Question

12．如图所示是探究焦耳定律的实验装置．
（1）本实验在两个烧瓶中应加入初温相同和质量相等的煤油，该实验选择的是煤油而不是水，原因是用煤油做实验效果更明显．
（2）为了研究电流通过导体产生的热量跟电流的关系应控制电阻和通电时间相同．
（3）此实验通过观察温度计示数的变化来比较电热的多少，用到的物理方法
有转换法和控制变量法．

Answer 1

分析 （1）要比较不同电阻丝产生热量的多少，应控制电流与通电时间相等，控制两瓶中液体的质量与初始温度相同；
因为煤油的比热容比水小，相同质量的煤油和水比较，吸收或放出相同的热量，煤油的温度变化大，据此分析；
（2）由焦耳定律可知，电流通过导体产生的热量与导体的电阻、通过导体的电流和通电时间有关，要探究电流产生的热量与通过导体的电流的关系，就要控制另外两个因素不变．为探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”应选用阻值相同的两根电阻丝；
（3）温度计示数的变化反应了液体温度的变化，反映了液体吸收热量即电流产生热量的多少，用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫转换法．

解答 解：
（1）为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲乙两瓶中要装入质量相同、初温相同的同种液体；
因为煤油的比热容比水的小，相同质量的煤油和水比较，吸收相同的热量，煤油温度升高的多，用煤油做实验效果更明显；
（2）为了研究电流通过导体产生的热量跟电流的关系，应控制电阻和通电时间相同，改变电流的大小；
（3）通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少，像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫转换法；
由焦耳定律可知，电流通过导体产生的热量与导体的电阻、通过导体的电流和通电时间有关，因此在探究电流产生的热量与其中的一个因素的关系时，要采用控制变量法．
故答案为：（1）初温相同；质量；用煤油做实验效果更明显；（2）电阻；通电时间；（3）温度计示数的变化；转换法；控制变量法．

点评 本题是一道探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”的实验题，本实验应用了控制变量法与转换法，理解并掌握这两种方法是正确解题的前提与关键．