Question

20．小強同學為了探究“通電導體產(chǎn)生的熱量與電阻的關系”，設計了如圖所示的實驗（甲、乙兩個相同的燒瓶里裝滿煤油，玻璃管內液面相同）．

（1）電阻絲甲與乙采用串聯(lián)的連接方式，其目的是使通過甲、乙兩電阻絲的電流相等．
（2）已知電阻絲的阻值R_甲＞R_乙，通電一段時間后，甲燒瓶中的玻璃管液面上升較高．
（3）已知甲燒瓶中盛放的煤油質量是200克，若煤油的溫度從10℃升高到60℃，需要吸收的熱量是21000焦[煤油的比熱是2.1×10³焦/（千克•℃）]．
（4）保持電源電壓不變，利用該實驗裝置，還可以探究通電導體產(chǎn)生的熱量與通電導體產(chǎn)生的熱量與電流的關系或通電導體產(chǎn)生的熱量與通電時間的關系（寫出一種即可）．
（5）上述實驗中，用到的科學方法主要是“控制變量法”，請你另舉一個平時學習過程中用到這種方法的實驗名稱導體的電阻與導體的長度、橫截面積和材料有關．

Answer 1

分析 （1）串聯(lián)電路中各處的電流都相等；
（2）根據(jù)Q=I²Rt判斷出放出熱量的多少，進而判斷出玻璃管液面上升的高度；
（3）知道煤油的質量、煤油的比熱容、煤油的初溫和末溫，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求煤油吸收的熱量；
（4）據(jù)電熱大小的影響因素，結合題目中的信息分析即可判斷；
（5）據(jù)所學的有關控制變量的實驗分析即可．

解答 解：（1）電阻絲甲與乙采用串聯(lián)的連接方式，其目的是讓兩電阻絲中的電流相等；
（2）根據(jù)Q=I²Rt可知，電流和通電時間都相同的情況下，電阻越大，放出的熱量越多，所以甲瓶中的電阻絲電阻大，故甲放出的熱量多，液面上升的較高；
（3）此時200g煤油吸收的熱量是：Q_吸=cm△t=2.1×10³ J/（kg?℃）×0.2kg×（60℃-10℃）
=21000J．
（4）保持電源電壓不變，該實驗裝置中可以控制電流和通電時間相同，讓電阻不同，即研究電熱與電阻大小的關系，用手單獨拿出一個燒瓶來說，也可以給這個燒瓶加熱不同的時間，觀察溫度計的示數(shù)變化，即研究電熱與通電時間的關系；
（5）研究導體的電阻與導體的長度、橫截面積和材料有關的實驗也是用到了控制變量法．
故答案為：（1）使通過甲、乙兩電阻絲的電流相等；（2）甲；（3）21000；（4）通電導體產(chǎn)生的熱量與電流的關系或通電導體產(chǎn)生的熱量與通電時間的關系；（5）導體的電阻與導體的長度、橫截面積和材料有關；

點評 本題考查焦耳定律的實驗原理，要注意近幾年中考中實驗試題的新方向，實驗題多考查學生的創(chuàng)新及探究能力，要注意將所學物理知識活學活用．