题目内容

15．为了探究影响电流产生热量的因素，实验室准备了两个相同的烧瓶（内装煤油）、两个带有橡皮塞的粗细均匀的相同温度计，四根不同阻值（R1＞R2R3=R4）的电阻丝，以及相同的滑动变阻器、开关、导线、电源等．两个实验小组根据提供的实验器材，分别设计了如图甲、乙所示的两个方案．

（1）设计实验时应使两个烧瓶中煤油的质量（选填“体积”或“质量”）相等，该实验的探究方法是控制变量法．
（2）甲方案可探究电流和通电时间一定时，电流产生的热量跟电阻关系．
（3）乙方案可探究电阻和通电时间一定时，电流产生的热量跟电流关系．
（4）电阻在一定时间内产生的热量是通过烧瓶中煤油温度升高的多少反映出来的．

分析 （1）实验中通过煤油升高的温度反应电阻丝放出热量的多少，物体升高的温度与物质种类、质量、吸收的热量都有关，需应用控制变量法；
（2）（3）分析甲图和乙图中电阻丝的连接方式（串联时电流相同、通电时间相同），并结合焦耳定律找出相同的量和不同的量；
（4）电流通过导体产生热量的多少，我们通过肉眼直接观察看不到其多少，在此应用了转换法，把电流通过导体产生热量的多少用我们能看到的现象表现出来．

解答 解：（1）实验中通过煤油升高的温度反应电阻丝放出热量的多少，由Q吸=cm△t可知，应控制两烧瓶中煤油的质量相等，应用了控制变量法；
（2）由图甲知，两电阻丝串联，通过的电流相同、通电时间相同，探究的问题是在通过的电流一定时，电热与电阻的关系；
（3）由图乙知，两电阻丝并联，并且两电阻的阻值、通电时间相同，探究的问题是在电阻和通电时间一定时，电热与电流的关系；
（4）电流通过导体产生热量的多少，我们通过肉眼直接观察看不到其多少，但可以通过煤油的温度升高把电流通过导体产生热量的多少体现出来．
故答案为：（1）质量；控制变量法；（2）电阻；（3）电阻；电流；（3）温度升高．

点评 本题考查了可以利用控制变量法，并结合所选取的实验器材能确定研究的问题，并且可以把所学的物理知识在生活中加以应用．

练习册系列答案
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实验步骤1234
MN两端连接的金属丝abcd
电流表示数I/A0.460.60.920.94
（1）比较步骤1和3，可得出结论：当材料和长度相同时，导体的横截面积越小，电阻越大；
（2）比较步骤1和4，可得出结论：当材料和横截面积相同时，导体长度越长，电阻越大．
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