Question

小強同學用如圖所示的裝置，驗證電流通過導體時產生的熱量與導體電阻大小、通過導體的電流和通電時間的關系．圖中兩個密封的燒瓶內盛滿質量和溫度都相同的煤油，瓶中插有兩端開口的細玻璃管．兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲，燒瓶A中的金屬絲的電阻比較小，燒瓶B中的金屬絲的電阻比較大．
（1）小強在密封的燒瓶內裝入煤油而沒有裝水，主要是由于______．
（2）將兩瓶中的金屬絲串聯起來接在電源上，通過觀察玻璃管中______變化的多少，來比較金屬絲放出熱量的多少．這種研究方法稱為______．
（3）通電一定時間后發現B中細玻璃管內煤油液面較高，由此得出的實驗結論是______．

Answer 1

解：
（1）為了在較短的時間內達到明顯的實驗效果，選用煤油而不用水做實驗，主要是由于水的比熱容大于煤油的比熱容，吸收相同的熱量，溫度變化不明顯．
（2）此實驗通過觀察玻璃管中液面的變化判斷電流產生的熱量的多少，液面升的越高，電流產生的熱量越多．這種研究方法稱為轉換法．
（3）由焦耳定律可知，電流通過導體產生的熱量跟電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比．由圖可知，AB兩個燒瓶中的電阻絲串聯，通過兩電阻絲的電流和通電時間相同，所以該實驗研究的是：當通過的電流和通電時間相同時，導體的電阻越大，產生的熱量越多．
故答案為：（1）煤油比水的比熱容小；（2）液面； 轉換法；（3）在電流和通電時間相同時，導體的電阻越大，產生的熱量越多．
分析：（1）吸收相同的熱量在較短的時間內溫度升高快的液體比熱容較小，要想在較短的時間內達到明顯的實驗效果，所選液體的比熱容應較小．
（2）本實驗中，電流通過電阻絲產生熱量，被煤油吸收，煤油的溫度升高；根據液體熱脹冷縮的性質，玻璃管中煤油柱液面的變化，反應電流產生熱量的多少；電流產生的熱量越多、煤油吸收的熱量越多、液柱升的越高．通過煤油柱上升的高度反應產生熱量的多少，運用了轉換法．
（3）由圖可知，AB兩個燒瓶中的電阻絲串聯，通過兩電阻絲的電流和通電時間相同，研究的是電流產生的熱量與電阻的關系．
點評：本題考查了學生對焦耳定律、串聯電路的電流關系的了解和掌握，難度不大，但綜合性強，屬于中考必考的探究實驗題型．在研究電流產生的熱量與什么因素有關時，要用好控制變量法和轉換法．