Question

15．如图所示是“探究电流产生的热量与电流、电阻的关系”的实验装置（甲、乙、丙三个容器内装有等质量的煤油，已知R₁＞R₂，R₂=R₃）
（1）电流产生的热量不易直接测量，在实验中是通过观察温度计示数变化来比较三个容器中电阻产生热量的多少；
（2）在通电时间相同的情况下，通过对比观察甲、乙容器中温度计示数的变化情况来探究电流产生的热量Q与电阻R的关系，一段时间后电阻丝产生的热量甲（选填“甲瓶”、“乙瓶”、“丙瓶”、“一样”）多．
（3）在通电时间相同的情况下，通过对比观察乙、丙容器中温度计示数的变化情况来探究电流产生的热量Q与电流I的关系，得出的结论是在电阻和通电时间都相同时，电流通过导体产生热量的多少跟电流大小有关．
（4）本实验采用的方法是控制变量法，再举一个用到相同实验方法的实验探究压力的作用效果与压力、受压面积的关系（填实验名称）．

Answer 1

分析 （1）实验中采用转换法，将电流产生的热量的多少转换成温度计示数的变化来反映；
（2）要比较电热与电阻的关系，应控制电流和通电时间相等，改变电阻的大小；
（3）要比较电热与电流的关系，应控制电阻和通电时间相等，改变电流的大小；
（4）由焦耳定律可知，电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，为了研究电流与导体电阻的关系，要控制通过的电流和通电时间不变，该方法是我们常用的控制变量法．

解答 解：（1）实验中通过温度计示数变化来反映电流产生的热量的变化；
（2）由Q=I²Rt可得：要比较电热与电阻的关系，应使电流相等，故应对比甲、乙两个烧瓶中的煤油上升的温度；闭合开关后，发现甲瓶中的温度计升温快些，这表明：在电流和通电时间都相同时，导体电阻越大，产生的热量越多；
（3）根据Q=I²Rt可知，探究在通电时间相同时，电热跟电流的大小之间的关系时，要保持电阻丝的电阻不变，使通过电路中的电流不同，所以应该选择乙、丙两个烧瓶进行比较，一段时间后，观察到这两个瓶中温度计的示数不一样，这表明：在电阻和通电时间都相同时，电流通过导体产生热量的多少跟电流大小有关；
（4）本实验中我们采用的方法叫控制变量法；用到相同实验方法的实验探究压力的作用效果与压力、受压面积的关系．
故答案为：（1）温度计示数变化；（2）甲、乙；甲；（3）乙、丙；在电阻和通电时间都相同时，电流通过导体产生热量的多少跟电流大小有关；（4）控制变量法；探究压力的作用效果与压力、受压面积的关系．

点评 本题通过焦耳定律的实验重点考查了学生对控制变量法、转化法的掌握和应用，以及学生分析实验现象得出结论的能力；控制变量法为物理实验中的常用方法，应重点掌握．