Question

小華、小玲和小強分別設(shè)計了如圖17所示的三個裝置探究“導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”．
（1）在小華設(shè)計的圖甲這個實驗中，電流產(chǎn)生的熱量多少是通過

液柱上升的高度

體現(xiàn)出來的，像這種用能直接觀測的量來顯示不容易直接觀測的量的方法叫“轉(zhuǎn)換法”，這種方法在物理學(xué)研究中經(jīng)常用到，請舉一例：

利用電流表指針的偏轉(zhuǎn)顯示電流大小

．

（2）在小玲設(shè)計的圖乙中，將R₁和R₂串聯(lián)接入電路中，這是為了保證

電流和通電時間

相同；
（3）在小強設(shè)計的圖丙中，小強在燒瓶中裝的是煤油，請問他為什么不選擇在燒瓶中裝滿更容易獲得的水？

煤油比熱容小

．
（4）在小華進行的圖甲實驗中，發(fā)現(xiàn)裝有

鎳鉻合金絲

可樂瓶中溫度計的示數(shù)升高的快．這表明：在電流和通電時間相同的情況下，導(dǎo)體的電阻越

大

，產(chǎn)生的熱量越多．
（5）對比三個同學(xué)的設(shè)計，談?wù)勊麄兊膬?yōu)缺點．

Answer 1

分析：（1）物體具有熱脹冷縮的特點，溫度升高時，液體體積會膨脹，間接知道物體吸收熱量的多少；
轉(zhuǎn)換法是物理研究經(jīng)常采用的方法；
（2）在串聯(lián)電路中，電流產(chǎn)生熱量的多少與電阻大小、電流大小和通電時間成正比；
（3）由于煤油的比熱容比水的比熱容小，吸收相同的熱量，煤油升高的溫度多，使用煤油效果更好；
（4）長度和橫截面積相同的銅絲和鎳鉻合金絲，銅絲電阻小，鎳鉻合金絲電阻大；通過不同導(dǎo)體的電流和通電時間相等，由焦耳定律可知阻值越大的電阻產(chǎn)生的熱量越多、溫度升高越快；
（5）對實驗設(shè)計的評價包括能否完成實驗任務(wù)，都能完成實驗任務(wù)，設(shè)計過程是否嚴(yán)謹(jǐn)，操作是否簡單，現(xiàn)象是否直觀等等．

解答：解：
（1）電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量引起液體體積的變化，所以從液柱的上升高度大小間接得到熱量的多少；
應(yīng)用轉(zhuǎn)換法的例子有：從小磁針偏轉(zhuǎn)知道磁場的存在；從紙團在鼓面上跳動知道發(fā)聲體在振動；從驗電器指針偏轉(zhuǎn)知道物體帶了電；從物體能否做功判斷物體是否具有能量，等等．
故答案為：液柱上升的高度；通過電流表指針偏轉(zhuǎn)判斷電流大�。�
（2）要探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，必須保證通過不同電阻的電流和通電時間相同，所以兩電阻絲要串聯(lián)．
故答案為：電流和通電時間．
（3）為了使效果明顯，應(yīng)使用比熱容小的煤油進行實驗．
故答案為：煤油比熱小．
（4）在小華進行的圖甲實驗中，發(fā)現(xiàn)裝有鎳鉻合金絲可樂瓶中溫度計的示數(shù)升高的快．這表明：在電流和通電時間相同的情況下，導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多．
故答案為：鎳鉻合金絲；大．
（5）答：甲和乙利用空氣的膨脹來研究電熱的多少，丙利用液體的膨脹來研究電熱的多少，空氣的膨脹要大于液體的膨脹，所以甲和乙實驗現(xiàn)象明顯．
甲和丙觀察的是液柱或溫度計液柱的變化較乙更精確．

點評：本題考查了學(xué)生對焦耳定律、吸熱公式的應(yīng)用、串聯(lián)電路的電流關(guān)系的了解和掌握，理解并用好控制變量法、轉(zhuǎn)換法是本題的關(guān)鍵．