Question

某同学用如图所示的装置探究电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系．图中两个烧瓶内盛有质量和温度都相同的煤油，温度计显示煤油的温度，两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小．
（1）实验采用了

控制变量

和

转换

的物理方法，实验的设计依据是

焦耳定律

．
（2）闭合开关后，通过两段金属丝中的电流是的

相等

．（填“相等”或“不相等”）
（3）导体产生热量的多少是

通过温度计示数的改变

反映出来的．
（4）一段时问后，可以观察到甲瓶中温度计的示数

小于

（填“大于”“等于”或“小于”）乙瓶中温度计的示数，判断依据是

由焦耳定律Q=I²Rt可知，当电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多

．
（5）通过此实验探究得到的结论是

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有关

．

Answer 1

分析：（1）根据焦耳定律可知，研究电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系时，应该采用控制变量法，控制通过导体电流的大小和通电时间相等；
（2）由图可知两电阻丝串联在电路中，通过两段金属丝中的电流是相等的；
（3）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；
（4）根据焦耳定律Q=I²Rt可知，当电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多．

解答：解：（1）实验中采用了控制变量法和转换法，实验的设计依据是焦耳定律；
（2）由图可知两电阻丝串联在电路中，通过两段金属丝中的电流是相等的；
（3）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；
（4）由焦耳定律Q=I²Rt可知，当电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多；甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小，通电一段时问后，甲瓶中电阻丝放出的热量小于乙瓶中放出的热量，所以观察到甲瓶中温度计的示数小于乙瓶中温度计的示数；
（5）通过此实验探究得到的结论是：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有关．
故答案为：（1）控制变量；转换；焦耳定律；（2）相等；（3）通过温度计示数的改变；（4）小于；由焦耳定律Q=I²Rt可知，当电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多；（5）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有关．

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．