Question

我们知道：“电流通过导体时产生的热量，与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比．”这就是焦耳定律，有公式可表达为：Q=I²Rt．受动脑筋的小明在探究这个问题时，设计了如图所示的实验，只连接一次电路就完成了实验探究．他的方法是用电阻丝（其中R_甲≠R_乙）给烧瓶中的煤油（煤油质量相同）加热，然后观察煤油在插入密封烧瓶里的玻璃管中上升的高度，就可以对比电阻丝放热的多少．请你仔细观察小明设计的实验电路，并应用所学知识分析回答下列问题．
（1）探究电热的多少与电流的关系，应该对比________两个烧瓶中煤油柱上升的高度，而这两个烧瓶中电阻丝阻值应该________．
（2）探究电热的多少与电阻的关系，应该对比________两个烧瓶中煤油柱上升的高度．
（3）有许多家用电器的工作原理即为焦耳定律，请举两个例子．________．

Answer 1

解：
（1）该题利用了控制变量法，为了探究电热的多少与电流的关系，由公式Q=I²Rt可知，应控制两电阻丝的电阻和通电时间相等，而其中R_甲≠R_乙，所以应选取甲丙（或乙丙）．
（2）探究电热的多少与电阻的关系，由公式Q=I²Rt可知，应控制两电阻丝的电流和通电时间相等，从图中可知，甲和乙两根电阻丝串联，因此通过它们的电流和时间相等，所以应选取甲乙．
（3）在家用电器中利用焦耳定律，把电能转化为热能的有：电饭锅，电热毯，电暖器，电烙铁，电水壶．（任意选取两个即可）
故答案为：（1）甲丙（或乙丙），相等．
（2）甲乙．
（3）电饭锅，电热毯．
分析：（1）和（2）该题利用了转换法，把电热的多少通过玻璃管中煤油上升的高度表现出来，为了探究电热的多少与电流或电阻的关系，首先利用公式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，在此基础上两个烧瓶中电阻丝阻值的关系即可得出．
（3）家庭中用电器的工作原理为焦耳定律，只需要找到家用电器在工作时把电能转化成热（内）能的即可．
点评：本题考查了可以利用控制变量法，并结合所研究的问题选取合适的实验器材，并且可以把所学的物理知识在生活中加以应用．