Question

7．在探究“导体产生的热量与导体两端的电压、导体的电阻和通电时间关系”的实验中，实验装置如图所示，两烧瓶A、B中煤油质量相等，两只温度计的示数相同，电阻丝的阻值R₁＞R₂．
（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．烧瓶中不装水而装煤油，是因为煤油的比热容小．开关接在干路，是为了加热时间相同．
（2）闭合开关后，发现B中温度计的示数上升较快．则B中电阻丝放出的热量比A中放出的热量多（选填“多”或“少”）；由此得出结论：当导体两端的电压和通电时间相同时，导体电阻越大，导体产生的热量越少（选填“多”或“少”）．
（3）电烘箱高温和低温两档的调节是通过改变接入电路的电阻丝的长度来实现的．由上述实验可知：低温档接入电路的电阻丝比高温档要长（选填“长”或“短”）一些．

Answer 1

分析 （1）为了便于观察实验现象，温度变化越明显越好，应从煤油和水两者的物理特性进行选择；为了控制R₁和R₂通电时间的相同，将开关接在干路．
（2）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，哪个温度上升得快哪个放出的热量就多．
由题目可知“两烧瓶A、B中煤油质量相等”“导体两端的电压和通电时间相同”，只有电阻阻值的大小影响了导体产生热量的多少．
（3）由“低温档”可知其温度上升的慢，说明消耗电能转化为内能，产生的热量少，从而可知电流通过电阻丝做功少，根据W=Pt=UIt=$\frac{{U}^{2}}{R}t$，可得出结论．

解答 解：（1）通电后电流通过电阻丝做功，产生热量被煤油吸收，使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数变化来判断电流产生的热量的多少；实验中采用并联方式，是为了控制电阻丝两端的电压相等；实验中采用控制变量方法；
因煤油比水具有较小的比热容，故用煤油比用水更容易看出温度的变化；为了能更准确地控制R₁和R₂通电时间的相同，将开关接在干路上；
（2）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，发现B中温度计的示数上升较快．则说明B中电阻丝放出的热量比A中放出的热量多；
由题目可知“导体两端的电压和通电时间相同”，只有电阻丝的阻值R₁＞R₂．所以可得出结论：当导体两端的电压和通电时间相同时，导体电阻越大，导体产生的热量越少．
（3）根据 W=Pt=UIt=$\frac{{U}^{2}t}{R}$，可知为了节省电能接入电路中的总电阻要大，从而使电能转化为内能较少，产生的热量较少，温度较低．
故答案为：（1）控制变量；煤油的比热容小；加热时间相同；
（2）多；少；
（3）长．

点评 本题考查焦耳定律公式和吸热公式的应用以及比热容的有关问题，要知道并联电路的电压相等的规律．