Question

3．小明用如圖甲和圖乙所示的實驗裝置分別探究“電流通過導體產生的熱量與電阻、電流的關系”．

（1）圖甲所示實驗中通過溫度計示數的變化來比較電流產生的熱量的多少．
（2）為了便于比較兩種電阻絲通過電流后產生熱量的多少，甲乙兩瓶中要裝入相同的初溫和質量的煤油．其中甲瓶中煤油的溫度升高得快．
（3）實驗中選用煤油而不用水的原因是煤油的比熱容小，吸熱相同時，溫度升的高，實驗現象明顯
（4）用如圖乙所示的實驗裝置探究，得到的結論是：在電流和通電時間相同時，導體電阻越大產生的熱量越多
（5）本實驗中的探究方法是控制變量法和轉換法．

Answer 1

分析 （1）首先導體產生的熱量是要通過煤油的溫度變化體現出來；
（2）探究兩種電阻絲通過電流后產生熱量的多少時，應控制煤油的質量和初溫要相同，根據焦耳定律分析溫度的高低．
（3）為了在較短的時間內達到明顯的實驗效果，即觀察到得溫度計示數變化大，則在同質量吸收相同熱量的條件下，比熱容小的液體溫度變化大．
（4）使用相同質量的煤油，通電一定時間后，乙瓶中的溫度計示數升高的快，說明乙瓶中的煤油吸收的熱量多，即乙瓶中的鎳鉻合金絲產生的熱量多；由此得出結論．
（5）知道熱量與電流、電阻及通電時間有關，可變因素較多，本題是在電流、時間相同的前提下，使用不同的電阻，探究熱量與電阻的關系，這采用的是控制變量法；導體產生的熱量是要通過煤油的溫度變化體現出來，這就是轉換法．

解答 解：（1）兩電阻絲產生熱量的多少是通過溫度計示數的變化反映出來的．
（2）探究兩種電阻絲通過電流后產生熱量的多少時，應控制煤油的質量和初溫要相同；由圖可知，此時電流相同，甲的電阻要大于乙的電阻，由焦耳定律可知，甲產生的熱量多，溫度升的高；
（3）若將燒瓶中裝有水，則由Q=cm△t可知：在相同質量的水和煤油中，吸收的相同的熱量時，由于水的比熱容大，溫度升高的度數少，溫度計的示數變化不明顯；
（4）綜合實驗過程，使用相同質量與初溫都相同的煤油，在電流和通電時間相同的前提下，乙瓶中的溫度計示數升高的快，說明乙瓶中的煤油吸收的熱量多，即乙瓶中的鎳鉻合金絲產生的熱量多；所以可得出的結論是：在電流和通電時間相同時，導體電阻越大產生的熱量越多
（5）為保證通過兩個電阻的電流總是相等，電阻串聯；同時保證了它們的通電時間也相等，導體中產生的熱量就只與電阻有關了，為此采用控制變量法．煤油吸熱的多少是通過溫度計示數的變化來反映的，這是采取的轉換法．
故答案是：（1）溫度計示數；（2）質量；甲；（3）煤油的比熱容小，吸熱相同時，溫度升的高，實驗現象明顯；（4）在電流和通電時間相同時，導體電阻越大產生的熱量越多；（5）控制變量法；轉換法．

點評 采用控制變量法是探究實驗常用的方法，本實驗可通過控制電流、通電時間不變，只改變電阻，然后看熱量的變化．