Question

14．为了探究电流产生的热量与哪些因素有关，小明小组利用如图甲的装置完成了8次实验并记录如下：

序号	1	2	3	4	5	6	7	8
电流I/A	0.3	0.3	0.3	0.3	0.6	0.6	0.6	0.6
电阻R/Ω	10	10	20	20	10	10	20	20
通电时间t/s	100	200	100	200	100	200	100	200
液柱升高的高度h/cm	1.5	3	3	6	6	12	12	24

（1）这个实验中我们是通过温度计的示数来比较电阻丝产生热量的多少的．
（2）要探究电热和通电时间的关系应该对比数据1、2（或3、4；5、6；7、8）（填序号），要探究电热和电流的关系应该对比数据1、5（或2、6；3、7；4、8）（填序号），探究电热和电阻的关系可得结论：在电流和通电时间相同的情况下，导体产生热量的多少和导体电阻大小成正比．
（3）在研究上面的几个问题时，我们采用了常用的转换法和控制变量法两种研究方法．
（4）实验后小明又用图乙的装置图探究电流产生的热量和电阻的关系，得到电热和电阻成反比的结论．他的这一结论和小组探究得到的结论是矛盾（选填“矛盾”或“不矛盾”）的，这是因为没有控制电流相同．

Answer 1

分析 解：（1）采用转换法，用温度计示数的改变反映了导体产生热量的多少；
（2）根据焦耳定律可知，采取控制变量法研究电流通过导体时产生的热量与通电时间的关系时，要控制导体电阻大小、通过导体电流的大小相等；
研究电流通过导体时产生的热量与电流的关系时，要控制导体电阻大小、通电时间大小相等；
探究电热和电阻的关系时，要控制通过导体的电流大小相等和通电时间相等，分析数据并得出结论；
（3）根据（1）（2）可知采取了转换法和控制变量法；
（4）探究电热与电阻的关系时，利用公式Q=I²Rt并结合控制变量法，找出需要控制的变量，再结合图示选择出合适的电阻丝连接方式．

解答 解：（1）实验中采用转换法，用温度计示数的改变反映了导体产生热量的多少；
（2）1、2（或3、4；5、6；7、8）组数据控制导体电阻大小、通过导体电流的大小相等，探究电流通过导体时产生的热量与通电时间的关系时；
1、5（或2、6；3、7；4、8）组数据控制导体电阻大小、通电时间大小相等，探究电流通过导体时产生的热量与电流的关系；
探究1、3（或2、4；5、7；6、8）可知，在电流和通电时间相同的情况下，导体产生热量的多少和导体电阻大小成正比．
（3）实验中采用了转换法和控制变量法；
（4）探究电热与电阻的关系时，由公式Q=I²Rt可得，通过电阻的电流和通电时间要相同，两个烧瓶中电阻丝并联时，电流是不相同的，故小明得出的结论是和小组探究结果是矛盾的，他的操作不正确．
故答案为：（1）温度计的示数；
（2）1、2（或3、4；5、6；7、8）；1、5（或2、6；3、7；4、8）；在电流和通电时间相同的情况下，导体产生热量的多少和导体电阻大小成正比；
（3）转换法；控制变量法；
（4）矛盾；没有控制电流相同．

点评 本题考查了学生对焦耳定律的认识和理解，并可以通过实验来验证自己目的，同时在该实验中利用了控制变量法和转换法，该实验方法在实验探究中经常用到．