Question

14．為了探究電流產生的熱量與哪些因素有關，小明小組利用如圖甲的裝置完成了8次實驗并記錄如下：

序號	1	2	3	4	5	6	7	8
電流I/A	0.3	0.3	0.3	0.3	0.6	0.6	0.6	0.6
電阻R/Ω	10	10	20	20	10	10	20	20
通電時間t/s	100	200	100	200	100	200	100	200
液柱升高的高度h/cm	1.5	3	3	6	6	12	12	24

（1）這個實驗中我們是通過溫度計的示數(shù)來比較電阻絲產生熱量的多少的．
（2）要探究電熱和通電時間的關系應該對比數(shù)據(jù)1、2（或3、4；5、6；7、8）（填序號），要探究電熱和電流的關系應該對比數(shù)據(jù)1、5（或2、6；3、7；4、8）（填序號），探究電熱和電阻的關系可得結論：在電流和通電時間相同的情況下，導體產生熱量的多少和導體電阻大小成正比．
（3）在研究上面的幾個問題時，我們采用了常用的轉換法和控制變量法兩種研究方法．
（4）實驗后小明又用圖乙的裝置圖探究電流產生的熱量和電阻的關系，得到電熱和電阻成反比的結論．他的這一結論和小組探究得到的結論是矛盾（選填“矛盾”或“不矛盾”）的，這是因為沒有控制電流相同．

Answer 1

分析 解：（1）采用轉換法，用溫度計示數(shù)的改變反映了導體產生熱量的多少；
（2）根據(jù)焦耳定律可知，采取控制變量法研究電流通過導體時產生的熱量與通電時間的關系時，要控制導體電阻大小、通過導體電流的大小相等；
研究電流通過導體時產生的熱量與電流的關系時，要控制導體電阻大小、通電時間大小相等；
探究電熱和電阻的關系時，要控制通過導體的電流大小相等和通電時間相等，分析數(shù)據(jù)并得出結論；
（3）根據(jù)（1）（2）可知采取了轉換法和控制變量法；
（4）探究電熱與電阻的關系時，利用公式Q=I²Rt并結合控制變量法，找出需要控制的變量，再結合圖示選擇出合適的電阻絲連接方式．

解答 解：（1）實驗中采用轉換法，用溫度計示數(shù)的改變反映了導體產生熱量的多少；
（2）1、2（或3、4；5、6；7、8）組數(shù)據(jù)控制導體電阻大小、通過導體電流的大小相等，探究電流通過導體時產生的熱量與通電時間的關系時；
1、5（或2、6；3、7；4、8）組數(shù)據(jù)控制導體電阻大小、通電時間大小相等，探究電流通過導體時產生的熱量與電流的關系；
探究1、3（或2、4；5、7；6、8）可知，在電流和通電時間相同的情況下，導體產生熱量的多少和導體電阻大小成正比．
（3）實驗中采用了轉換法和控制變量法；
（4）探究電熱與電阻的關系時，由公式Q=I²Rt可得，通過電阻的電流和通電時間要相同，兩個燒瓶中電阻絲并聯(lián)時，電流是不相同的，故小明得出的結論是和小組探究結果是矛盾的，他的操作不正確．
故答案為：（1）溫度計的示數(shù)；
（2）1、2（或3、4；5、6；7、8）；1、5（或2、6；3、7；4、8）；在電流和通電時間相同的情況下，導體產生熱量的多少和導體電阻大小成正比；
（3）轉換法；控制變量法；
（4）矛盾；沒有控制電流相同．

點評 本題考查了學生對焦耳定律的認識和理解，并可以通過實驗來驗證自己目的，同時在該實驗中利用了控制變量法和轉換法，該實驗方法在實驗探究中經常用到．