出结论。
（5）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。则他们应如何替换上述实验中的器材？请你写出具体的替换方案。（2分）

Answer 1

（1）天平和砝码（量筒）；（2）水的比热大，吸收相同的热量，水的温度变化不明显；（3）甲；大；（4）电流；（5）将其中一烧瓶的煤油换成质量相等的水，将乙烧瓶中的铜丝换成与甲烧瓶中镍铬合金丝的电阻相等的镍铬合金丝

解析试题分析：（1）实验中需要质量相等的煤油，可以用天平和砝码来测量相等的煤油，也可以用量筒测量体积相等的煤油．
（2）水的比热最大，吸收相等的热量，水的温度变化不明显；煤油的比热比较小，吸收相等的热量，煤油的温度变化比较明显．便于观察，所以采用煤油进行实验．
（3）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关．在电流和通电时间相等时，电阻越大，电流产生的热量越多；在电阻和通电时间一定时，电流越大，电流产生的热量越多；在电流和电阻一定时，通电时间越长，电流产生的热量越多．甲乙两烧瓶中的电阻丝串联，用一个开关控制，即电流和时间相同，甲烧瓶中电阻大，所以甲烧瓶中电流产生的热量多，温度升高的快．即表明了在电流和通电时间相等时，电阻越大，电流产生的热量越多．
（4）观测其中一根电阻丝所在煤油温度的变化，同一烧瓶内电阻一定，通电时间一定，移动滑动变阻器改变电路中电流，来探究“通电导体产生热量的多少和电流的关系”．
（5）探究“比较水和煤油比热容的大小”的实验，控制水和煤油两种物质的质量相等，吸收相等的热量，通过比较温度变化量来比较比热，或控制水和煤油两种物质的质量相等，升高相同的温度，通过吸收热量的多少来比较比热．所以将其中一烧瓶的煤油换成质量相等的水，将乙烧瓶中的铜丝换成与甲烧瓶中镍铬合金丝的电阻相等的镍铬合金丝．
故答案为：（1）天平和砝码（量筒）；（2）水的比热大，吸收相同的热量，水的温度变化不明显；（3）甲；大；（4）电流；（5）将其中一烧瓶的煤油换成质量相等的水，将乙烧瓶中的铜丝换成与甲烧瓶中镍铬合金丝的电阻相等的镍铬合金丝．
考点：焦耳定律