Question

學(xué)習(xí)了“太陽(yáng)能”后，某“探究性學(xué)習(xí)”小組對(duì)有效利用太陽(yáng)能進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究：
探究1：在黑色塑料袋和白色塑料袋內(nèi)裝入相同質(zhì)量的水，插入溫度計(jì)后系好，放在陽(yáng)光下暴曬，每隔相同的時(shí)間，讀出溫度計(jì)的示數(shù)．?dāng)?shù)據(jù)記錄如下：

塑料袋	水的質(zhì)量/kg	初溫/℃	溫度/℃	溫度/℃	溫度/℃	…
黑色	1.0	15.0	22.3	27.8	31.5	…
白色	1.0	15.0	16.5	17.8	19.0	…

探究2：取兩個(gè)大小不同的黑塑料袋裝入同樣多的水，用探究1的方法，記錄數(shù)據(jù)如下：

塑料袋面積/	水的質(zhì)量/kg	初溫/℃	溫度/℃	溫度/℃	溫度/℃	…
400	1.0	15.0	22.3	27.8	31.5	…
800	1.0	15.0	29.6	40.6	48.0	…

（1）他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中采用的科學(xué)探究方法是

控制變量法

．
（2）由探究1可知：太陽(yáng)能熱水器的集熱管表面顏色以

黑

色為宜．
（3）由探究2可知：太陽(yáng)能熱水器接收太陽(yáng)能的有效接收面積與接收太陽(yáng)能的多少有無(wú)關(guān)系？進(jìn)一步探究，太陽(yáng)能熱水器接收的太陽(yáng)能與日照的時(shí)間是否有關(guān)？
（4）太陽(yáng)能熱水器的集熱管是水平放置好還是傾斜放置好？為什么？

Answer 1

分析：（1）要探究黑色和白色的塑料袋的吸熱能力，應(yīng)在兩個(gè)塑料袋內(nèi)裝入質(zhì)量和初溫相同的水同時(shí)放在陽(yáng)光下暴曬，在相同時(shí)間內(nèi)測(cè)量水的溫度變化情況，即用到控制變量法；
（2）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，溫度變化較快的，便是吸熱能力較強(qiáng)的塑料袋，便可得出太陽(yáng)能熱水器的集熱管表面顏色以哪種顏色為宜；
（3）分析表二，比較兩個(gè)相同的塑料袋，面積不同，在其它條件相同的情況下，水溫變化是否相同，得出太陽(yáng)能熱水器接收太陽(yáng)能的有效接收面積與接收太陽(yáng)能的多少有無(wú)關(guān)系；
根據(jù)表二中的數(shù)據(jù)，分析隨著時(shí)間的變化，水的溫度的變化情況而得出結(jié)論；
（4）根據(jù)（3）的結(jié)論，太陽(yáng)能熱水器吸收太陽(yáng)光的多少與接收的面積有關(guān)，所以應(yīng)該使太陽(yáng)能的擺放更有利于對(duì)陽(yáng)光的吸收；
同時(shí)太陽(yáng)能熱水器傾斜放置也有利于逆流傳熱．

解答：解：（1）在實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)通過(guò)水的溫度變化得知對(duì)太陽(yáng)能的利用，所以實(shí)驗(yàn)中應(yīng)質(zhì)量和初溫相同的水同時(shí)放在陽(yáng)光下暴曬，應(yīng)用控制變量法；
（2）由探究1可知，黑色塑料袋內(nèi)水溫升高多一些，表明黑色物體吸熱能力強(qiáng)，所以太陽(yáng)能熱水器的集熱管表面顏色以黑色為宜．
（3）由探究2可知，光照面積越大，光照時(shí)間越長(zhǎng)，水溫升得越高，表明太陽(yáng)能集熱管吸熱多少既與面積有關(guān)，還與日照的時(shí)間有關(guān)．
（4）太陽(yáng)能集熱管以傾斜放置為好，這是因?yàn)楫?dāng)傾斜放置時(shí)除考慮陽(yáng)光方向外，主要是采用水逆流法傳熱，從而提高水吸熱的效率．
故答案為：（1）控制變量法；（2）黑；（3）有關(guān)；有關(guān)；（4）傾斜放置好．
如圖所示，正對(duì)陽(yáng)光方向，利用水逆流法傳熱．

點(diǎn)評(píng)：在研究涉及到幾個(gè)變量的物理問題時(shí)，常常采取只允許一個(gè)條件改變、其它條件不變的方法來(lái)進(jìn)行探究．控制變量法常用于探究物理規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中；
在此實(shí)驗(yàn)中，注意對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，通過(guò)水溫的變化得知吸收太陽(yáng)能的多少，也屬于轉(zhuǎn)化法的應(yīng)用．