Question

我們知道：“電流通過導體時產生的熱量，與電流的平方成正比，與導體的電阻成正比，與通電時間成正比．”這就是焦耳定律，用公式可表達為：Q=I²Rt．愛動腦筋的小華在探究這個問題時，設計了如圖所示的實驗，只連接一次電路就完成了實驗探究，以下關于實驗的一些條件和現象，請完成填空
（1）電阻絲的選擇要R_甲______R_乙（選填“≠”或“=”），已知R_甲=R_丙．
（2）各燒瓶中的煤油質量應該______（選“相同”、“不同”），加熱后，然后密封燒瓶里的煤油，觀察溫度計的示數高低，就可以對比電阻絲______．
（3）探究電熱的多少與電流的關系，應該對比______兩個燒瓶中溫度計的示數．
（4）探究電熱的多少與電阻的關系，應該對比______兩個燒瓶中溫度計的示數．
（5）實驗過程中，發現開關閉合很長時間后，溫度計的示數都沒有變化，如果故障是滑動變阻器的滑片接觸不良所致，當用電壓表正確地接在A、D兩點時，電壓表______示數．（填“有”或“沒有”）
（6）小君同學建議用水來做實驗，被否決了，不妥的原因是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）要想探究熱量與電流及電阻的關系，應分別控制電流和電阻不變進行實驗；故應取一串聯電路控制電流不變，串聯電路中的電阻應不同；
（2）我們通過比較溫度的變化來比較熱量的大小關系，故應使煤油的質量相同；只要溫度相同，由Q=mc△t可知溫度才能與熱量成正比；
（3）要比較電熱與電流的關系應控制電阻相等，故應選電阻相等的兩個電阻；
（4）要比較電熱與電阻的關系應控制電流相等，故應選串聯的兩個電阻；
（5）若滑動變阻器斷路，則電壓表相當于直接接在了兩源兩端；
（6）比較水及煤油的比熱可知，煤油升溫較快而水升溫較慢．
解答：解：（1）因R_甲與R_乙串聯，故通過兩電阻絲的電流相等，故只能比較熱量與電阻的關系，故兩電阻應不相等；
（2）實驗中是通過溫度的變化得出電熱的變化不同，由Q=mc△t可知，只有在質量相同的情況下，才能通過溫度不同得出熱量的不同；
（3）要比較電熱的多少與電流的關系，由Q=I²Rt可得，應使電阻相等，故只能選擇甲、丙；
（4）要比較電熱與電阻的關系，應使電流相等，故應使兩電阻中的電流相等，即選兩串聯電阻，即選甲、乙；
（5）因滑動變阻器滑片接觸不良，即相當于滑動變阻器斷開，當電壓表接在AD兩點時，電壓表即直接接在了電源兩端，故電壓表測量電源電壓，故有示數；
（6）因水的比熱容大于煤油的比熱容，故在相同的熱量下，水升高的溫度不明顯，不易觀測到實驗現象；
故答案為：（1）≠；（2）相同，產生熱量大小；（3）甲、丙；（4）甲、乙；（5）有；（6）水的比熱容較大，溫度變化不明顯．
點評：本題重點把握實驗現象的分析以析控制變量法的應用；控制變量法為物理實驗中的常用方法，應重點掌握．