Question

14．小明利用如图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．甲、乙两瓶中装煤油，瓶中都安装有电阻丝．
（1）实验中煤油吸热的多少是通过温度计示数来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）．
（2）为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲乙两瓶中要装入质量相同、初温相同的煤油．
（3）为达到实验目的，选用的两电阻丝的阻值不能相等．
（4）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油的比热容小于水的比热容．（选填“大于”或“小于”）．
（5）通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高的快，由此得出的实验结论是在电流和通电时间相同时，导体电阻越大产生的热量越多．
（6）该实验中用到的研究物理问题的法是控制变量法．

Answer 1

分析 （1）首先导体产生的热量是要通过煤油的温度变化体现出来；
（2）由t=$\frac{Q}{cm}$+t₀可知，煤油的质量和初温要相同．
（3）导体产生的热量与电阻大小的关系，应保持其他条件相同，电阻不同；
（4）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，即观察到得温度计示数变化大，则在同质量吸收相同热量的条件下，比热容小的液体温度变化大．
（5）使用相同质量的煤油，通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高的快，说明乙瓶中的煤油吸收的热量多，即乙瓶中的镍铬合金丝产生的热量多；由此得出结论．
（6）知道热量与电流、电阻及通电时间有关，可变因素较多，本题是在电流、时间相同的前提下，使用不同的电阻，探究热量与电阻的关系，这采用的是控制变量法．

解答 解：（1）两电阻丝产生热量的多少是通过温度计示数的变化反映出来的．
（2）由Q=cm（t-t₀）得，t=$\frac{Q}{cm}$+t₀，可见影响温度计示数的不只是热量，还有煤油的初温和质量，所以要保证煤油的初温和质量都相同，才能通过温度的变化反映出热量的多少．
（3）探究“电热和电阻关系时，应保持电流相等、通电时间相同，而电阻不同；
（4）若将烧瓶中装有水，则由Q=cm△t可知：在相同质量的水和煤油中，吸收的相同的热量时，由于水的比热容大，温度升高的度数少，温度计的示数变化不明显；
（5）综合实验过程，使用相同质量与初温都相同的煤油，在电流和通电时间相同的前提下，乙瓶中的温度计示数升高的快，说明乙瓶中的煤油吸收的热量多，即乙瓶中的镍铬合金丝产生的热量多；所以可得出的结论是：在电流和通电时间相同时，导体电阻越大产生的热量越多
（6）为保证通过两个电阻的电流总是相等，电阻串联；同时保证了它们的通电时间也相等，导体中产生的热量就只与电阻有关了，为此采用控制变量法．煤油吸热的多少是通过温度计示数的变化来反映的，这是采取的转换法．
故答案是：（1）温度计示数；
（2）质量相等；初温相等；
（3）相等；
（4）小于；
（5）在电流和通电时间相同时，导体电阻越大产生的热量越多；
（6）控制变量法．

点评 采用控制变量法是探究实验常用的方法，本实验可通过控制电流、通电时间不变，只改变电阻，然后看热量的变化．