Question

為了探究影響電熱的因素，實驗室準備了兩個裝滿煤油的燒瓶、兩個溫度計，兩根不同阻值的電阻絲，以及滑動變阻器、開關(guān)、導線、電源等．兩個實驗小組根據(jù)提供的實驗器材，分別設(shè)計了圖甲、乙所示的兩個方案．

（1）在這兩個實驗中，電流產(chǎn)生的熱量多少是通過________體現(xiàn)出來的，像這種用能直接觀測的量來顯示不容易直接觀測的量的方法在物理學研究中經(jīng)常用到，請舉一例：________．
（2）甲方案探究的問題是________，乙方案探究的問題是________．
（3）小靖提議利用甲裝置改裝成“比較食用油和煤油的吸熱能力”的實驗．若保持甲裝置左邊燒瓶中的器材不變時，他們除了把右邊燒瓶中的煤油換成食用油外，還需更換的是________．此外，為了能在通電一段時間后，通過比較兩溫度計示數(shù)的變化來比較食用油和煤油的吸熱能力，他們設(shè)計的實驗必須滿足的條件還有________．

Answer 1

解：（1）電流產(chǎn)生的熱量不能直接觀察，通過比較溫度計示數(shù)升高的多少來反映電流產(chǎn)生熱量的多少，這種方法是轉(zhuǎn)換法．初中利用轉(zhuǎn)換法的實驗：用物體形變大小來反映壓力作用效果大�。浑姶盆F吸熱大頭針的多少來反映電磁鐵磁性的強弱；擴散現(xiàn)象反映分子的運動等等．
（2）甲方案，電流相等，通電時間相等，電阻不同，電熱不同，所以甲方案探究在電流和通電時間一定時，電熱與電阻的關(guān)系．
乙方案，電壓相等，通電時間相等，電阻不同，電熱不同，所以乙方案探究在電壓和通電時間一定時，電熱與電阻的關(guān)系．
（3）探究食用油和煤油的吸熱能力，實際上是探究食用油和煤油比熱的大小，根據(jù)Q=cm△t，要保持食用油和煤油吸收的熱量、質(zhì)量相同．要保持吸收熱量的多少，就要保證電熱相等，所以要保證電熱絲的電阻阻值相等．
故答案為：
（1）溫度計示數(shù)升高的多少；用物體的形變大小來反映壓力作用效果（答案不唯一）；
（2）在電流和通電時間一定時，電熱與電阻的關(guān)系；在電壓和通電時間一定時，電熱與電阻的關(guān)系；
（3）電阻絲；兩瓶中的液體質(zhì)量相同、電阻絲阻值相等．
分析：（1）電流產(chǎn)生的熱量不能直接觀察，用溫度計示數(shù)升高的多少來反映電流產(chǎn)生熱量的多少，這種方法是轉(zhuǎn)換法．初中利用轉(zhuǎn)換法的實驗有很多．
（2）甲方案兩個電阻是串聯(lián)的，電流相等，通電時間相等，電阻不同，探究在電流和通電時間一定時，電熱跟電阻的關(guān)系．
乙方案兩個電阻是并聯(lián)的，電壓相等，通電時間相等，電阻不同，探究在電壓和通電時間一定時，電熱跟電阻的關(guān)系．
（3）“比較食用油和煤油的吸熱能力”實際上比較食用油和煤油的比熱大小，根據(jù)Q=cm△t，要保持食用油和煤油吸收的熱量、質(zhì)量相同，通過比較溫度變化量來比較吸收能力．實驗如果用甲裝置改裝，要保證電熱絲產(chǎn)生的熱量相同，所以電熱絲的阻值相同，兩種液體的質(zhì)量都相同．
點評：（1）本題實際上利用控制變量法和轉(zhuǎn)換法，探究了 Q=I²Rt 和 Q=t 兩個公式．
（2）本題通過溫度變化量來比較比熱大小時，要控制好質(zhì)量和熱量不變．