Question

15．小明利用如圖所示的裝置，探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少與電阻大小的關(guān)系：在兩個(gè)相同的燒瓶中盛著溫度相同的煤油，煤油中都浸泡著一段金屬絲，甲燒瓶中的金屬絲是銅絲，電阻比較小，乙燒瓶中的電阻絲是鎳鉻合金絲，電阻比較大．
（1）通電一段時(shí)間后，小明發(fā)現(xiàn)乙燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù)大，表明其它條件相同時(shí)，導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多．
（2）本試驗(yàn)使用了控制變量的科學(xué)方法：通過兩金屬絲串聯(lián)的方式，控制電流和通電時(shí)間相同；還使用了轉(zhuǎn)換的科學(xué)方法：把導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少轉(zhuǎn)換為溫度計(jì)升高的示數(shù)．為了保證這種轉(zhuǎn)換的科學(xué)性，實(shí)驗(yàn)中采取的措施是煤油的質(zhì)量相同．
（3）小明想把該裝置改成探究物質(zhì)吸熱能力的實(shí)驗(yàn)裝置，則他應(yīng)將其中一個(gè)燒瓶中的煤油換成質(zhì)量相同的水，將甲燒瓶中的銅絲換成與乙燒瓶中鎳鉻合金絲的電阻相等的鎳鉻合金絲，并將兩個(gè)燒瓶中的金屬絲做絕緣處理．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖示可知，兩電阻串聯(lián)，即通過它們的電流相等，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；
（2）通電導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與通過導(dǎo)體的電流、導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間有關(guān)，為了研究與電阻大小的關(guān)系，讓通過的電流和通電時(shí)間相同，即采用控制變量法；
實(shí)驗(yàn)中，我們通過溫度計(jì)的示數(shù)變化反應(yīng)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少，即采用轉(zhuǎn)換法；
（3）探究“比較水和煤油比熱容的大小”的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)Q=cm△t，控制水和煤油兩種物質(zhì)的質(zhì)量相等，吸收相等的熱量，通過比較溫度變化量來比較比熱，或控制水和煤油兩種物質(zhì)的質(zhì)量相等，升高相同的溫度，通過吸收熱量的多少來比較比熱．

解答 解：
（1）因?yàn)閮呻娮璐��?lián)，所以通過它們的電流相等；由焦耳定律Q=I²Rt得，電阻大的在相同時(shí)間產(chǎn)生的熱量多，升高的溫度快．因此，乙燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù)升高快；
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，將銅絲和鎳鉻合金絲串聯(lián)接入電路中，這是為了控制通過兩電阻的電流相同；電阻絲產(chǎn)生熱量的多少可以通過溫度計(jì)示數(shù)變化反應(yīng)出來，電阻絲產(chǎn)生熱量的多少轉(zhuǎn)化為溫度計(jì)示數(shù)的變化，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用了轉(zhuǎn)換法；為了保證這種轉(zhuǎn)換的科學(xué)性，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制兩個(gè)燒瓶中煤油的質(zhì)量相同；
（3）探究“比較水和煤油比熱容的大小”的實(shí)驗(yàn)，控制水和煤油兩種物質(zhì)的質(zhì)量相等，吸收相等的熱量，通過比較溫度變化量來比較比熱，或控制水和煤油兩種物質(zhì)的質(zhì)量相等，升高相同的溫度，通過吸收熱量的多少來比較比熱．所以將其中一燒瓶的煤油換成質(zhì)量相等的水，將乙燒瓶中的銅絲換成與甲燒瓶中鎳鉻合金絲的電阻相等的鎳鉻合金絲．
故答案為：（1）乙；大；（2）電流；通電時(shí)間；溫度計(jì)升高的示數(shù)；煤油的質(zhì)量相同；（3）質(zhì)量；電阻．

點(diǎn)評 本題考查了學(xué)生對焦耳定律、比熱容的應(yīng)用、串聯(lián)電路的電流關(guān)系的了解和掌握，難點(diǎn)是控制變量法和轉(zhuǎn)換法的理解和使用．