Question

3．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”．三个烧瓶中所盛煤油的质量相等，三瓶煤油中都各自浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻为R₁，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻为R₂，烧瓶C中的金属丝是锰铜合金丝，电阻为R₃，温度计显示煤油的温度．
（1）实验中通过观察温度计的示数来比较电流产生的热量的多少．
（2）为了便于比较三种电阻丝通过电流后产生的热量的多少，A、B、C三瓶中应装入质量相等和初温相同的煤油．
（3）这三个电阻R₁、R₂和R₃阻值应该不相等．（选填“相等”或“不相等”）
（4）若R₃＞R₂＞R₁，闭合开关后，小明和小红发现C烧瓶中温度计的示数升高的最快，B烧瓶中温度计的示数升高的较快，A烧瓶中温度计的示数升高的最慢．这表明：在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，导体产生的热量就越多．

Answer 1

分析 （1）可以通过观察温度计示数变化间接判断电阻丝产生热量的多少，这是转换法；
（2）本实验应用了控制变量法，从实验需要控制的变量分析答题；
（3）应用控制变量法，探究电流产生的热量与电阻关系时，要控制电流、通电时间相同，改变电阻的大小；
（4）C烧瓶中温度计的示数升高的最快说明C烧瓶中的煤油吸收的热量多，而ABC两个烧瓶中的电阻丝串联，通过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．

解答 解：（1）电阻丝产生热量的多少可以通过温度计示数变化反应出来，电阻丝产生热量的多少转化为温度计示数的变化，本实验应用了转换法．
（2）A、B、C三烧瓶中需装入初温相同、质量相等的煤油．
（3）探究电流产生热量的多少与电阻关系时，要控制电流、通电时间相同，改变电阻的大小，所以这三个电阻R₁、R₂和R₃阻值应该不相等；
（4）观察温度计的示数，发现C烧瓶中温度计的示数升高的最快，B烧瓶中温度计的示数升高的较快，A烧瓶中温度计的示数升高的最慢．说明C瓶中锰铜合金丝产生的热量最多，B烧瓶中镍铬合金丝产生的热量次之，A烧瓶中铜丝产生的热量少，又知三种金属丝串联接入电路，电流相同，通电时间相同，电阻关系为R₃＞R₂＞R₁，表明：在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，导体产生的热量就越多．
故答案为：
（1）温度计的示数；
（2）初温；
（3）不相等；
（4）电流；电阻越大，导体产生的热量就越多．

点评 本题是“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验题，实验中应用了控制变量法与转换法，要注意体会这两种方法的应用．