Question

4．如图所示，是“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置．烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油，瓶中镍铬丝横截面积相同，但甲瓶中的镍铬丝（R₁）长度大于乙瓶中的镍铬丝（R₂）长度．
（1）R₁大于R₂（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，常选用煤油而不用水做实验，是因为煤油具有比热容较小的特点；
（3）电流通过导体产生的热量不易直接观察，本实验中通过温度计示数的变化来显示电流产生的热量变化；
（4）上述实验中采用这种电路连接方式的目的是使通过R₁、R₂的电流相等；
（5）通电一定时间后，发现甲瓶中的温度计示数更高，由此得出的实验结论是：在通电电流相等，通电时间相同的情况下，电流产生的热量与电阻大小有关．

Answer 1

分析 （1）影响电阻大小的因素：材料、长度、横截面积、温度．
（2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，即观察到得温度计示数变化大，则在同质量吸收相同热量的条件下，比热容小的液体温度变化大．
（3）首先导体产生的热量是要通过煤油的温度变化体现出来，由t=$\frac{Q}{cm}$+t₀可知，煤油的质量和初温要相同．
（4）实验中采用控制变量法，探究电流通过导体产生的热量与电阻间关系时，控制通电时间和电流大小相同，将两电阻丝串联在电路中，控制电流相同．
（5）根据影响热量的因素进行分析．

解答 解：（1）影响电阻大小的因素：材料、长度、横截面积、温度，烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油，瓶中镍铬丝横截面积相同，但甲瓶中的镍铬丝（R₁）长度大于乙瓶中的镍铬丝（R₂）长度，所以R₁大于R₂．
（2）若将烧瓶中装有水，则由Q=cm△t可知：在相同质量的水和煤油中，吸收的相同的热量时，由于水的比热容大，温度升高的度数少，温度计的示数变化不明显；
（3）两电阻丝产生热量的多少是通过温度计示数的变化反映出来的．由Q=cm（t-t₀）得，t=$\frac{Q}{cm}$+t₀，可见影响温度计示数的不只是热量，还有煤油的初温和质量，所以要保证煤油的初温和质量都相同，才能通过温度的变化反映出热量的多少．
（4）实验中采用两电阻串联的方式，目的是为了控制两电阻丝中的电流相同．
（5）通电一定时间后，甲瓶中温度计示数高，由此得出的实验结论是：电流相等，通电时闻相同时，电流产生的热量与电阻有关．
故答案为：
（1）大于；
（2）比热容；
（3）温度计示数；
（4）使通过R₁、R₂的电流相等；
（5）甲；电阻大小．

点评 采用控制变量法是探究实验常用的方法，本实验可通过控制电流、通电时间不变，只改变电阻，然后看热量的变化．