Question

设计实验--研究热和电（可以配图说明）：
（1）请你设计一个验证性小实验，证明“通电螺线管外部磁场的形状与条形磁体的磁场相似”．
（2）请完成下列探究实验的设计方案：

课题	探究通电导体产生的热量与导体电阻的关系	器材		电源、电流表、盛有煤油的烧瓶、5Ω的电热丝，10Ω的电热丝，滑动变阻器、温度计、开关、手表，以上器材各一件．
数据记录表格			步骤

Answer 1

分析：（1）利用通电螺线管、细铁屑、玻璃板演示通电螺线管的磁场；
（2）要探究通电导体产生的热量与导体电阻的关系，需要控制通过两电阻的电流相同、通电时间相同，使两个电阻的阻值不同；让两电阻分别浸没在质量相同的煤油中，通过比较煤油温度的变化，比较电流通过两电阻产生热量的关系；进而得出电流产生的热量与电阻的关系．

解答：解：
（1）如右图，在一块玻璃上安装一个用导线绕成的螺线管，板面上均匀地洒满细铁屑，再给螺线管通以电流，轻轻敲击玻璃板面，观察玻璃板面上细铁屑的分布情况，得出：通电螺线管周围细铁屑分布情况与条形磁体的相似，因此通电螺线管周围的磁场与条形磁铁的磁场相似．

（2）为了探究通电导体产生的热量与导体电阻的关系，实验步骤：

①如图，将甲乙两烧瓶（煤油的质量相同、初温相同）的电阻丝串联接入电路，使通过两电阻电流和通电时间相同．
②记录通电时间、温度计的示数，记录表格中；
③分析得出结论，甲烧瓶中的电阻大，通电一段时间后，烧瓶甲中的煤油温度上升多．由此得出结论：通电时间一定，电阻越大，导体产生的热量越多．
实验记录表格：

	电流/A	通电时间/s	电阻/Ω	温度升高量/℃
甲瓶		20	10
乙瓶		20	5

点评：本题是一道设计与制作题，通过实验探究通电导体产生的热量与导体电阻的关系、证明“通电螺线管外部磁场的形状与条形磁体的磁场相似”，重点考查了控制变量法的应用，同时考查了学生对实验表格和实验步骤的设计能力．