Question

15．小红和小杰利用如图所示的实验探究“电流产生的热量与哪些因素有关”．质量相等的两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大，温度计显示煤油的温度．
（1）实验中，小红和小杰发现乙烧瓶中温度计的示数升得快．这表明：在通电电流和时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多；
（2）利用此电路还可探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，实验时移动滑动变阻器的滑片P，观察同一（选填“同一”或“不同”）烧瓶内的温度计示数升高的快慢．
（3）小杰提议利用该装置改成“比较水和煤油的比热容大小”的实验，则他们应将其中一烧瓶中的煤油换成相同质量的水；将甲烧瓶中的铜丝换成镍铬合金丝，并且与乙烧瓶中的镍铬合金丝的电阻相等．通过实验观察，发现装有水的烧瓶中温度计的示数变化较小，说明煤油（选填“水”或“煤油”）的比热容较小．

Answer 1

分析 （1）根据图示可知，两电阻串联，即通过它们的电流相等，由焦耳定律可知阻值越大的电阻产生的热量越多，温度升高越快；
（2）根据Q=I²Rt可知，要研究电流通过导体产生的热量与电流的关系，必须保持电阻和通电时间相同，改变通过电热丝的电流，比较产生热量多少与电流大小的关系．
（3）由吸热公式Q_吸=cm△t可知，要比较水和煤油的比热容大小，应让两瓶中水和煤油的质量m相等、吸收的热量相等，通过比较它们升高的温度大小关系，得出比热容的大小关系．

解答 解：（1）因为两电阻串联，所以通过它们的电流相等；由焦耳定律Q=I²Rt得，电阻大的在相同时间产生的热量多，升高的温度快；
（2）利用此电路还可探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，即移动滑动变阻器滑片，比较通电时间相同时，观察甲（或乙）烧瓶中温度计的示数变化快慢．
（3）要比较水和煤油的比热容，则应让水和煤油的质量相等，吸收的热量相等，由温度的变化求得比热的大小；故用相同质量的水代替煤油，两瓶中都有相同长度的电阻丝，电阻相等；结果会发现煤油温度变化的快，说明煤油的比热容较小，水的比热容大．
故答案为：（1）时间；   电阻；  （2）同一；（3）质量；  电阻；  煤油．

点评 本题通过焦耳定律的实验重点考查学生对控制变量法、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．