Question

小强同学用图所示的装置，验证电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小、通过导体的电流和通电时间的关系．图中两个密封的烧瓶内盛满质量和温度都相同的煤油，瓶中插有两端开口的细玻璃管．两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝的电阻比较小，烧瓶B中的金属丝的电阻比较大．
（1）将两瓶中的金属丝串联起来接在电源上，通过观察玻璃管中________变化的多少，来比较金属丝放出热量的多少．通电一定时间后，B中细玻璃管内煤油液面较高，它表明在通电时间和________相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多；
（2）单独给烧瓶A中金属丝通入大小不同的电流，通电时间相同，烧瓶A中金属丝通入电流较________（填“大”或“小”）时煤油中产生的热量越多；
（3）小强下一步要做的是________；
（4）由以上实验，小强得出结论：当通过导体的电流越大、导体电阻越大、通电时间越长，产生的热量越多．

Answer 1

解：（1）此实验通过观察玻璃管中液柱高的变化判断电流产生的热量的多少，液面的高度的越高，电流产生的热量越多．
由焦耳定律可知，该实验研究的是：当通过的电流和通电时间相同时，导体电阻越大，导体电流产生的热量就越多．
（2）由焦耳定律可知，通电时间和电阻相同，电流越大导体产生的热量越多．
（3）单独给烧瓶A中金属丝通入大小相同的电流，通电时间不同，可以看到通电时间越长，产生热量越多
故答案为：
（1）液面的高度；电流；（2）大；（3）单独给烧瓶A中金属丝通入大小相同的电流，通电时间不同，可以看到通电时间越长，产生热量越多．
分析：（1）①本实验中，电流通过电阻丝产生热量，被煤油吸收，煤油的温度升高；根据液体热胀冷缩的性质，细玻璃管受热液面升高，反应电流产生热量的多少；电流产生的热量越多、煤油吸收的热量越多、液柱升的越高．
②由图可知，AB两个烧瓶中的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流和通电时间相同，研究的是：当通过的电流和通电时间相同时，导体电阻越大，导体电流产生的热量就越多．
（2）单独给烧瓶A中金属丝通入大小不同的电流，通电时间相同，电阻相同，电流越大导体产生的热量越多．
（3）上面两个小题探究了热量与电阻和电流的关系，下一步需要探究热量与时间的关系，利用控制变量法进行设计实验．
点评：本题考查了学生对焦耳定律的了解和掌握，在研究电流产生的热量与什么因素有关时，关键是用控制变量法思路分析实验和设计实验．