Question

13．小明和小亮利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大．
（1）这两个烧瓶中所盛煤油的质量应该相等．
（2）小亮问小明“水比较容易获得，干嘛不用水代替煤油”．对于这个问题，小明和同学们讨论出了下列四种答案，你认为合理的是D
A．因为煤油有颜色便于观察
B．因为煤油有比较大的热值
C．因为煤油有比较小的密度
D．因为煤油有比较小的比热容
（3）为了完成实验课题，小明和小亮必须对两段金属丝进行串联，这样做的目的是控制通过两段金属丝的电流相等，实验中他们发现B（选填“A”“B”）烧瓶中温度计的示数升高的快．

Answer 1

分析 （1）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，为准确反应电流产生的热量的多少，两个烧瓶中所盛煤油的质量要相等；
（2）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；
（3）B烧瓶中温度计的示数升高的快说明B烧瓶中的煤油吸收的热量多，而A、B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，根据焦耳定律Q=I²Rt分析判断．

解答 解：
（1）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，
为准确反应电流产生的热量的多少，应控制变量使两个烧瓶中所盛煤油的质量应该相等，应用了控制变量的思想；
（2）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；故选D；
（3）探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”，需保持通过电阻的电流和通电时间相同，而串联电路中处处电流相等，因此需将铜丝和镍铬合金丝串联接入电路；
由焦耳定律Q=I²Rt可知，在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多，所以B烧瓶中温度计的示数升高的快．
故答案为：（1）相等；（2）D；（3）控制通过两段金属丝的电流相等；B．

点评 本题考查了学生对焦耳定律、比热容的应用、串联电路的电流关系的了解和掌握，当物理量较多时，在分析时要用好控制变量法．