Question

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、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小．
（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”）．
（3）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

．
（4）小明的实验过程中，蕴涵着一种重要的物理研究方法，请你结合自己近两年物理学习，列举一个物理课本中运用过该研究方法的实例．你列举的实例是：

探究影响电阻大小的因素（或影响动能大小的因素或电流和电阻、电压的关系等）

．

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，由t=

Q

cm

+t₀可知，煤油的质量和初温要相同．
（2）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．
（3）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．
（4）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．由Q=cm（t-t₀）得，t=

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．
（2）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；
（3）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；
（4）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．
探究影响电阻大小的因素、影响动能大小的因素、电流和电阻、电压的关系等实验中都用到了控制变量法．
故答案是：（1）温度计示数；（2）小于；
（3）在电流和通电时间相同时，导体电阻越大产生的热量越多；
（4）探究影响电阻大小的因素（或影响动能大小的因素或电流和电阻、电压的关系等）．

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．