题目内容

小强同学用如图所示的装置,验证电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小、通过导体的电流和通电时间的关系.图中两个密封的烧瓶内盛满质量和温度都相同的煤油,瓶中插有两端开口的细玻璃管.两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,烧瓶A中的金属丝的电阻比较小,烧瓶B中的金属丝的电阻比较大.
(1)小强在密封的烧瓶内装入煤油而没有装水,主要是由于______.
(2)将两瓶中的金属丝串联起来接在电源上,通过观察玻璃管中______变化的多少,来比较金属丝放出热量的多少.这种研究方法称为______.
(3)通电一定时间后发现B中细玻璃管内煤油液面较高,由此得出的实验结论是______.

解:
(1)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,选用煤油而不用水做实验,主要是由于水的比热容大于煤油的比热容,吸收相同的热量,温度变化不明显.
(2)此实验通过观察玻璃管中液面的变化判断电流产生的热量的多少,液面升的越高,电流产生的热量越多.这种研究方法称为转换法.
(3)由焦耳定律可知,电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比.由图可知,AB两个烧瓶中的电阻丝串联,通过两电阻丝的电流和通电时间相同,所以该实验研究的是:当通过的电流和通电时间相同时,导体的电阻越大,产生的热量越多.
故答案为:(1)煤油比水的比热容小;(2)液面; 转换法;(3)在电流和通电时间相同时,导体的电阻越大,产生的热量越多.
分析:(1)吸收相同的热量在较短的时间内温度升高快的液体比热容较小,要想在较短的时间内达到明显的实验效果,所选液体的比热容应较小.
(2)本实验中,电流通过电阻丝产生热量,被煤油吸收,煤油的温度升高;根据液体热胀冷缩的性质,玻璃管中煤油柱液面的变化,反应电流产生热量的多少;电流产生的热量越多、煤油吸收的热量越多、液柱升的越高.通过煤油柱上升的高度反应产生热量的多少,运用了转换法.
(3)由图可知,AB两个烧瓶中的电阻丝串联,通过两电阻丝的电流和通电时间相同,研究的是电流产生的热量与电阻的关系.
点评:本题考查了学生对焦耳定律、串联电路的电流关系的了解和掌握,难度不大,但综合性强,属于中考必考的探究实验题型.在研究电流产生的热量与什么因素有关时,要用好控制变量法和转换法.
练习册系列答案
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