小明用如图所示的实验器材探究焦耳定律:在质量相同的两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝.甲烧瓶中的金属丝是铜丝.电阻比较小.乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝.电阻比较大．温度计显示煤油的温度．(1)电路中将两金属丝串联的目的是控制电流相等．(2)在探究焦耳定律时.图甲中的滑动变阻器除了保护电路之外还可以用来改变通过电阻丝的电流．通电相同时间.应� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

9．小明用如图所示的实验器材探究焦耳定律：在质量相同的两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大．温度计显示煤油的温度．

（1）电路中将两金属丝串联的目的是控制电流相等．
（2）在探究焦耳定律时，图甲中的滑动变阻器除了保护电路之外还可以用来改变通过电阻丝的电流．通电相同时间，应观察比较同一根电阻丝（选填“不同的电阻丝”或“同一根电阻丝”）所在瓶中煤油温度的变化来探究电热和电流的关系．
（3）小聪觉得以上的实验操作太繁，为此他设计了如图乙所示的电路（三个瓶中装有质量相同的煤油，三个金属丝电阻大小关系是：R_甲=R_丙＞R_乙），这样只要连接一次电路就能完成实验探究．在小聪的设计中，探究电热的多少与电流的关系，应该对比甲丙两个烧瓶中的煤油上升的温度，探究电热的多少与电阻的关系，应该对比甲乙两个烧瓶中的煤油柱上升的温度．若闭合开关通电一段时间后，三个瓶中煤油的温度从高到低依次是丙甲乙．

分析（1）由Q=I²Rt可知，电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，为了研究电流与导体电阻的关系，要控制通过的电流和通电时间不变．
（2）探究在通电时间相同时，电热跟电流的大小之间的关系时，可以保持金属丝的电阻不变，通过滑动变阻器改变电流的大小，观察瓶中煤油温度的变化．
（3）要比较电热与电流的关系应控制电阻相等，改变电流的大小；要比较电热与电阻的关系应控制电流相等，改变电阻的大小；再根据Q=I²Rt判断三个瓶中煤油的温度从高到低的顺序．

解答解：
（1）根据串联电路各处的电流相等可知，将两根不同的电阻丝串联起来接入电路，主要是为了控制电流相同；
（2）根据Q=I²Rt可知，探究在通电时间相同时，电热跟电流的大小之间的关系时，可以保持金属丝的电阻不变，通过移动滑片来改变电路中的电流，观察同一根电阻丝所在瓶中煤油温度的变化进行实验．
（3）由Q=I²Rt可得：要比较电热的多少与电流的关系，应使电阻相等，故应对比甲、丙两个烧瓶中的煤油上升的温度；
要比较电热与电阻的关系，应使电流相等，故应对比甲、乙两个烧瓶中的煤油上升的温度；
若闭合开关通电一段时间后，三个瓶中煤油的温度从高到低依次是：丙、甲、乙．
故答案为：（1）控制电流相等；（2）改变通过电阻丝的电流；同一根电阻丝；（3）甲丙；甲乙；丙甲乙．

点评本题通过焦耳定律的实验重点考查了学生对控制变量法、转化法的掌握和应用，以及学生分析实验现象得出结论的能力；控制变量法为物理实验中的常用方法，应重点掌握．

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