题目内容

爱动脑筋的小明在学习焦耳定律之后想亲自探究这个问题,他设计了图示的实验,只连接一次电路就完成了实验探究.他的方法是用电阻丝(其中R甲≠R乙)给烧瓶中的煤油(煤油质量相同)加热,然后观察煤油在插入密封烧瓶里的玻璃管中上升的高度,就可以对比电阻丝放热的多少.请你仔细观察小明设计的实验电路,并应用所学知识分析回答下列问题:
(1)探究电热的多少与电流的关系,应该对比
甲丙或乙丙
甲丙或乙丙
两个烧瓶中煤油柱上升的高度,而这两个烧瓶中电阻丝阻值应该
相等
相等
.
(2)探究电热的多少与电阻的关系,应该对比
甲乙
甲乙
两个烧瓶中煤油柱上升的高度.
(3)有许多家用电器的工作原理即为焦耳定律,请举两个例子.
分析:(1)该题利用了转换法,把电热的多少通过玻璃管中煤油上升的高度表现出来;
(2)为了探究电热的多少与电流或电阻的关系,采用了控制变量法,首先利用公式Q=I2Rt并结合控制变量法,找出需要控制的变量,再结合图示选择出合适的电阻丝,在此基础上两个烧瓶中电阻丝阻值的关系即可得出.
(3)利用电流的热效应工作的用电器的工作原理是焦耳定律,只需要找到家用电器在工作时把电能转化成热(内)能的即可.
解答:解:(1)该题利用了控制变量法,为了探究电热的多少与电流的关系,由公式Q=I2Rt可知,
应控制两电阻丝的电阻和通电时间相等,而电流不相等,而电阻丝甲和乙串联,通过它们的电流相等,
所以应选取甲丙(或乙丙),并保证两电阻丝的电阻相等.
(2)探究电热的多少与电阻的关系,由公式Q=I2Rt可知,应控制两电阻丝的电流和通电时间相等,而电阻不相等,
从图中可知,甲和乙两根电阻丝串联,因此通过它们的电流和时间相等,
所以应选取甲乙,并保证两电阻丝的电阻不相等.
(3)在家用电器中利用焦耳定律,把电能转化为热能的有:电饭锅,电热毯,电暖器,电烙铁,电水壶.
故答案为:(1)甲丙(或乙丙),相等.(2)甲乙.(3)电饭锅,电热毯.
点评:本题考查了可以利用控制变量法,并结合所研究的问题选取合适的实验器材,并且可以把所学的物理知识在生活中加以应用.
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