Question

14．如图所示，实验桌上有若干完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油、完全相同的温度计，烧瓶内还分别装有已知阻值大小不同的电阻丝，满足实验要求的电源、滑动变阻器和开关各一个，电流表和停表各一块，导线若干．请选用上述实验器材，设计一个实验验证通过电阻丝电流大小和通电时间相同的情况下，烧瓶内电阻丝的电阻值越大，电流通过导体产生的热量越多．实验设计中可用煤油升高的温度△T的大小表示电流通过电阻丝R产生热量的多少．请画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表格．

Answer 1

分析 （1）要探究：“电流大小和通电时间相同的情况下，电阻丝的电阻值越大，电流通过导体产生的热量越多”，则需要测量的物理量有：烧瓶中煤油升高的温度△t与电阻丝的阻值R，则电路应是由电源、开关、滑动变阻器、电流表和加热电阻丝R组成；
（2）利用电流表测流过电阻的电流，改变滑动变阻器阻值，控制流过电阻的电流，记录电阻值和每加热一定时间时升高的温度△t；最后根据数据判断升高的温度△t与通过电阻丝的阻值R的关系．
（3）记录数据的表格应包括：电阻R、初温t₀、终温t等内容．

解答 解：
实验电路图如图所示：

实验步骤：
（1）按电路图将电源、滑动变阻器、电流表、装有不同电阻丝的烧瓶串联接入电路中，将滑动变阻器的滑片调到阻值最大的位置，观察并记录烧瓶中温度计的示数t₀；
（2）闭合开关S的同时按下停表开始计时，记录各烧瓶中电阻丝的阻值R，通电一段时间，观察并记录温度计的示数t，断开开关S；
（3）根据公式△t=t-t₀，计算煤油升高的温度△t，并记录；
（4）分析实验数据，得出结论．
实验数据记录表：

R/Ω
t0/℃
t/℃
△t/℃

点评 本题考查了实验电路设计、实验步骤设计、设计数据记录表格，有一定难度，知道实验目的是解题的关键．