题目内容
4．
某同学用如图所示的装置研究“电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系”．图中两个烧瓶内盛有煤油，温度计显示煤油的温度，两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小．（1）实验采用的是控制变量的研究方法，试验的设计依据是电流的热效应．
（2）两个烧瓶内盛有煤油应该质量和初温都相等．
（3）闭合开关后，通过两段金属丝中的电流是相等的．（选填“相等”或“不相等”）
（4）一段时间后，可以观察到甲瓶中温度计的示数小于乙瓶中温度计的示数；（选填“大于”、“等于”或“小于”）判断依据是由焦耳定律Q=I2Rt可知，当电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多．
（5）两个烧瓶内盛煤油而不盛水，这是因为水的比热容大，温度变化小．
分析 （1）根据焦耳定律可知，研究电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系时，应该采用控制变量法，控制通过导体电流的大小和通电时间相等；
（2）实验中根据温度计示数升高的快慢可知导体产生热量多少与电阻的关系，据此分析两瓶中煤油的相同量；
（3）由图可知两电阻丝串联在电路中，通过两段金属丝中的电流是相等的；
（4）根据焦耳定律Q=I2Rt可知，当电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多；
（5）因为煤油的比热容比水小，相同质量的煤油和水比较，吸收或放出相同的热量，煤油的温度变化大，据此分析．
解答 解：
（1）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．试验的设计依据是电流的热效应；
（2）实验中根据温度计示数升高的快慢可知导体产生热量多少与电阻的关系，所以两个烧瓶内盛有煤油应该质量和初温都相等；
（3）由图可知两电阻丝串联在电路中，通过两段金属丝中的电流是相等的；
（4）由焦耳定律Q=I2Rt可知，当电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多；甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小，通电一段时间后，甲瓶中电阻丝放出的热量小于乙瓶中放出的热量，所以观察到甲瓶中温度计的示数小于乙瓶中温度计的示数；
（5）因为煤油的比热容比水的小，相同质量的煤油和水比较，吸收相同的热量，煤油温度升高的多，用煤油做实验效果更明显．
故答案为：（1）控制变量；热；（2）质量；初温；（3）相等；（4）小于；由焦耳定律Q=I2Rt可知，当电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多；（5）比热容．
点评 本题考查了学生对焦耳定律的认识和理解，并可以通过实验来验证自己目的，同时在该实验中利用了控制变量法和转换法，该实验方法在实验探究中经常用到．
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