Question

小方为了探究焦耳定律，设计了如图所示的实验，只连接了一次电路就完成了实验探究．他的方法是：用三根电热丝，R_甲应

 

R_乙（选填“等于”或“不等于”）给烧瓶中的煤油（煤油质量相等）加热，然后观察煤油在插入密封烧瓶里的玻璃细管中上升的高度，就可以对比电阻丝产生热量的多少．请观察实验电路，分析回答下列问题：
（1）探究电阻产生热量的多少与电阻的关系时，应该对比

 

两个烧瓶中煤油柱上升的高度（选填“甲”、“乙”或“丙”，下同）．
（2）探究电阻中产生热量的多少与电流关系时，应该对比甲、丙或

 

两个烧瓶中煤油柱上升的高度，而这两个烧瓶中的电阻丝的阻值应该

 

（选填“相等”或“不等）
（3）烧瓶中装入等质量的煤油而不是水，是利用煤油的

 

．（选填“沸点高”、“比热容小”）

Answer 1

分析：（1）探究电阻产生热量的多少与电阻的关系时，根据控制变量法的思路，要保证电流和时间相同，让导体的电阻不同．
（2）探究电阻中产生热量的多少与电流关系时，根据控制变量法的思路，要保证电阻和时间相同，让通过导体的电流不同．
（3）水的比热容比煤油的大，质量相同的水和煤油吸收相同的热量，水的温度变化小、煤油的温度变化大．

解答：解：
（1）探究电阻产生热量的多少与电阻的关系时，要保证电流和时间相同，R_甲应不等于R_乙．
由图可知，甲和乙串联、电流相同，通电时间也相同，R_甲≠R_乙，应该对比甲乙 两个烧瓶中煤油柱上升的高度．
（2）探究电阻中产生热量的多少与电流关系时，要保证电阻和时间相同，电流不同．
若比较甲丙，就要保证甲丙电阻要一样，由图可知，两个支路的电压相同，两个支路的电阻不同，所以电流不同．满足实验条件，所以，探究电阻中产生热量的多少与电流关系时，应该对比甲丙两个烧瓶中煤油柱上升的高度．
同理也可比较乙丙．
因为电流产生的热量与电阻有关，所以要保证甲与丙或乙与丙的电阻相同．
（3）烧瓶中装入等质量的煤油而不是水，是利用煤油的比热容小，吸收相同的热量，煤油的温度变化小．
故答案为：不等于；（1）甲、乙；（2）乙丙；相等；（3）比热容小．

点评：在运用控制变量法探究问题时，要注意控制好变量：
（1）如探究电阻产生热量的多少与电阻的关系时，就要保证电流和时间相同，但电阻必须要不一样；
（2）探究电阻中产生热量的多少与电流关系时，就要保证电阻和时间相同，但电流必须不同．