Question

17．在探究“影响电流热效应的因素”实验中：

（1）为了探究电热器产生的热量与电流的关系，小明设计了甲图装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，通过比较烧瓶内液体的温度变化，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少，这种研究方法叫转换法．若他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显，应选用煤油（选填“煤油”或“水”）．
（2）小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内液体的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作，获得第二组数据（见表）．

实验次数	电流/A	通电时间/s	电阻/Ω	温度升高量/℃
1	0.3	30	10	1.5
2	0.6	30	10	6.0

由此得出：同一导体，在通电时间相等时，电流越大，其产生的热量越多．
（3）若要探究电热器产生热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，同时选择乙图中B（选填“A”或“B”）烧瓶与甲图中的烧瓶串联（选填“串联”或“并联”）．
（4）在（3）实验装置的基础上增加质量和初温都相同的水和食盐水，还可以加以改进用来研究“比较水和食盐水吸热升温特点”，能否仅由“加热食盐水到沸腾需要的时间长”得出食盐水比热容大的结论？答：不能；其原因是：实验中没有控制水和食盐水升高的温度相同．

Answer 1

分析 （1）掌握转换法在实验中的应用，通过比较烧瓶内温度的变化，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少；
为了实验效果更加明显，实验应采用比热容较小的液体；
（2）分析表格中数据相同的量和不同的量，判断温度升高的影响因素；
（3）要探究电热器产生热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，电阻不同；
（4）要比较比热容的大小，必须得控制其他物理量不变，保证质量不变，还有一个因素，得使两者的温度差相同，才可以比较比热容的大小．

解答 解：（1）实验中通过比较烧瓶内液体的温度变化，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少，这种研究方法叫转换法；
由于煤油的比热容较小，质量相同吸收热量相同时，温度变化比较明显，应选用煤油进行实验；
（2）由表格中数据知，通电时间和电阻相等，电流增大为原来的2倍，温度升高为原来的4倍，即产生的热量为原来的4倍，可知通电时间和电阻相等，产生的热量与电流的2次方成正比，电流越大，相同时间内产生的热量越多；
（3）若要探究电热器产生热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，电阻不同，所以应该选择B烧瓶和甲图中的烧瓶串联．
（4）水和食盐水的沸点不同，所以加热到沸腾二者升高的文档不同，要比较其中一个物理量的大小，就得控制其他物理量不变，所以在其他物理量不变的情况下才能比较，而实验中没有保持二者升高的温度相同，所以不能得出食盐水比热容大的结论．
故答案为：（1）转换法；煤油；（2）越多；（3）B；串联；（4）不能；实验中没有控制水和食盐水升高的温度相同．

点评 本题考查的是影响电流热效应的因素实验，考查了温度变化与比热容的关系，考查了控制变量法在实验中的应用，要探究产生热量的多少和其中一个量之间的关系，需保持其它量不变，注意实验数据的分析，同时涉及到了串联电路电流的特点．