Question

2．爱动脑筋的小刚在探究“在通电时间相同时，电流通过导体产生的热的多少跟电流、电阻的关系”的活动中，设计了如图所示的电路．在三个相同的烧瓶中装有煤油，用电阻丝（R_甲=R_丙＞R_乙）给烧瓶中的煤油加热．请你仔细观察小刚设计的实验电路，并回答下列问题：
（1）实验时通过观察烧瓶中温度计的示数的变化情况，就可以对电阻丝放热的多少进行比较．在三个烧瓶中的煤油要求质量、初温度相同．
（2）研究电热跟电流的关系时，应该比较甲丙两个烧瓶情况．这表明：在电阻和通电时间都相同时，电流通过导体产生的热量的多少跟电流有关．
（3）研究电热跟电阻的关系时，应该比较甲乙两个烧瓶中情况．闭合开关后，发现甲瓶中的温度计升温快些，这表明：在电流和通电时间都相同时，导体电阻越大，产生的热量多．
（4）本实验中我们采用的方法叫控制变量法．

Answer 1

分析 （1）通过观察烧瓶中温度计示数的变化来判断电阻丝发热的多少属于转换法；要比较煤油被加热温度的变化，需要煤油的质量和初温度都相同；
（2）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；
要比较电热与电流的关系，应控制电阻和通电时间相等，改变电流的大小；
（3）要比较电热与电阻的关系，应控制电流和通电时间相等，改变电阻的大小；
（4）由焦耳定律可知，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，该方法是我们常用的控制变量法．

解答 解：
（1）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，这个研究方法可以称之为转换法；在甲、乙、丙三个烧瓶中的煤油质量和初温度都要相同，才能比较产生热量的多少；
（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，要保持电阻丝的电阻不变，使通过电路中的电流不同，所以应该选择甲、丙两个烧瓶进行比较，一段时间后，观察到这两个瓶中温度计的示数不一样，这表明：在电阻和通电时间都相同时，电流通过导体产生热量的多少跟电流大小有关；
（3）由Q=I²Rt可得：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；闭合开关后，发现甲瓶中的温度计升温快些，这表明：在电流和通电时间都相同时，导体电阻越大，产生的热量越多；
（4）本实验中我们采用的方法叫控制变量法．
故答案为：（1）温度计的示数；质量；初温度；
（2）甲丙；电流；
（3）甲乙；多；
（4）控制变量法．

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．