Question

我們知道：“電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量，與電流的平方成正比，與導(dǎo)體的電阻成正比，與通電時(shí)間成正比．”這就是焦耳定律，有公式可表達(dá)為：Q=I²Rt．受動(dòng)腦筋的小明在探究這個(gè)問(wèn)題時(shí)，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)，只連接一次電路就完成了實(shí)驗(yàn)探究．他的方法是用電阻絲（其中R_甲≠R_乙）給燒瓶中的煤油（煤油質(zhì)量相同）加熱，然后觀察煤油在插入密封燒瓶里的玻璃管中上升的高度，就可以對(duì)比電阻絲放熱的多少．請(qǐng)你仔細(xì)觀察小明設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路，并應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析回答下列問(wèn)題．
（1）探究電熱的多少與電流的關(guān)系，應(yīng)該對(duì)比________兩個(gè)燒瓶中煤油柱上升的高度，而這兩個(gè)燒瓶中電阻絲阻值應(yīng)該________．
（2）探究電熱的多少與電阻的關(guān)系，應(yīng)該對(duì)比________兩個(gè)燒瓶中煤油柱上升的高度．
（3）有許多家用電器的工作原理即為焦耳定律，請(qǐng)舉兩個(gè)例子．________．

Answer 1

解：
（1）該題利用了控制變量法，為了探究電熱的多少與電流的關(guān)系，由公式Q=I²Rt可知，應(yīng)控制兩電阻絲的電阻和通電時(shí)間相等，而其中R_甲≠R_乙，所以應(yīng)選取甲丙（或乙丙）．
（2）探究電熱的多少與電阻的關(guān)系，由公式Q=I²Rt可知，應(yīng)控制兩電阻絲的電流和通電時(shí)間相等，從圖中可知，甲和乙兩根電阻絲串聯(lián)，因此通過(guò)它們的電流和時(shí)間相等，所以應(yīng)選取甲乙．
（3）在家用電器中利用焦耳定律，把電能轉(zhuǎn)化為熱能的有：電飯鍋，電熱毯，電暖器，電烙鐵，電水壺．（任意選取兩個(gè)即可）
故答案為：（1）甲丙（或乙丙），相等．
（2）甲乙．
（3）電飯鍋，電熱毯．
分析：（1）和（2）該題利用了轉(zhuǎn)換法，把電熱的多少通過(guò)玻璃管中煤油上升的高度表現(xiàn)出來(lái)，為了探究電熱的多少與電流或電阻的關(guān)系，首先利用公式Q=I²Rt并結(jié)合控制變量法，找出需要控制的變量，再結(jié)合圖示選擇出合適的電阻絲，在此基礎(chǔ)上兩個(gè)燒瓶中電阻絲阻值的關(guān)系即可得出．
（3）家庭中用電器的工作原理為焦耳定律，只需要找到家用電器在工作時(shí)把電能轉(zhuǎn)化成熱（內(nèi)）能的即可．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了可以利用控制變量法，并結(jié)合所研究的問(wèn)題選取合適的實(shí)驗(yàn)器材，并且可以把所學(xué)的物理知識(shí)在生活中加以應(yīng)用．