Question

20．小澤猜想電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時(shí)間有關(guān)．為了探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流是否有關(guān)，所用的實(shí)驗(yàn)器材有：穩(wěn)壓電源、電流表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、停表各一個(gè)；絕熱的塑料盒一個(gè)，盒內(nèi)密封著空氣，盒內(nèi)的電阻絲的阻值是10Ω，插在盒中的溫度計(jì)量程是0～100℃；導(dǎo)線若干．
（1）用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖中的電路連接完整．
（2）記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格如表．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	通電時(shí)間t/s	電阻R/Ω	電流I/A	盒內(nèi)空氣的初溫t0/℃	盒內(nèi)空氣的來溫t/℃	盒內(nèi)空氣升高的溫度△t/℃	熱量Q
1	20	10	0.2	20	32	12	小
2			0.3	20	47	27	中
3			0.4	20	69	49	大

分析表中的數(shù)據(jù)，得到的探究結(jié)論是通電時(shí)間和電阻一定時(shí)，電流越大，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多．
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小澤為了縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，對(duì)原實(shí)驗(yàn)方案稍加改動(dòng)：實(shí)驗(yàn)器材不變，通電時(shí)間和電流的預(yù)設(shè)值不變，在每完成一次實(shí)驗(yàn)（收集一組數(shù)據(jù)）后，不斷開開關(guān)，也不打開通氣孔，直接把前一次實(shí)驗(yàn)的末溫作為下一次實(shí)驗(yàn)的初溫，再移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，使電流達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)開始計(jì)時(shí)，20s后記錄末溫…
指出改動(dòng)后方案的兩點(diǎn)不足（可以結(jié)合原方案的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)）；
①改動(dòng)后導(dǎo)致第三次實(shí)驗(yàn)的末溫超過了溫度計(jì)的量程，無法完成實(shí)驗(yàn)．
②改動(dòng)后，前一次實(shí)驗(yàn)的末溫并不是下一次實(shí)驗(yàn)的初溫，所以初溫記錄有誤．

Answer 1

分析 （1）滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，接線一上一下；
（2）分析表格數(shù)據(jù)，抓住不變量，分析變量，通過現(xiàn)象分析得出結(jié)論；
（3）結(jié)合原實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析方案改動(dòng)后的不足之處．

解答 解：（1）滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，接線“一上一下”所接電路如圖：

（2）由數(shù)據(jù)分析可知，電阻相等，通電時(shí)間相等，電流越大，盒內(nèi)空氣升高的溫度越高，說明電流越大產(chǎn)生的熱量越多，故可以得出結(jié)論是：在通電時(shí)間和電阻一定時(shí)，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多；
（3）實(shí)驗(yàn)器材不變，通電時(shí)間和電流的預(yù)設(shè)值不變，在每完成一次實(shí)驗(yàn)（收集一組數(shù)據(jù)）后，不斷開開關(guān)，也不打開通氣孔，直接把前一次實(shí)驗(yàn)的末溫作為下一次實(shí)驗(yàn)的初溫，再移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，使電流達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)開始計(jì)時(shí)，20s后記錄末溫；
根據(jù)原實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，若把上一次末溫作為下一次的初溫，則改動(dòng)后導(dǎo)致第三次實(shí)驗(yàn)的末溫會(huì)超出溫度計(jì)的量程，無法完成實(shí)驗(yàn)；
改動(dòng)后，前一次實(shí)驗(yàn)的末溫并不是下一次實(shí)驗(yàn)的初溫，所以初溫記錄有誤．
另外在兩次實(shí)驗(yàn)之間調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使得電流達(dá)到預(yù)設(shè)值過程中，盒內(nèi)的空氣溫度還在上升．
故答案為：（1）電路如圖；
（2）通電時(shí)間；電阻；電流越大，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多；
（3）①改動(dòng)后導(dǎo)致第三次實(shí)驗(yàn)的末溫超過了溫度計(jì)的量程，無法完成實(shí)驗(yàn)；
②改動(dòng)后，前一次實(shí)驗(yàn)的末溫并不是下一次實(shí)驗(yàn)的初溫，所以初溫記錄有誤．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查學(xué)生對(duì)于焦耳定律的理解和掌握，熟悉控制變量法是解題關(guān)鍵．