Question

【题目】实验桌上有电源、滑动变阻器、停表、电流表和开关各一个、导线若干以及如图所示的完全相同的甲、乙两个保温烧瓶。烧瓶内装有完全相同的温度计和阻值相等且不变的电阻丝R，甲、乙两个烧瓶内都装有质量相等的煤油。

以上器材均能满足实验要求，请利用上述实验器材，设计一个实验证明：“电流通过电阻产生的热量与通过电阻的电流有关”。实验设计中可用煤油升高的温度Δt的大小表示电流通过电阻丝R产生热量的多少。请画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表格。

Answer 1

【答案】实验电路图如图所示。

实验步骤：

（1）按电路图将装置甲、滑动变阻器、电流表等串联接入电路中，将滑动变阻器的滑片调到阻值最大的位置，观察并记录装置甲中温度计的示数t0。

（2）调滑动变阻器的滑片在适当位置后，闭合开关S的同时按下停表开始计时，观察并记录电流表的示数I，通电3min，停止计时的同时观察并记录温度计的示数t，断开开关S。

（3）用装置乙替换电路中的装置甲，改变滑动变阻器滑片的位置，观察并记录装置乙中温度计的示数t0。仿照步骤（2），做一次实验。

【解析】试题分析：要实验证明：“电流通过电阻产生的热量与通过电阻的电流有关”。根据控制变量的思路，结合，要控制电阻和通电时间相同，而让电流不同。

器材中只有一个滑动变阻器，，一次只能让一个装置接入电路，做两次实验，通过调节滑动变阻器的滑片使两次的电流不同，通电时间相同。

实验记录表格中应包括电流的大小I，煤油的初温t0和末温t，煤油升高的温度Δt。

据此设计电路、进行实验验证和设计记录表格：

设计电路图：

步骤：

（1）按电路图将装置甲、滑动变阻器、电流表等串联接入电路中，将滑动变阻器的滑片调到阻值最大的位置，观察并记录装置甲中温度计的示数t0。

（2）调滑动变阻器的滑片在适当位置后，闭合开关S的同时按下停表开始计时，观察并记录电流表的示数I，通电3min，停止计时的同时观察并记录温度计的示数t，断开开关S。

（3）用装置乙替换电路中的装置甲，改变滑动变阻器滑片的位置，观察并记录装置乙中温度计的示数t0。仿照步骤（2），做一次实验。

实验记录表格：