Question

20．小泽猜想电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间有关．为了探究电流通过导体产生的热量与电流是否有关，所用的实验器材有：稳压电源、电流表、滑动变阻器、开关、停表各一个；绝热的塑料盒一个，盒内密封着空气，盒内的电阻丝的阻值是10Ω，插在盒中的温度计量程是0～100℃；导线若干．
（1）用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整．
（2）记录实验数据的表格如表．

实验次数	通电时间t/s	电阻R/Ω	电流I/A	盒内空气的初温t0/℃	盒内空气的来温t/℃	盒内空气升高的温度△t/℃	热量Q
1	20	10	0.2	20	32	12	小
2			0.3	20	47	27	中
3			0.4	20	69	49	大

分析表中的数据，得到的探究结论是通电时间和电阻一定时，电流越大，导体产生的热量越多．
（3）实验结束后，小泽为了缩短实验时间，对原实验方案稍加改动：实验器材不变，通电时间和电流的预设值不变，在每完成一次实验（收集一组数据）后，不断开开关，也不打开通气孔，直接把前一次实验的末温作为下一次实验的初温，再移动滑动变阻器滑片，使电流达到预设值时开始计时，20s后记录末温…
指出改动后方案的两点不足（可以结合原方案的实验数据）；
①改动后导致第三次实验的末温超过了温度计的量程，无法完成实验．
②改动后，前一次实验的末温并不是下一次实验的初温，所以初温记录有误．

Answer 1

分析 （1）滑动变阻器串联在电路中，接线一上一下；
（2）分析表格数据，抓住不变量，分析变量，通过现象分析得出结论；
（3）结合原实验数据，分析方案改动后的不足之处．

解答 解：（1）滑动变阻器串联在电路中，接线“一上一下”所接电路如图：

（2）由数据分析可知，电阻相等，通电时间相等，电流越大，盒内空气升高的温度越高，说明电流越大产生的热量越多，故可以得出结论是：在通电时间和电阻一定时，电流越大，产生的热量越多；
（3）实验器材不变，通电时间和电流的预设值不变，在每完成一次实验（收集一组数据）后，不断开开关，也不打开通气孔，直接把前一次实验的末温作为下一次实验的初温，再移动滑动变阻器滑片，使电流达到预设值时开始计时，20s后记录末温；
根据原实验数据可知，若把上一次末温作为下一次的初温，则改动后导致第三次实验的末温会超出温度计的量程，无法完成实验；
改动后，前一次实验的末温并不是下一次实验的初温，所以初温记录有误．
另外在两次实验之间调节滑动变阻器使得电流达到预设值过程中，盒内的空气温度还在上升．
故答案为：（1）电路如图；
（2）通电时间；电阻；电流越大，导体产生的热量越多；
（3）①改动后导致第三次实验的末温超过了温度计的量程，无法完成实验；
②改动后，前一次实验的末温并不是下一次实验的初温，所以初温记录有误．

点评 此题主要考查学生对于焦耳定律的理解和掌握，熟悉控制变量法是解题关键．