题目内容
【题目】实验桌上有电源、滑动变阻器、停表、电流表和开关各一个、导线若干以及如图所示的完全相同的甲、乙两个保温烧瓶。烧瓶内装有完全相同的温度计和阻值相等且不变的电阻丝R,甲、乙两个烧瓶内都装有质量相等的煤油。
以上器材均能满足实验要求,请利用上述实验器材,设计一个实验证明:“电流通过电阻产生的热量与通过电阻的电流有关”。实验设计中可用煤油升高的温度Δt的大小表示电流通过电阻丝R产生热量的多少。请画出实验电路图,写出实验步骤,画出实验数据记录表格。
【答案】实验电路图如图所示。
实验步骤:
(1)按电路图将装置甲、滑动变阻器、电流表等串联接入电路中,将滑动变阻器的滑片调到阻值最大的位置,观察并记录装置甲中温度计的示数t0。
(2)调滑动变阻器的滑片在适当位置后,闭合开关S的同时按下停表开始计时,观察并记录电流表的示数I,通电3min,停止计时的同时观察并记录温度计的示数t,断开开关S。
(3)用装置乙替换电路中的装置甲,改变滑动变阻器滑片的位置,观察并记录装置乙中温度计的示数t0。仿照步骤(2),做一次实验。
【解析】试题分析:要实验证明:“电流通过电阻产生的热量与通过电阻的电流有关”。根据控制变量的思路,结合,要控制电阻和通电时间相同,而让电流不同。
器材中只有一个滑动变阻器,,一次只能让一个装置接入电路,做两次实验,通过调节滑动变阻器的滑片使两次的电流不同,通电时间相同。
实验记录表格中应包括电流的大小I,煤油的初温t0和末温t,煤油升高的温度Δt。
据此设计电路、进行实验验证和设计记录表格:
设计电路图:
步骤:
(1)按电路图将装置甲、滑动变阻器、电流表等串联接入电路中,将滑动变阻器的滑片调到阻值最大的位置,观察并记录装置甲中温度计的示数t0。
(2)调滑动变阻器的滑片在适当位置后,闭合开关S的同时按下停表开始计时,观察并记录电流表的示数I,通电3min,停止计时的同时观察并记录温度计的示数t,断开开关S。
(3)用装置乙替换电路中的装置甲,改变滑动变阻器滑片的位置,观察并记录装置乙中温度计的示数t0。仿照步骤(2),做一次实验。
实验记录表格: