Question

11．在探究“导体产生的热量与导体两端的电压、导体的电阻和通电时间关系”的实验中，实验装置如图所示，两烧瓶A、B中煤油质量相等，两只温度计的示数相同，电阻丝的阻值R₁＞R₂．
（1）烧瓶中不装水而装煤油，是因为水的比热容较大（选填“大”或“小”）．开关接在干路，是为了控制通电时间相同．
（2）闭合开关后，发现B中温度计的示数上升较快．则B中电阻丝放出的热量比A中放出的热量多（选填“多”或“少”）．
由此得出结论：当导体两端的电压和通电时间相同时，导体电阻越大，导体产生的热量越少（选填“多”或“少”）．
（3）电烘箱高温和低温两档的调节是通过改变接入电路的电阻丝的长度来实现的．由上述实验可知：低温档接入电路的电阻丝比高温档要长（选填“长”或“短”）一些．
（4）此实验所采用的方法是控制变量法和转换法．

Answer 1

分析 （1）为了便于观察实验现象，温度变化越明显越好，应从煤油和水两者的物理特性进行选择；为了控制R₁和R₂通电时间的相同，将开关接在干路．
（2）实验时，电流通过电阻丝做功，消耗电能转化为内能，产生的热量，被煤油吸收，煤油吸收热量温度升高；通过温度计的示数变化反应电流产生的热量多少，哪个温度上升得快哪个放出的热量就多．
由题目可知“两烧瓶A、B中煤油质量相等”“导体两端的电压和通电时间相同”，只有电阻阻值的大小影响了导体产生热量的多少．
（3）由“低温档”可知其温度上升的慢，说明其功率较小，电烘箱高温和低温两档，电源电压相同，根据P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$，可得出结论．
（4）根据控制变量法和转换法分析．

解答 解：
（1）因煤油比水具有较小的比热容，在吸收一定热量的情况下，温度升高的幅度大，所以用煤油比用水更容易看出温度的变化；为了能更准确地控制R₁和R₂的通电时间相同，将开关接在干路上．
（2）通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少，发现B中温度计的示数上升较快；则说明B中电阻丝放出的热量比A中放出的热量多；
由题可知“导体两端的电压和通电时间相同”，电阻丝的阻值R₁＞R₂，A中电阻丝R₁放出的热量较少，所以可得出结论：当导体两端的电压和通电时间相同时，导体电阻越大，导体产生的热量越少．
（3）电烘箱高温和低温两档，电源电压相同，低温档的功率较小，根据P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，低温档的总电阻要大；在其他条件相同时，导体长度越长，电阻越大，所以低温档接入电路的电阻丝比高温档要长一些；
（4）在探究导体产生的热量与导体两端的电压、导体的电阻和通电时间关系，采用了控制变量法；液体吸收的热量不能测出，但通过温度计的示数的高低可以比较吸热的多少，这是利用了转换法．
故答案为：（1）大；通电时间；（2）多；少；（3）长；（4）控制变量法和转换法．

点评 本题考查了学生对焦耳定律、并联电路的电压关系的了解和掌握，综合性强，属于中考必考的探究实验题型．近几年对实验过程及实验原理的考查要多于对实验结论的考查，故在实验中要注重对实验原理的理解．