Question

17．如圖所示的實驗裝置探究“電流通過導體產(chǎn)生的熱量與電阻的關系”．
（1）實驗中通過觀察溫度計示數(shù)變化來比較電流產(chǎn)生的熱量的多少．
（2）為了便于比較兩種電阻絲通過電流后產(chǎn)生熱量的多少，甲乙兩瓶中要裝入質(zhì)量相同、初溫相同的同種液體．
（3）為了達到實驗目的，選用的兩電阻絲的阻值應該不相同（“相同”或“不相同”）．
（4）該實驗用到的物理方法有控制變量法和轉(zhuǎn)換法．
（5）實驗結(jié)論是在電流、通電時間一定時，導體的電阻越大，電流通過導體產(chǎn)生的熱量越多．
（6）該實驗裝置還可以探究通電時間一定時導體產(chǎn)生的熱量與電流大小的關系．最后得到焦耳定律的公式是：Q=I²Rt．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)Q_吸=cm△t可知，溫度計示數(shù)的變化反應了液體溫度的變化，反映了液體吸收熱量的多少即電流產(chǎn)生熱量的多少；
（2）要比較不同電阻絲產(chǎn)生熱量的多少，應控制電流與通電時間相等，控制兩瓶中液體的質(zhì)量與初始溫度相同；
（3）為探究“電流通過導體產(chǎn)生的熱量與電阻的關系”時，控制電流大小和通電時間不變，只改變導體的電阻；
（4）對基本的物理研究方法熟悉其本質(zhì)特征，然后進行判斷即可；
（5）通過比較溫度計示數(shù)的變化情況和電阻的大小關系得出結(jié)論；
（6）調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值，可以改變電路電流大小，因此應用該實驗裝置還可以探究通電時間一定時，導體產(chǎn)生的熱量與電流大小的關系；
直接根據(jù)焦耳定律的內(nèi)容即可寫出其公式．

解答 解：（1）通電后電流通過電阻絲做功，產(chǎn)生的熱量被液體吸收，使液體的溫度升高，溫度計的示數(shù)變化量越大，
電流產(chǎn)生的熱量越多，故本實驗是通過觀察溫度計示數(shù)變化來判斷電流產(chǎn)生的熱量的多少．
（2）因為本實驗是通過觀察溫度計示數(shù)變化來判斷電流產(chǎn)生的熱量的多少，由t=t₀+$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$可知，
為了便于比較兩種電阻絲通過電流后產(chǎn)生熱量的多少，應控制甲乙兩瓶中要裝入質(zhì)量相同、初溫相同的同種液體．
（3）本實驗的目的是探究“電流通過導體產(chǎn)生的熱量與電阻的關系”，應控制電流和通電時間相同，電阻絲不能相同，
故為達到實驗目的，選用的兩電阻絲的阻值應該不相同．
（4）導體產(chǎn)生的熱量與導體的電阻、電流、通電時間有關，當研究導體產(chǎn)生的熱量與其中一個量的關系時，
應控制其他的量相同，這種研究問題的方法叫控制變量法；
由于電流產(chǎn)生熱量的多少不易直接測量，因此本實驗通過觀察通過觀察溫度計示數(shù)變化來判斷電流產(chǎn)生的熱量的多少，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法；
故該實驗中用到的物理方法有控制變量法和轉(zhuǎn)換法．
（5）如果甲瓶中的鎳鉻合金絲的電阻更大，那么相同時間內(nèi)甲瓶中電阻絲產(chǎn)生的熱量更多，
由此得出的實驗結(jié)論：在電流、通電時間一定時，導體的電阻越大，電流通過導體產(chǎn)生的熱量越多．
（6）對于甲或乙中的電阻絲，產(chǎn)生熱量的多少除了與電阻和通電時間有關外，還與通過電阻絲的電流大小有關，
該實驗裝置還可以通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片位置，改變電路中電流的大小，所以該實驗裝置還可以研究通電時間一定時導體產(chǎn)生的熱量與電流大小的關系．
大量實驗證明，電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電的時間成正比，這個規(guī)律叫焦耳定律．其表達式為：Q=I²Rt．
故答案為：（1）溫度計示數(shù)變化；
（2）質(zhì)量相同、初溫相同；
（3）不相同；
（4）控制變量法和轉(zhuǎn)換法；
（5）在電流、通電時間一定時，導體的電阻越大，電流通過導體產(chǎn)生的熱量越多；
（6）電流大��；Q=I²Rt．

點評 本題考查了學生對焦耳定律實驗的了解和掌握，應注意控制變量法和轉(zhuǎn)換法的應用，理解并掌握這兩種方法是正確解題的前提與關鍵．