Question

20．小明和小红想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大．两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度．
（1）根据控制变量法的研究思想，应该使这两个烧瓶中煤油的质量相等．
（2）小红问小明：“打开水龙头就可以得到水，干嘛不用水代替煤油？”对于这个问题，小明与他的同学给出了下列四种答案，你认为最合理的是D．
A．因为煤油有颜色便于观察          B．因为煤油有比较大的热值
C．因为煤油有比较小的密度          D．因为煤油有比较小的比热容
（3）实验中，小明和小红发现烧瓶B中温度计的示数升高的快．这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多．
（4）小红把实验装置作了一些改动：在相同的烧瓶A、B中装满煤油，用细玻璃管代替温度计做实验，当煤油温度上升时，会看到细玻璃管内的液面明显上升．下列实验中也用到这种思想和方法的是B．
A．将不同的电阻丝分别接到同一电路中，通过比较电流的大小来比较电阻的大小
B．将乒乓球靠近发声的音叉，通过乒乓球被弹开显示音叉在振动
C．让不同的纸团从相同高度同时下落，通过落地的先后判断运动的快慢
D．将小铁屑均匀洒在磁体周围，通过观察铁屑的分布情况来认识磁场的分布情况．

Answer 1

分析 （1）实验时，电流通过电阻丝做功，消耗电能转化为内能，产生的热量，被煤油吸收，煤油吸收热量温度升高；通过温度计的示数变化反应电流产生的热量多少，为准确反应电流产生的热量的多少，两个烧瓶中所盛煤油的质量要相等；
（2）因为煤油的比热容比水小，相同质量的煤油和水比较，吸收或放出相同的热量，煤油的温度变化大，据此分析；
（3）B烧瓶中温度计的示数升高的快说明B烧瓶中的煤油吸收的热量多，而A、B两个烧瓶中的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流和通电时间相同，根据焦耳定律Q=I²Rt分析判断．
（4）物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这就是转换法．

解答 解：（1）通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少，
为准确反应电流产生的热量的多少，应控制变量使两个烧瓶中所盛煤油的质量应该相等，应用了控制变量的思想；
（2）因为煤油的比热容比水的小，相同质量的煤油和水比较，吸收相同的热量，煤油温度升高的多，用煤油做实验效果更明显；故选D；
（3）由焦耳定律Q=I²Rt可知，在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多；
（4）本题通过液面高度的上升来反应温度的变化，采用了转换法，转换法常用来演示一些不易观察的现象，
A、将不同的电阻丝分别接到同一电路中，通过比较电流的大小来比较电阻的大小，应用了定量分析的方法；
B、将乒乓球靠近发声的音叉，通过乒乓球被弹开显示音叉在振动，采用了转换法；
C、让不同的纸团从相同高度同时下落，通过落地的先后判断运动的快慢，采用了转换法与定性思想，
D、将小铁屑均匀洒在磁体周围，通过观察铁屑的分布情况来认识磁场的分布情况，采用了转换法与定性思想；
故答案为：（1）控制变量；（2）D；（3）大；（4）B．

点评 本题考查了学生对焦耳定律、比热容的应用、串联电路的电流关系的了解和掌握，当物理量较多时，在分析时要用好控制变量法．