Question

8．验证焦耳定律实验．
器材：两个装有相同红煤油的烧瓶、两个电阻丝R_甲和R_乙（R_甲＜R_乙），电源、开关、电流表、滑动变阻器、导线，两根相同的玻璃管等（如图所示）．
步骤：
①用笔划线代替导线，将电路连接完整．
②把两段电阻丝串联，是为了控制电流和通电时间相同，通电一段时间后，可以通过观察玻璃管中煤油高度的变化来判断电流通过导体产生热量的多少．
③正确连接好电路，闭合开关，观察到乙瓶玻璃管中煤油液柱上升快．
结论：在其他条件不变的情况下，电阻越大，电流通过导体产生的热量就越多．

Answer 1

分析 （1）两个电阻丝R_甲和R_乙（R_甲＜R_乙），所以此实验是探究电流产生的热量与电阻大小的关系，由此两电阻串联，电流表与待测电阻串联，滑动变阻器的连接是一上一下与电阻串联，注意电流表的量程和电流方向；
（2）两电阻丝串联，它们的通电时间与通电电流相等，采用转换法，电流通过导体产生热量，使煤油温度升高，电阻产生的热量通过玻璃管中液面的变化反映出来；
（3）根据焦耳定律，结合串联电路的电流特点，判断产生热量的多少关系．

解答 解：
①在探究焦耳定律实验，两个电阻丝R_甲和R_乙（R_甲＜R_乙），所以此实验是探究电流产生的热量与电阻大小的关系，由此两电阻串联，电流表与待测电阻串联，滑动变阻器的连接是一上一下与电阻串联，因为无法判断电路的电流的大小，所以电流表选择0～3A量程，注意电流表的电流方向，电路如下；

②将两段电阻丝串联，是为了保证通过两电阻的电流与通电时间相等；实验中采用转换法，将两电阻丝产生的热量的多少通过玻璃管中的煤油高度的变化反映出来；电流产生的热量越多，温度计上升的越高；
③因为两电阻串联，所以通过两电阻的电流相同，由焦耳定律Q=I²Rt得，电流和通电时间相同时，电阻大的乙瓶在相同时间产生的热量多，升高的温度快；瓶玻璃管中煤油液柱上升快．
故答案为：①见上图；②控制电流和通电时间相同；玻璃管中煤油高度的变化；③乙．

点评 本题考查了实物图的连接；通过焦耳定律的实验重点考查学生对控制变量法、转化法的掌握和应用，以及学生分析实验现象得出结论的能力；控制变量法为物理实验中的常用方法，应重点掌握．