Question

小方為了探究焦耳定律，設計了如圖所示的實驗，只連接了一次電路就完成了實驗探究．他的方法是：用三根電熱絲，R_甲應

 

R_乙（選填“等于”或“不等于”）給燒瓶中的煤油（煤油質量相等）加熱，然后觀察煤油在插入密封燒瓶里的玻璃細管中上升的高度，就可以對比電阻絲產生熱量的多少．請觀察實驗電路，分析回答下列問題：
（1）探究電阻產生熱量的多少與電阻的關系時，應該對比

 

兩個燒瓶中煤油柱上升的高度（選填“甲”、“乙”或“丙”，下同）．
（2）探究電阻中產生熱量的多少與電流關系時，應該對比甲、丙或

 

兩個燒瓶中煤油柱上升的高度，而這兩個燒瓶中的電阻絲的阻值應該

 

（選填“相等”或“不等）
（3）燒瓶中裝入等質量的煤油而不是水，是利用煤油的

 

．（選填“沸點高”、“比熱容小”）

Answer 1

分析：（1）探究電阻產生熱量的多少與電阻的關系時，根據控制變量法的思路，要保證電流和時間相同，讓導體的電阻不同．
（2）探究電阻中產生熱量的多少與電流關系時，根據控制變量法的思路，要保證電阻和時間相同，讓通過導體的電流不同．
（3）水的比熱容比煤油的大，質量相同的水和煤油吸收相同的熱量，水的溫度變化小、煤油的溫度變化大．

解答：解：
（1）探究電阻產生熱量的多少與電阻的關系時，要保證電流和時間相同，R_甲應不等于R_乙．
由圖可知，甲和乙串聯、電流相同，通電時間也相同，R_甲≠R_乙，應該對比甲乙 兩個燒瓶中煤油柱上升的高度．
（2）探究電阻中產生熱量的多少與電流關系時，要保證電阻和時間相同，電流不同．
若比較甲丙，就要保證甲丙電阻要一樣，由圖可知，兩個支路的電壓相同，兩個支路的電阻不同，所以電流不同．滿足實驗條件，所以，探究電阻中產生熱量的多少與電流關系時，應該對比甲丙兩個燒瓶中煤油柱上升的高度．
同理也可比較乙丙．
因為電流產生的熱量與電阻有關，所以要保證甲與丙或乙與丙的電阻相同．
（3）燒瓶中裝入等質量的煤油而不是水，是利用煤油的比熱容小，吸收相同的熱量，煤油的溫度變化小．
故答案為：不等于；（1）甲、乙；（2）乙丙；相等；（3）比熱容小．

點評：在運用控制變量法探究問題時，要注意控制好變量：
（1）如探究電阻產生熱量的多少與電阻的關系時，就要保證電流和時間相同，但電阻必須要不一樣；
（2）探究電阻中產生熱量的多少與電流關系時，就要保證電阻和時間相同，但電流必須不同．