Question

15．在讨论“电流产生的热量与什么因素有关”的问题时，各组同学各抒己见，结合生活实际，给出自己的猜想．
第一组：电流产生的热量可能和通电时间有关．
第二组：电流产生的热量可能和电流大小有关．
第三组：电流产生的热量可能和电阻大小有关．
（1）你支持哪一组的观点？请你举一个生活中的例子支持它．电流产生的热量可能和电阻大小有关；用电炉烧水时，电炉丝已经热的发红，但是和电炉丝串联的导线却几乎不热．
（2）小明所在的三组同学决定用科学实验验证自己组的想法．为此他们设计了如图所示的电路．该电路的连接方式可以达到的目的是电流和时间相同，同时看每个玻璃管中的液面上升的高度来反映电流在此容器中产生的热量．

（3）老师提示三组同学，若想同时探究出第一组同学的猜想，只需要再增加秒表（器材）并做相应的测量记录．
（4）经过同学们的实验探究，最后得到了“电流产生的热量和电流大小、电阻大小、通电时间都有关”的结论．实验过程中，小明发现该实验选用的装置和探究“不同物质吸热能力”的实验装置有相似之处．他灵机一动，将5Ω电阻所在的容器中换上等质量的煤油，准备重新进行探究物质吸热性质的实验．

组别	两液体质量/g	加热/min	左液面高度/cm	右液面高度/cm
1	200g
2
3

你认为小明的设计有不妥或错误之处吗？请写出你的观点：探究“物质吸热能力”的实验中，小明的实验中两电阻大小不同，所以相同电流相同时间两电阻产生的热量不同．所以实验方案是不对的．

Answer 1

分析 （1）根据生活现象和影响电流产生热量的因素分析解答；
（2）串联电路电流相等，在同一电路中通电时间相等，通过U型管中液面的高度差反映产生热量的多少；
（3）探究电流产生热量多少与通电时间的关系，在保持电流大小，和电阻大小相等时，应改变时间，观察液面的高度变化；
（4）探究物质的吸热能力实验时，应保持物质在相等的时间内吸收的热量相等．

解答 解：
（1）图中两电阻丝串联，此题探究的是：电流产生的热量可能和电阻大小有关；用电炉烧水时，电炉丝已经热的发红，但是和电炉丝串联的导线却几乎不热；
（2）根据电路图可知，两电热丝串联在同一电路中，保持了电流和时间相同；利用U型管中两液面的高度差反映电流产生热量多少；
（3）探究电流产生热量多少与通电时间的关系，在保持电流大小，和电阻大小相等时，应改变时间，观察液面的高度变化；因此需要增加秒表；
（4）探究“不同物质吸热能力”时，应保持物质在相等的时间内吸收的热量相等，从实验中可知小明只是将其中一瓶内物质改换成煤油，并没有将电阻换成阻值相等的，因此在相等时间内，物质吸收的热量不相等，故实验方案不对．
故答案为：
（1）电流产生的热量可能和电阻大小有关；用电炉烧水时，电炉丝已经热的发红，但是和电炉丝串联的导线却几乎不热；
（2）电流和时间相同；液面上升的高度；
（3）秒表；
（4）探究“物质吸热能力”的实验中，小明的实验中两电阻大小不同，所以相同电流相同时间两电阻产生的热量不同．所以实验方案是不对的．

点评 此题主要考查学生对于焦耳定律实验的理解和掌握，注意控制变量法的应用．