Question

13．实验桌上有两个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油、完全相同的温度计a、b，烧瓶内还分别装有阻值为10Ω的电阻丝R_A和阻值为5Ω的电阻丝R_B．实验桌上还有满足实验要求的电源、开关、滑动变阻器各一个，电流表和停表各一块、导线若干．小新利用上述实验器材证明“电流通过电阻产生的热量跟电阻值大小有关”．

（1）小新设计了两个实验电路图甲和乙．你认为能够完成实验的电路图甲（选填“甲”或“乙”）
（2）闭合开关通电一段时间，观察温度计示数的变化，在甲图中两支温度计温度上升较多的是a（选填“a”或“b”）
（3）若要探究“电流通过电阻产生的热量跟电流大小是否有关”．需要在图甲中添加器材滑动变阻器和电流表，用停表控制通电时间相同．

Answer 1

分析 （1）电流通过电阻产生的热量跟电流、电阻和通电时间有关，要探究电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关，就必须控制电流和通电时间相同；
（2）本题利用了转换法，把电热的多少通过温度计示数变化表现出来；根据Q=I²Rt判断放出热量多少；
（3）要探究“电流通过电阻产生的热量跟电流大小是否有关”，必须控制电阻和通电时间相同，改变电流大小，所以需要在电路中串联一个滑动变阻器来改变电路中的电流大小．

解答 解：（1）要探究电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关，就必须控制电流和通电时间相同，甲图中两电阻丝串联，同时通断电，控制了电流和通电时间相同，所以能够完成实验的电路图是甲；
（2）在甲图中，两电阻丝串联，同时通断电，控制了电流和通电时间相同，且电阻丝R_A的阻值大于电阻丝R_B的阻值，根据Q=I²Rt可知，甲图中a瓶中电阻丝放出的热量多，温度计示数上升较多；
（3）要探究“电流通过电阻产生的热量跟电流大小是否有关”，必须控制电阻和通电时间相同，改变电流大小，所以需要在电路中串联一个滑动变阻器，通过移动滑片来改变电路中的电流大小；实验中用停表来控制通电时间相同．
故答案为：（1）甲；（2）a；（3）滑动变阻器； 相同．

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．