Question

11．在探究“導體產(chǎn)生的熱量與導體兩端的電壓、導體的電阻和通電時間關系”的實驗中，實驗裝置如圖所示，兩燒瓶A、B中煤油質(zhì)量相等，兩只溫度計的示數(shù)相同，電阻絲的阻值R₁＞R₂．
（1）燒瓶中不裝水而裝煤油，是因為水的比熱容較大（選填“大”或“小”）．開關接在干路，是為了控制通電時間相同．
（2）閉合開關后，發(fā)現(xiàn)B中溫度計的示數(shù)上升較快．則B中電阻絲放出的熱量比A中放出的熱量多（選填“多”或“少”）．
由此得出結論：當導體兩端的電壓和通電時間相同時，導體電阻越大，導體產(chǎn)生的熱量越少（選填“多”或“少”）．
（3）電烘箱高溫和低溫兩檔的調(diào)節(jié)是通過改變接入電路的電阻絲的長度來實現(xiàn)的．由上述實驗可知：低溫檔接入電路的電阻絲比高溫檔要長（選填“長”或“短”）一些．
（4）此實驗所采用的方法是控制變量法和轉(zhuǎn)換法．

Answer 1

分析 （1）為了便于觀察實驗現(xiàn)象，溫度變化越明顯越好，應從煤油和水兩者的物理特性進行選擇；為了控制R₁和R₂通電時間的相同，將開關接在干路．
（2）實驗時，電流通過電阻絲做功，消耗電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，產(chǎn)生的熱量，被煤油吸收，煤油吸收熱量溫度升高；通過溫度計的示數(shù)變化反應電流產(chǎn)生的熱量多少，哪個溫度上升得快哪個放出的熱量就多．
由題目可知“兩燒瓶A、B中煤油質(zhì)量相等”“導體兩端的電壓和通電時間相同”，只有電阻阻值的大小影響了導體產(chǎn)生熱量的多少．
（3）由“低溫檔”可知其溫度上升的慢，說明其功率較小，電烘箱高溫和低溫兩檔，電源電壓相同，根據(jù)P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$，可得出結論．
（4）根據(jù)控制變量法和轉(zhuǎn)換法分析．

解答 解：
（1）因煤油比水具有較小的比熱容，在吸收一定熱量的情況下，溫度升高的幅度大，所以用煤油比用水更容易看出溫度的變化；為了能更準確地控制R₁和R₂的通電時間相同，將開關接在干路上．
（2）通電后電流通過電阻絲做功，產(chǎn)生熱量使煤油的溫度升高，通過觀察溫度計的示數(shù)大小來判斷電流產(chǎn)生的熱量的多少，發(fā)現(xiàn)B中溫度計的示數(shù)上升較快；則說明B中電阻絲放出的熱量比A中放出的熱量多；
由題可知“導體兩端的電壓和通電時間相同”，電阻絲的阻值R₁＞R₂，A中電阻絲R₁放出的熱量較少，所以可得出結論：當導體兩端的電壓和通電時間相同時，導體電阻越大，導體產(chǎn)生的熱量越少．
（3）電烘箱高溫和低溫兩檔，電源電壓相同，低溫檔的功率較小，根據(jù)P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，低溫檔的總電阻要大；在其他條件相同時，導體長度越長，電阻越大，所以低溫檔接入電路的電阻絲比高溫檔要長一些；
（4）在探究導體產(chǎn)生的熱量與導體兩端的電壓、導體的電阻和通電時間關系，采用了控制變量法；液體吸收的熱量不能測出，但通過溫度計的示數(shù)的高低可以比較吸熱的多少，這是利用了轉(zhuǎn)換法．
故答案為：（1）大；通電時間；（2）多；少；（3）長；（4）控制變量法和轉(zhuǎn)換法．

點評 本題考查了學生對焦耳定律、并聯(lián)電路的電壓關系的了解和掌握，綜合性強，屬于中考必考的探究實驗題型．近幾年對實驗過程及實驗原理的考查要多于對實驗結論的考查，故在實驗中要注重對實驗原理的理解．