题目内容

14.如图所示,实验桌上有甲、乙两个完全相同的烧瓶,烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油、完全相同的温度计,烧瓶内还分别装有阻值均为 10Ω的电阻丝 R.实验桌上还有满足实验要求的电源、电阻箱和开关各一个,电流表和停表各一块,导线若干.小新利用上述实验器材证明“电流通过电阻所产生的热量跟通过电阻的电流大小有关”.
小新的主要实验过程如下:
①将电阻箱、电流表、电源、开关及如图的装置甲串联接接线柱入电路中,将电阻箱阻值调为 10Ω.
②闭合开关的同时按下停表开始计时,记录电流表的示数为 I.通电时间为 2min 时,停止计时的同时观察并记录甲装置中温度计的示数 40℃,断开开关.
③用图 20 的装置乙替换电路中的装置甲,电阻箱的阻值仍为 10Ω.闭合开关,同时按下停表开始计时,记录电流表的示数 I.通电时间为 1min 时,停止计时的同时观察并记录乙装置中温度计的示数 20℃,断开开关.
于是小新认为“电流通过电阻所产生的热量跟通过电阻的电流大小有关”.
请根据以上叙述回答下列问题:
(1)小新实验过程中存在的问题:未控制通电时间相同.
(2)请你针对小新实验过程中存在的问题,写出改进措施:在步骤3中,调节电阻箱的电阻为20欧;闭合开关,同时按下停表开始计时,记录电流表的示数I2,通电时间为2min,停止计时的同时记录乙装置中温度计的示数t2,断开开关.

分析 探究电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小的关系,根据Q=I2Rt可知,应控制电流和通电时间相同,这样才能得出正确的规律.

解答 解:
(1)由小新的实验步骤可知,先后两次将不同的电阻丝接入电路,控制了电流相同,但没有控制通电时间相同;
(2)在步骤3中,调节电阻箱的电阻为20欧;闭合开关,同时按下停表开始计时,记录电流表的示数I2,通电时间为2min,停止计时的同时记录乙装置中温度计的示数t2,断开开关.
故答案为:(1)未控制通电时间相同;(2)在步骤3中,调节电阻箱的电阻为20欧;闭合开关,同时按下停表开始计时,记录电流表的示数I2,通电时间为2min,停止计时的同时记录乙装置中温度计的示数t2,断开开关.

点评 理解焦耳定律的公式Q=I2Rt,知道要想探究电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小的关系,就要控制电流和通电时间相同,是解答的突破口.

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