Question

3．在探究“导体产生的热量与导体两端的电压、导体的电阻和通电时间关系”的实验中，实验装置如图所示，两烧瓶A、B中煤油质量相等，两只温度计的示数相同，电阻丝的阻值R₁＞R₂．
（1）烧瓶中不装水而装煤油，是因为水的比热容较大（选填“大”或“小”），升温慢，导致实验时间长．开关接在干路，是为了控制通电时间相同．
（2）闭合开关后，发现B中温度计的示数上升较快．由此得出结论：当导体两端的电压和通电时间相同时，导体电阻越大，导体产生的热量越少（选填“多”或“少”）．
（3）电烘箱高温和低温两档的调节是通过改变接入电路的电阻丝的长度来实现的．由上述实验可知：低温档接入电路的电阻丝比高温档要长（选填“长”或“短”）一些．当电阻两端电压一定时，通过电阻的电流与电阻成反比．

Answer 1

分析 （1）为了便于观察实验现象，温度变化越明显越好，因此选取比热容较小的液体；为了控制电路中的通电时间，将开关接在干路．
（2）实验时，电流通过电阻丝做功，消耗电能转化为内能，产生的热量，被煤油吸收，煤油吸收热量温度升高；通过温度计的示数变化反应电流产生的热量多少，哪个温度上升得快哪个放出的热量就多．利用Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t分析影响导体产生热量的多少．
（3）由“低温档”可知其温度上升的慢，说明消耗电能转化为内能，产生的热量少，从而可知电流通过电阻丝做功少，根据Q=W=Pt=UIt=$\frac{{U}^{2}}{R}$t，可得出结论．

解答 解：（1）因煤油比水具有较小的比热容，故用煤油比用水更容易看出温度的变化；将开关接在干路上，可以控制通电时间相同；
（2）通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少，发现B中温度计的示数上升较快．则说明B中电阻丝放出的热量比A中放出的热量多；
由Q=W，W=UIt，I=$\frac{U}{R}$得，Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t，当导体两端的电压和通电时间相同时，导体电阻越大，导体产生的热量越少．
（3）根据 Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t，可知为了节省电能接入电路中的总电阻要大，从而使电能转化为内能较少，产生的热量较少，温度较低，所以低温档接入电路的电阻丝比高温档要长．
故答案为：（1）大；通电时间；（2）少；（3）长．

点评 本题考查了学生对焦耳定律、并联电路的电压关系的了解和掌握，综合性强，属于中考必考的探究实验题型．近几年对实验过程及实验原理的考查要多于对实验结论的考查，故在实验中要注重对实验原理的理解．