Question

3．小明家的插座由于使用次數(shù)過多，造成與插頭接觸不良，使接觸處電阻變大．在使用這個插座時，小明發(fā)現(xiàn)插頭處很熱，而與插頭相連的導(dǎo)線卻不怎么熱．他的猜想是：在這種情況下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多．為了驗證自己的猜想，他從實驗室找來一段阻值較大的電阻絲R₁、一段阻值較小的電阻絲R₂、相同的燒瓶和溫度計各兩個、足夠多的煤油、新干電池和導(dǎo)線若干，進行了實驗．

（1）他在兩個燒瓶中裝入質(zhì)量和初溫都相同的煤油，按圖甲和乙組成兩個電路，保證通電時間相同，通過觀察溫度計的示數(shù)來比較電流產(chǎn)生熱量的大�。�
（2）他發(fā)現(xiàn)電流通過R₂產(chǎn)生的熱量多，這與他的猜想不一致，原因是沒有控制通過R₁和R₂的電流相等．
（3）利用以上器材，改進實驗電路，可以驗證小明的猜想．請你在圖丙方框中畫出改進后的電路圖．

Answer 1

分析 實驗探究問題要明確實驗?zāi)康募皩嶒灥臈l件，本實驗中要探究熱量與電阻的關(guān)系，必須采用控制變量法．

解答 解：（1）由于兩個燒瓶中煤油的質(zhì)量和初溫都相同，煤油的比熱是一樣的，因此誰吸收的熱量多，誰的溫度就高，因此溫度的高低就反應(yīng)了吸熱的多少．
故答案是：溫度計的示數(shù)
（2）根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt可知，熱量與電流、電阻、通電時間都有關(guān)系，因此要探究熱量與電阻的關(guān)系，必須保證電流和通電時間相同，小明設(shè)計的實驗方案中，甲乙兩個電路中電源是一樣的，但是由于電阻絲R₁、R₂的阻值不同，兩個回路中電流不一樣，因此熱量的多少不僅與電阻有關(guān)，也與電流有關(guān)，電阻大的電路電流小，產(chǎn)生的熱量反而少，因此實驗不成功的原因是兩個電路中通過金屬絲的電流不相同．
（3）通過上面的分析可知，必須讓通過兩個電阻的電流相同，根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等，所以可以將兩個電阻串聯(lián)在一個電路中．電路圖如下．

故答案為：
（1）溫度計的示數(shù)；
（2）沒有控制通過R₁和R₂的電流相等；
（3）見上圖．

點評 本題考查了利用控制變量法進行探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系，沒有采用控制變量法是本實驗不成功的原因．