Question

12．小明和小紅想利用如圖所示的裝置探究“導體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”．兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲，燒瓶A中的金屬絲是銅絲，電阻比較小，燒瓶B中的金屬絲是鎳鉻合金絲，電阻比較大．兩瓶煤油中溫度計可以顯示煤油的溫度．

（1）為達到實驗?zāi)康�，請按要求連接實驗電路圖（要求滑片向右移動時電流變大）
（2）小紅問小明：“打開水龍頭就可以得到水，干嘛不用水代替煤油？”對于這個問題，小明與他的同學給出了下列四種答案，你認為最合理的是D．
A．因為煤油有顏色便于觀察
B．因為煤油有比較大的熱值
C．因為煤油有比較小的密度
D．因為煤油有比較小的比熱容
（3）實驗中，小明和小紅發(fā)現(xiàn)燒瓶B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，導體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多．
（4）小紅把實驗裝置作了一些改動：在相同的燒瓶A、B中裝滿煤油，用細玻璃管代替溫度計做實驗，當煤油溫度上升時，會看到細玻璃管內(nèi)的液面明顯上升．下列實驗中沒有用到這種思想和方法的是C．
A．將不同的電阻絲分別接到同一電路中，通過比較電流的大小來比較電阻的大小
B．將乒乓球靠近發(fā)聲的音叉，通過乒乓球被彈開顯示音叉在振動
C．研究電功大小與哪些因素有關(guān)的實驗中，取用兩個不同燈泡
D．將小鐵屑均勻灑在磁體周圍，通過觀察鐵屑的分布情況來認識磁場的分布情況．

Answer 1

分析 （1）要探究“導體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”，必須控制通過兩電阻絲的電流相同，由題目要求閉合開關(guān)、滑動變阻器的滑片向右移動時電路中電流變大，滑動變阻器接法是一上一下；
（2）因為煤油的比熱容比水小，相同質(zhì)量的煤油和水比較，吸收或放出相同的熱量，煤油的溫度變化大，據(jù)此分析；
（3）B燒瓶中溫度計的示數(shù)升高的快說明B燒瓶中的煤油吸收的熱量多，而A、B兩個燒瓶中的電阻絲串聯(lián)，通過兩電阻絲的電流和通電時間相同，根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt分析判斷．
（4）物理學中對于一些看不見摸不著的現(xiàn)象或不易直接測量的物理量，通常用一些非常直觀的現(xiàn)象去認識或用易測量的物理量間接測量，這就是轉(zhuǎn)換法．

解答 解：
（1）要探究“導體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”，必須控制通過兩電阻絲的電流相同，所以，兩電阻絲要串聯(lián)，滑動變阻器接法是一上一下，由題滑片向右移動時電路中電流變大，則連入電阻須變小，所以要把右下接線柱接入電路中，如圖所示：

（2）因為煤油的比熱容比水的小，相同質(zhì)量的煤油和水比較，吸收相同的熱量，煤油溫度升高的多，用煤油做實驗效果更明顯，故選D；
（3）由焦耳定律Q=I²Rt可知，在電流和通電時間相同的情況下，導體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多；
（4）本題采用了轉(zhuǎn)換法通過液面高度的上升來反應(yīng)溫度的變化，轉(zhuǎn)換法常用來演示一些不易觀察的現(xiàn)象；即不進行定量的測量而只進行定性分析，初中實驗中既應(yīng)用轉(zhuǎn)換法：
A、將不同的電阻絲分別接到同一電路中，通過比較電流的大小來比較電阻的大小，運用了轉(zhuǎn)換法；
B、將乒乓球靠近發(fā)聲的音叉，通過乒乓球被彈開顯示音叉在振動，運用了轉(zhuǎn)換法；
C、研究電功大小與哪些因素有關(guān)的實驗中，取用兩個不同規(guī)格的燈泡，沒有運用轉(zhuǎn)換法；
D、將小鐵屑均勻灑在磁體周圍，通過觀察鐵屑的分布情況來認識磁場的分布情況，運用了轉(zhuǎn)換法．
所以沒有運用轉(zhuǎn)換法的是C．
故答案為：（1）見上圖；（2）D；（3）在電流和通電時間相同的情況下，導體的電阻越大；（4）C．

點評 本題通過焦耳定律的實驗重點考查學生對控制變量法、轉(zhuǎn)化法的掌握和應(yīng)用，以及學生分析實驗現(xiàn)象得出結(jié)論的能力；控制變量法為物理實驗中的常用方法，應(yīng)重點掌握．