Question

3．小明用如图甲和图乙所示的实验装置分别探究“电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”．

（1）图甲所示实验中通过温度计示数的变化来比较电流产生的热量的多少．
（2）为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲乙两瓶中要装入相同的初温和质量的煤油．其中甲瓶中煤油的温度升高得快．
（3）实验中选用煤油而不用水的原因是煤油的比热容小，吸热相同时，温度升的高，实验现象明显
（4）用如图乙所示的实验装置探究，得到的结论是：在电流和通电时间相同时，导体电阻越大产生的热量越多
（5）本实验中的探究方法是控制变量法和转换法．

Answer 1

分析 （1）首先导体产生的热量是要通过煤油的温度变化体现出来；
（2）探究两种电阻丝通过电流后产生热量的多少时，应控制煤油的质量和初温要相同，根据焦耳定律分析温度的高低．
（3）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，即观察到得温度计示数变化大，则在同质量吸收相同热量的条件下，比热容小的液体温度变化大．
（4）使用相同质量的煤油，通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高的快，说明乙瓶中的煤油吸收的热量多，即乙瓶中的镍铬合金丝产生的热量多；由此得出结论．
（5）知道热量与电流、电阻及通电时间有关，可变因素较多，本题是在电流、时间相同的前提下，使用不同的电阻，探究热量与电阻的关系，这采用的是控制变量法；导体产生的热量是要通过煤油的温度变化体现出来，这就是转换法．

解答 解：（1）两电阻丝产生热量的多少是通过温度计示数的变化反映出来的．
（2）探究两种电阻丝通过电流后产生热量的多少时，应控制煤油的质量和初温要相同；由图可知，此时电流相同，甲的电阻要大于乙的电阻，由焦耳定律可知，甲产生的热量多，温度升的高；
（3）若将烧瓶中装有水，则由Q=cm△t可知：在相同质量的水和煤油中，吸收的相同的热量时，由于水的比热容大，温度升高的度数少，温度计的示数变化不明显；
（4）综合实验过程，使用相同质量与初温都相同的煤油，在电流和通电时间相同的前提下，乙瓶中的温度计示数升高的快，说明乙瓶中的煤油吸收的热量多，即乙瓶中的镍铬合金丝产生的热量多；所以可得出的结论是：在电流和通电时间相同时，导体电阻越大产生的热量越多
（5）为保证通过两个电阻的电流总是相等，电阻串联；同时保证了它们的通电时间也相等，导体中产生的热量就只与电阻有关了，为此采用控制变量法．煤油吸热的多少是通过温度计示数的变化来反映的，这是采取的转换法．
故答案是：（1）温度计示数；（2）质量；甲；（3）煤油的比热容小，吸热相同时，温度升的高，实验现象明显；（4）在电流和通电时间相同时，导体电阻越大产生的热量越多；（5）控制变量法；转换法．

点评 采用控制变量法是探究实验常用的方法，本实验可通过控制电流、通电时间不变，只改变电阻，然后看热量的变化．