Question

13．用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”．
（1）实验中通过观察温度计示数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，甲乙两瓶中要装入质量相同、初温相同的煤油．两瓶中装入的是煤油而不是水的原因是用煤油做实验效果更明显．
（3）为达到实验目的，选用的两电阻丝的阻值不能相同．
（4）实验结论是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．
（5）该实验装置还可以研究通电时间一定时导体产生的热量与电流大小的关系．

Answer 1

分析 （1）温度计示数的变化反应了液体温度的变化，反映了液体吸收热量即电流产生热量的多少；
（2）要比较不同电阻丝产生热量的多少，应控制电流与通电时间相等，控制两瓶中液体的质量与初始温度相同；
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）为探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”应选用阻值不同的两根电阻丝；
（4）根据实验控制的变量与焦耳定律分析答题；
（5）调节滑动变阻器阻值，可以改变电路电流大小，因此应用该实验装置还可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电流大小的关系．

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；
（2）为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲乙两瓶中要装入质量相同、初温相同的同种液体；
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；
（3）为达到实验目的，选用的两电阻丝的阻值不能相同；
（4）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；
（5）该实验装置还可以研究通电时间一定时导体产生的热量与电流大小的关系．
故答案为：（1）温度计示数变化；
（2）质量相同；初温相同；用煤油做实验效果更明显；
（3）相同；
（4）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；
（5）电流大小．

点评 本题是一道探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”的实验题，本实验应用了控制变量法与转换法，理解并掌握这两种方法是正确解题的前提与关键．