题目内容
【题目】在探究“影响电流热效应的因素”实验中:
(1)为了探究电热器产生的热量与电流的关系,小明设计了甲图装置,在烧瓶内安装一根电阻丝,并插入一支温度计,通过比较烧瓶内液体的温度变化,来判断相同时间内不同电流产生的热量多少。若他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显,应选用_____(选填“煤油”或“水”),理由是_____。
(2)小明先测量烧瓶内液体的温度后,闭合开关,通电30s再测量烧瓶内液体的温度,得到温度的升高量填入表中;然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小,重复上述操作,获得第二组数据(见表):
实验次数 | 电流/A | 通电时间/s | 电阻/Ω | 温度升高量/℃ |
1 | 0.3 | 30 | 10 | 1.5 |
2 | 0.6 | 30 | 10 | 6.0 |
由此得出:同一导体,在通电时间相等时,电流越大,其产生的热量_____。(填“越多”或“越少”)
(3)若要探究电热器产生热量与电阻的关系,应保持电流和通电时间相等,同时选择乙图中_____(填“A”或“B”)烧瓶与甲图中的烧瓶_____(选填“串联”或“并联”)。
【答案】煤油 煤油比热容小 越多 B 串联
【解析】
(1)电流产生的热量不能用眼睛直接观察,通过温度计示数变化来反映,这是转换法。本实验中是通过温度计示数变化来判断电流产生的热量多少;因为煤油的比热容比水的比热容小,相同质量的煤油和水比较,吸收相同的热量,煤油升高的温度多,在短时间内用煤油做实验效果更明显,便于观察;
(2)本实验应用了控制变量法,从实验表格中数据可以看出:通电时间和电阻相同时,通过电阻的电流越大,升高的温度量越大,由转换法知道,电流产生的热量越多;
(3)电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关。探究电流产生热量多少跟电阻的关系,控制电流和通电时间不变,改变电阻的大小。由于串联电路中电流处处相等,通电时间相同,所以选择乙图中的B烧瓶与甲图中的烧瓶电阻串联。
【题目】小明在“探究电流与电阻关系”的实验中,准备了如下实验器材:干电池,标有“15Ω 1A”字样的滑动变阻器,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻。
(1)小明连接了下面的电路,其中有一条导线连接有误,请将连接错误的导线打“×”并画出正确连线。
(___)
(2)排除故障后,小明将5Ω定值电阻连入电路,将滑动变阻器的滑片移动到_____(选填a”或“b”)端,再闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为某一定值,此时电流表的示数如图乙,示数为_____A。
(3)接下来断开开关,取下5Ω的定值电阻,分别把它换成10Ω、20Ω的定值电阻,闭合开关,调节滑动变阻器,控制_____(选填“电流表”或“电压表”)示数不变,分别读取相应的电流表示数,记录在表中:
实验次数 | 1 | 2 | 3 |
电阻R/Ω | 5 | 10 | 20 |
电流I/A | 0.2 | 0.1 |
(4)由数据可知:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成_____。
(5)小明想用一块电流表和一个定值电阻R0测未知电阻Rx的阻值,于是他和同组同学设计了如图丙所示的电路图,并进行如下实验操作:
①闭合S、S1,此时电流表的示数为I;
②闭合S、断开S1,此时电流表的示数为I1;
③求未知电阻Rx的表达式为:Rx=_____。(用R0、I、I1表示)