题目内容

11.小明用如图1所示的实验器材探究电流产生的热量与哪此因素有关:在质量相同的两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,甲烧瓶中的金属丝是铜丝,电阻比较小,乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝,电阻比较大,温度计显示煤油的温度.

(1)如图1,闭合开关后,观察到乙烧瓶中温度计的示数升高快,这表示:在电流和通电时间相同时,电阻越大产生的热量越多.
(2)利用图1所示装置探究电热与电流大小的关系时,可以通过移动滑片来改变电流的大小,通电相同时间,观察比较同一根电阻丝(选填“不同的电阻丝”或“同一根电阻丝”)所在瓶中煤油温度的变化.
(3)小聪觉得以上的实验操作太繁,为此他设计了另一套如图2所示的电路:甲、乙、丙三个瓶中装有质量相同的煤油,浸泡在瓶中的三段金属丝电阻大小关系是:R甲=R丙>R乙,这样只要连接一次电路就能完成实验探究.小聪的这个设计中,探究电热的多少与电流的关系,应该对比甲丙两个烧瓶中的煤油上升的温度,探究电热的多少与电阻的关系,应该对比甲乙两个烧瓶中的煤油柱上升的温度.若闭合开关通电一段时间后,三个瓶中煤油的温度从高到低依次是丙甲乙.

分析 (1)由Q=I2Rt可知,电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关,为了研究电流与导体电阻的关系,要控制通过的电流和通电时间不变.
(2)探究在通电时间相同时,电热跟电流的大小之间的关系时,可以保持金属丝的电阻不变,通过滑动变阻器改变电流的大小,观察瓶中煤油温度的变化.
(3)要比较电热与电流的关系应控制电阻相等,改变电流的大小;要比较电热与电阻的关系应控制电流相等,改变电阻的大小;再根据Q=I2Rt判断三个瓶中煤油的温度从高到低的顺序.

解答 解:(1)根据Q=I2Rt可知,闭合开关后,观察到乙烧瓶中温度计的示数升高快,这表明:在电流和通电时间相同时,电阻越大产生的热量越多.
(2)根据Q=I2Rt可知,探究在通电时间相同时,电热跟电流的大小之间的关系时,可以保持金属丝的电阻不变,通过移动滑片来改变电路中的电流,观察同一根电阻丝所在瓶中煤油温度的变化进行实验.
(3)由Q=I2Rt可得:要比较电热的多少与电流的关系,应使电阻相等,故应对比甲、丙两个烧瓶中的煤油上升的温度;
要比较电热与电阻的关系,应使电流相等,故应对比甲、乙两个烧瓶中的煤油上升的温度;
若闭合开关通电一段时间后,三个瓶中煤油的温度从高到低依次是:丙、甲、乙.
故答案为:(1)在电流和通电时间相同时,电阻越大产生的热量越多;(2)移动滑片;同一根电阻丝;(3)甲丙;甲乙;丙甲乙.

点评 本题通过焦耳定律的实验重点考查了学生对控制变量法、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.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网