Question

4．小明和小红想利用如图所示的实验装置探究电流产生的热量与哪些因素有关的实验中，两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶甲中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大，烧瓶乙中的金属丝是铜丝，电阻比较小．温度计显示煤油的温度．
（1）通过观察温度计示数的变化来判断电流产生的热量的多少．
（2）图中甲、乙两根电阻丝是串联的，这是为了研究电流产生的热量与导体电阻大小的关系．
（3）这两个烧瓶中所盛煤油的质量应该相同．
（4）小红问小明“水比较容易获得，干嘛不用水代替煤油”．对于这个问题，小明与他的同学给出了下列四种答案，你认为合理的是D
A．因为煤油有颜色便于观察        B．因为煤油有比较大的热值
C．因为煤油有比较小的密度        D．因为煤油有比较小的比热容
（5）实验中，小明和小红发现甲烧瓶中温度计的示数升高的快．这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多．

Answer 1

分析 （1）可以通过观察温度计示数变化间接判断电阻丝产生热量的多少，这是转换法；
（2）由两电阻丝串联，可以控制通过电阻丝的电流与通电时间相等，电阻丝电阻不同，可以利用该实验探究电流产生的热量与电阻大小的关系；
（3）本实验应用了控制变量法，从实验需要控制的变量分析答题；
（4）因为煤油的比热容比水小，相同质量的煤油和水比较，吸收或放出相同的热量，煤油的温度变化大，据此分析；
（5）烧瓶中温度计的示数升高的快说明烧瓶中的煤油吸收的热量多，而两个烧瓶中的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流和通电时间相同，根据焦耳定律Q=I²Rt分析判断．

解答 解：
（1）电阻丝产生热量的多少可以通过温度计示数高低反应出来，电阻丝产生热量的多少转化为温度计示数的变化，本实验应用了转换法；
（2）两电阻丝串联，目的是控制通过电阻丝的电流与通电时间相同，这可以研究电流产生的热量与导体电阻大小的关系；
（3）两个烧瓶中所盛煤油的质量应该相同，煤油的初始温度应该相同；
（4）因为煤油的比热容比水的小，相同质量的煤油和水比较，吸收相同的热量，煤油温度升高的多，用煤油做实验效果更明显；故选D；
（5）由焦耳定律Q=I²Rt可知，在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多．
故答案为：（1）温度计示数的变化；（2）导体电阻大小；（3）相同；（4）D；（5）大．

点评 本题是“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验题，考查对焦耳定律、比热容的应用、串联电路的电流关系的了解和掌握，实验中应用了控制变量法与转换法，要注意体会这两种方法的应用．