Question

小強同學用圖所示的裝置，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）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．通電一定時間后，B中細玻璃管內煤油液面較高，它表明在通電時間和________相同的情況下，電阻越大，產生的熱量越多；
（2）單獨給燒瓶A中金屬絲通入大小不同的電流，通電時間相同，燒瓶A中金屬絲通入電流較________（填“大”或“小”）時煤油中產生的熱量越多；
（3）小強下一步要做的是________；
（4）由以上實驗，小強得出結論：當通過導體的電流越大、導體電阻越大、通電時間越長，產生的熱量越多．

Answer 1

解：（1）此實驗通過觀察玻璃管中液柱高的變化判斷電流產生的熱量的多少，液面的高度的越高，電流產生的熱量越多．
由焦耳定律可知，該實驗研究的是：當通過的電流和通電時間相同時，導體電阻越大，導體電流產生的熱量就越多．
（2）由焦耳定律可知，通電時間和電阻相同，電流越大導體產生的熱量越多．
（3）單獨給燒瓶A中金屬絲通入大小相同的電流，通電時間不同，可以看到通電時間越長，產生熱量越多
故答案為：
（1）液面的高度；電流；（2）大；（3）單獨給燒瓶A中金屬絲通入大小相同的電流，通電時間不同，可以看到通電時間越長，產生熱量越多．
分析：（1）①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，細玻璃管受熱液面升高，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．
②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：當通過的電流和通電時間相同時，導體電阻越大，導體電流產生的熱量就越多．
（2）單獨給燒瓶A中金屬絲通入大小不同的電流，通電時間相同，電阻相同，電流越大導體產生的熱量越多．
（3）上面兩個小題探究了熱量與電阻和電流的關系，下一步需要探究熱量與時間的關系，利用控制變量法進行設計實驗．
點評：本題考查了學生對焦耳定律的了解和掌握，在研究電流產生的熱量與什么因素有關時，關鍵是用控制變量法思路分析實驗和設計實驗．