Question

20．如图所示是用来研究焦耳定律的实验装置，已知图中两烧瓶内装的是同质量、同温度的煤油，其中甲瓶中电阻丝电阻大于乙瓶中电阻丝电阻，瓶塞中央是相同的两端开口的带刻度的玻璃管，开始时玻璃管中液面相平．
（1）实验采用的是控制变量的研究方法．
（2）接通电路一段时间，通过观察比较可以发现甲瓶中的煤油上升得高．我们可以推测：在通电时间相同、通过电流相等的情况下，电阻越大，放热越多．这个实验是控制电流、通电时间这两个物理量不变，来研究电热和电阻两个物理量的关系．

Answer 1

分析 本实验中，电流通过电阻丝产生热量，被煤油吸收，煤油的温度升高、体积膨胀；是通过煤油膨胀程度的大小（管内煤油面的高低）反应电流产生热量的多少；电流产生的热量越多、煤油吸收的热量越多、管内煤油面上升的越高；
（1）由图可知，甲乙两个烧瓶中的电阻丝串联，据此分析回答；
（2）图中，通过两电阻丝的电流和通电时间相同，电阻越大的电流产生的热量越多，吸收热量多的管内煤油面上升的越高；

解答 解：通电后电流通过电阻丝产生热量使煤油的温度升高、体积膨胀、煤油面上升，是通过煤油面升高高度判断电流产生的热量的多少；
（1）该实验采取控制变量方法，由图知，两电阻丝串联，采用这种连接方式的目的是使通过两电阻丝的电流相同；
（2）R_甲＞R_乙，I_甲=I_乙，通电时间t相同，由两玻璃管中的液面可知，电流通过R_甲产生的热量多，说明当电流和时间相同时，电阻越大，电阻丝产生的热量越多；
故答案为：（1）控制变量；（2）甲、电阻、电热、电阻．

点评 焦耳定律中物理量较多，为了研究电流产生的热量与什么因素有关，要用好控制变量法．