Question

实验桌上有三个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等的煤油、型号相同的温度计和阻值相等且不变的电阻丝R，如图所示。另外，还有满足实验要求的电源、滑动变阻器和开关各一个，电流表和停表各一块，导线若干。请利用上述实验器材，设计一个实验证明：“保持电阻阻值不变，在相同时间内通过电阻的电流越大，电流通过电阻产生的热量越多”。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。

Answer 1

(1)首先电流表调零，观察各温度计，待三瓶液体的初温相同，记为t₀；
(2)如图连接电路，断开开关S，滑动电阻器在最大阻值处；

(3)闭合开关S，调节滑片P，使电流表示数为I₁，同时按下停表，经过时间T之后，读取此时温度计示数为t₁，将I₁和t₁记入表格；
（4）断开开关S，拆掉烧瓶甲，然后把烧瓶乙再串联在电路中，滑动电阻器调在最大阻值处；
（5）再闭合开关S，调节滑片P使电流表示数为I₂，同时按下停表，经过时间T之后，读取此时温度计示数为t₂，将I₂和t₂记入表格；
（6）仿照步骤（4）和（5），拆掉烧瓶乙，把烧瓶丙串联在电路中，读取电流表示数I₃和t₃，记入表格中；
（7）由△t₁=t₁－t₀，△t₂=t₂－t₀，△t₃=t₃－t₀算出升高温度△t记入表格。

T/s
I/A
△t/℃

试题分析：由于该题是让我们设计实验证明：保持电阻不变时，在相同时间内通过电阻的电流越大，电流通过电阻产生的热量越多；这是一个定性的关系而非定量，故我们只要做三次实验就可以了，由于题中给出了三个烧瓶，可见分别将这三个烧瓶接入电路中，用滑动变阻器改变电流，用电流表测其电流的大小，用温度计测在相同时间内煤油升高的温度即可，因为煤油升高的温度就代表了电阻产生的热量，而相同的时间可以通过秒表来控制。