Question

小明和小紅利用如圖所示的裝置探究“導體產生的熱量與電阻大小的關系”．質量相等的兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲，甲燒瓶中的金屬絲是鎳鉻合金絲，電阻比較大．乙燒瓶中的金屬絲是銅絲，電阻比較小．
（1）實驗中用到的測量儀器除溫度計外，還需要

天平和砝碼（或量筒）

．
（2）實驗前，小紅問小明“水比較容易獲得，干嘛不用水代替煤油”．對于這個問題，
你認為合理的解釋是：

水的比熱大，吸收相同的熱量，水的溫度變化不明顯

．
（3）實驗中，小明和小紅發現

甲

燒瓶中溫度計的示數升高快．這表明：在電流和通電時間相同的情況下，導體的電阻越

大

，產生的熱量越多．
（4）最后，小明和小紅又利用此裝置，添加了必要的器材，探究了“通電導體產生熱量的多少和電流的關系”，他們控制通電時間相等，調節滑動變阻器改變

電流

，觀測其中一根電阻絲所在煤油溫度的變化，從而得出結論．
（5）小明提議利用該裝置改成“比較水和煤油比熱容的大小”的實驗．則他們應如何替換上述實驗中的器材？請你寫出具體的替換方案．

Answer 1

分析：（1）實驗中需要質量相等的煤油，可以用天平和砝碼來測量相等的煤油，也可以用量筒測量體積相等的煤油．
（2）水的比熱最大，吸收相等的熱量，水的溫度變化不明顯；煤油的比熱比較小，吸收相等的熱量，煤油的溫度變化比較明顯．便于觀察．
（3）電流產生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時間有關．在電流和通電時間相等時，電阻越大，電流產生的熱量越多；在電阻和通電時間一定時，電流越大，電流產生的熱量越多；在電流和電阻一定時，通電時間越長，電流產生的熱量越多．
（4）探究“通電導體產生熱量的多少和電流的關系”時，控制通電時間和電阻大小不變，改變電流大小，比較在相等時間內，觀測其中一根電阻絲所在煤油溫度的變化，從而得出結論．
（5）探究“比較水和煤油比熱容的大小”的實驗，根據Q=cm△t，控制水和煤油兩種物質的質量相等，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的質量相等，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）用天平和砝碼測量相等質量的煤油兩份，或用量筒測量體積相等的煤油兩份，分別倒入甲乙兩個燒杯中．
（2）水的比熱大，吸收相同的熱量，水的溫度變化不明顯；煤油比熱小，吸收相同的熱量，煤油的溫度變化明顯．所以采用煤油進行實驗．
（3）電流產生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時間有關．在電流和通電時間相等時，電阻越大，電流產生的熱量越多．甲燒瓶中電阻大，所以甲燒瓶中電流產生的熱量多，溫度升高的快．
（4）觀測其中一根電阻絲所在煤油溫度的變化，同一燒瓶內電阻一定，通電時間一定，移動滑動變阻器改變電路中電流，來探究“通電導體產生熱量的多少和電流的關系”．
（5）探究“比較水和煤油比熱容的大小”的實驗，控制水和煤油兩種物質的質量相等，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的質量相等，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）天平和砝碼（量筒）；（2）水的比熱大，吸收相同的熱量，水的溫度變化不明顯；（3）甲；大；（4）電流；（5）將其中一燒瓶的煤油換成質量相等的水，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．

點評：掌握電流產生熱量多少的影響因素，利用控制變量法和轉化法，探究電流產生熱量多少跟影響因素之間的關系．