Question

4．某同學(xué)用如圖所示的裝置研究“電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻大小的關(guān)系”．圖中兩個(gè)燒瓶?jī)?nèi)盛有煤油，溫度計(jì)顯示煤油的溫度，兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲，甲瓶中銅絲的電阻比乙瓶中鎳鉻合金絲的電阻�。�
（1）實(shí)驗(yàn)采用的是控制變量的研究方法，試驗(yàn)的設(shè)計(jì)依據(jù)是電流的熱效應(yīng)．
（2）兩個(gè)燒瓶?jī)?nèi)盛有煤油應(yīng)該質(zhì)量和初溫都相等．
（3）閉合開(kāi)關(guān)后，通過(guò)兩段金屬絲中的電流是相等的．（選填“相等”或“不相等”）
（4）一段時(shí)間后，可以觀察到甲瓶中溫度計(jì)的示數(shù)小于乙瓶中溫度計(jì)的示數(shù)；（選填“大于”、“等于”或“小于”）判斷依據(jù)是由焦耳定律Q=I²Rt可知，當(dāng)電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大產(chǎn)生的熱量越多．
（5）兩個(gè)燒瓶?jī)?nèi)盛煤油而不盛水，這是因?yàn)樗�的比熱容大，溫度變化�。?

Answer 1

分析 （1）根據(jù)焦耳定律可知，研究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻大小的關(guān)系時(shí)，應(yīng)該采用控制變量法，控制通過(guò)導(dǎo)體電流的大小和通電時(shí)間相等；
（2）實(shí)驗(yàn)中根據(jù)溫度計(jì)示數(shù)升高的快慢可知導(dǎo)體產(chǎn)生熱量多少與電阻的關(guān)系，據(jù)此分析兩瓶中煤油的相同量；
（3）由圖可知兩電阻絲串聯(lián)在電路中，通過(guò)兩段金屬絲中的電流是相等的；
（4）根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt可知，當(dāng)電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大產(chǎn)生的熱量越多；
（5）因?yàn)槊河偷谋葻崛荼人�小，相同質(zhì)量的煤油和水比較，吸收或放出相同的熱量，煤油的溫度變化大，據(jù)此分析．

解答 解：
（1）由焦耳定律可知，電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通過(guò)的電流、導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間有關(guān)，為了研究電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系，要控制通過(guò)的電流和通電時(shí)間不變，該方法是我們常用的控制變量法．試驗(yàn)的設(shè)計(jì)依據(jù)是電流的熱效應(yīng)；
（2）實(shí)驗(yàn)中根據(jù)溫度計(jì)示數(shù)升高的快慢可知導(dǎo)體產(chǎn)生熱量多少與電阻的關(guān)系，所以兩個(gè)燒瓶?jī)?nèi)盛有煤油應(yīng)該質(zhì)量和初溫都相等；
（3）由圖可知兩電阻絲串聯(lián)在電路中，通過(guò)兩段金屬絲中的電流是相等的；
（4）由焦耳定律Q=I²Rt可知，當(dāng)電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大產(chǎn)生的熱量越多；甲瓶中銅絲的電阻比乙瓶中鎳鉻合金絲的電阻小，通電一段時(shí)間后，甲瓶中電阻絲放出的熱量小于乙瓶中放出的熱量，所以觀察到甲瓶中溫度計(jì)的示數(shù)小于乙瓶中溫度計(jì)的示數(shù)；
（5）因?yàn)槊河偷谋葻崛荼人�的小，相同質(zhì)量的煤油和水比較，吸收相同的熱量，煤油溫度升高的多，用煤油做實(shí)驗(yàn)效果更明顯．
故答案為：（1）控制變量；熱；（2）質(zhì)量；初溫；（3）相等；（4）小于；由焦耳定律Q=I²Rt可知，當(dāng)電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大產(chǎn)生的熱量越多；（5）比熱容．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)焦耳定律的認(rèn)識(shí)和理解，并可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證自己目的，同時(shí)在該實(shí)驗(yàn)中利用了控制變量法和轉(zhuǎn)換法，該實(shí)驗(yàn)方法在實(shí)驗(yàn)探究中經(jīng)常用到．