Question

我们知道：“电流通过导体时产生的热量，与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比”．这就是焦耳定律，用公式可表达为：Q=I²Rt．爱动脑筋的小华在探究这个问题时，设计了如图所示的实验，只连接一次电路就完成了实验探究，他的方法是用电阻丝给烧瓶中的煤油加热，然后观察煤油中插入的温度计的示数，就可以对比电阻丝放热的多少．请你仔细观察小华设计的实验电路，并应用所学知识分析回答下列问题：
（1）实验中要求电阻R_甲________R_乙，R_甲________R_丙．（填“等于”或“不等于”）
（2）探究电热的多少与电流的关系，应该对比________两个烧瓶中温度计变化的示数．
（3）探究电热的多少与电阻的关系，应该对比________两个烧瓶中温度计变化的示数．

Answer 1

解：（1）因R_甲与R_乙串联，则通过甲、乙两电阻丝的电流相等，因此可以探究热量与电阻的关系，故甲、乙两电阻的阻值不相等；
要探究热量与电流的关系，应使通过的电流不相等，电阻相等，因此当甲和丙的电阻相等时，通过两路的电流一定不相等，但电阻相等，即可探究热量与电流的关系；
（2）要比较电热的多少与电流的关系，由Q=I²Rt可得，应使电阻相等，故只能选择甲、丙；
（3）要比较电热与电阻的关系，应使电流相等，故应使两电阻中的电流相等，即选两串联电阻，即选甲、乙；
故答案为：（1）不等于；等于　　（2）甲、丙；　　（3）甲、乙．
分析：（1）要想探究热量与电流及电阻的关系，应分别控制电流和电阻不变进行实验；
（2）要比较电热与电流的关系应控制电阻相等，故应选电阻相等的两个电阻；
（3）要比较电热与电阻的关系应控制电流相等，故应选串联的两个电阻．
点评：本题是控制变量法的一个具体应用，在保证其他量不变的情况下，讨论一个物理量跟另一个量的关系．