Question

3．實驗儀器中的甲、乙、丙三個燒瓶里有質(zhì)量相等的液體，甲瓶中液體是煤油，乙瓶和丙瓶中是蓖麻油，每個瓶都有電阻絲浸沒在液體中，其中甲、乙兩瓶中電阻阻值相等且小于丙瓶中電阻阻值．瓶中溫度計測量瓶內(nèi)液體溫度．
實驗（1）：焦耳定律指出，電流產(chǎn)生的熱與通電時間、電流大小和通電導(dǎo)體的電阻大小三個因素有關(guān)．為研究電流產(chǎn)生的熱與電阻大小的關(guān)系，請選擇圖丁中實驗儀器，以筆畫線做導(dǎo)線連接實驗電路．合上電路開關(guān)后一段時間，需要觀察的實驗現(xiàn)象是乙、丙兩燒瓶中溫度計示數(shù)上升的多少．
實驗（2）：為比較煤油與蓖麻油的比熱容大小，可以從三個燒瓶中選擇甲
和乙做實驗觀察對象．通電一定時間后，溫度上升速度快的液體比熱容�。疄槭闺娮杞z對液體的加熱速度快些，在不添加器材的情況下，可以將實驗（1）的電路稍加改動，即：將參與實驗的兩個燒瓶中電阻絲接成并聯(lián)電路．

Answer 1

分析 （1）由焦耳定律可知，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通過導(dǎo)體的電流、導(dǎo)體的電阻、通電時間有關(guān)，為了研究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，應(yīng)采取控制變量法，讓電流和通電時間相同，據(jù)此設(shè)計電路；產(chǎn)生熱量的多少通過溫度計示數(shù)的高低來顯示；
（2）由吸熱公式Q_吸=cm△t可知，要比較煤油和蓖麻油的比熱容大小，應(yīng)讓兩瓶中煤油的質(zhì)量m和蓖麻油的質(zhì)量相等、吸收的熱量相等（加熱時間相等），通過比較它們升高的溫度大小關(guān)系，得出比熱容的大小關(guān)系．為使電阻絲對液體的加熱速度快些，相同時間產(chǎn)生的熱量多，可以將電阻絲并聯(lián)使電阻減�。�

解答 解：
（1）要研究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，應(yīng)控制讓電流和通電時間相同，且液體的種類相同，而電阻絲阻值不同；
由題意知甲、乙電阻相同，丙的電阻大于甲、乙的電阻，故選乙、丙兩瓶是保證液體種類相同而電阻大小不同；圖中要用兩段阻值不同的電阻絲組成串聯(lián)電路，使電流相等，連接電路如圖：

電阻產(chǎn)生熱量的多少是通過溫度計示數(shù)的高低來顯示的，故合上電路開關(guān)后一段時間，需要觀察的實驗現(xiàn)象是乙、丙兩燒瓶中溫度計的示數(shù)上升的多少．
（2）要比較煤油和蓖麻油的比熱容大小，需要選用不同的液體、電阻的大小相同（即電加熱器相同）；根據(jù)Q_吸=cm△t可知，相同質(zhì)量的煤油和蓖麻油，當(dāng)吸收相同的熱量時，溫度上升得越快的液體，其比熱容越�。�
為使電阻絲對液體的加熱速度快些，則需要電阻絲在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量多些，可以將電阻絲并聯(lián)，每一個電阻兩端的電壓增大（增大為電源電壓），在電阻不變的情況下，根據(jù)Q=$\frac{{U}^{2}}{R}t$可知，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量多．
故答案為：（1）乙、丙兩燒瓶中溫度計示數(shù)上升的多少；（2）甲；乙；��；并聯(lián)電路．

點評 本本題是探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電阻大小的關(guān)系”的實驗題，實驗中應(yīng)用了控制變量法，掌握控制變量法的應(yīng)用，熟練應(yīng)用串聯(lián)電路特點、焦耳定律、熱量公式是正確解題的關(guān)鍵．題通過焦耳定律的實驗重點考查學(xué)生對控制變量法、轉(zhuǎn)化法的掌握和應(yīng)用，以及學(xué)生設(shè)計實驗的能力，制變量法為物理實驗中的常用方法，應(yīng)重點掌握．