Question

31、如图是小明同学在课外科技创新活动中制作的演示课本焦耳定律的替代实验装置．图中3个空烧瓶的瓶口向下，固定在竖直的木板上，瓶口用橡皮塞塞紧，3根两端开口的L形的玻璃短管穿过橡皮塞与瓶内相通，每根玻璃管中各有一段相同长度的红色水柱，实验前3条红色水柱在同一高度，每个瓶中各有一根电阻丝，每根电阻丝跟通过橡皮塞的引线与外面的电路连接（1、2、3、4、5、6为电路中的金属连接触点），瓶子不漏气．请回答下列问题：
（1）此实验是通过观察什么现象来判断电阻丝产生热量多少的？
（2）小明想研究电流产生的热量跟电阻的关系，应分别将哪些触点连接起来？
（3）小明想研究电流产生的热量跟电流的关系，应分别将哪些触点连接起来？
（4）利用此装置实验时，每次实验只需几秒钟即可，其原因是什么？该装置除了省时外，还有哪些优点？请再说出一点．

Answer 1

分析：（1）物理上经常采用转化法，使实验现象更明显．
（2）Q=I²Rt，Q与I、R、t同时有关．研究各因素与Q的关系，采用控制变量法．
（3）在相同的条件下，膨胀情况：气体＞液体＞固体．

解答：解：（1）电流产生的热量用空气吸收的热量表示，空气吸收的热量的多少用体积的变化来表示，体积的变化通过液柱升高的大小来表示．
（2）Q与I、R、t同时有关，研究Q与R的关系，保持I、t不变，①号和②号电阻串联时符合条件，要使①号和②号电阻串联，需要连接1、2触点和4、5触点．
（3）Q与I、R、t同时有关，研究Q与I的关系，保持R、t不变，②号和③号电阻串联时符合条件，要使，②号和③号阻并联，需要连2、5触点和5、6触点．
（4）在相同的条件下，膨胀情况：气体＞液体．本装置省时，效果明显．
故答案为：（1）玻璃管中红水柱上升的高度
（2）连接1、2触点和4、5触点
（3）连接2、5触点和5、6触点
（4）气体受热膨胀更明显（比液体）；实验现象更清晰、明了等．

点评：（1）转化法能使现象放大化．（2）正确理解焦耳定律．（3）在相同的条件下，膨胀情况：气体＞液体＞固体．