Question

3．小明家的插座由于使用次數(shù)過(guò)多，造成與插頭接觸不良，使接觸處電阻變大．在使用這個(gè)插座時(shí)，小明發(fā)現(xiàn)插頭處很熱，而與插頭相連的導(dǎo)線卻不怎么熱．他的猜想是：在這種情況下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多．為了驗(yàn)證自己的猜想，他從實(shí)驗(yàn)室找來(lái)一段阻值較大的電阻絲R₁、一段阻值較小的電阻絲R₂、相同的燒瓶和溫度計(jì)各兩個(gè)、足夠多的煤油、新干電池和導(dǎo)線若干，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)．

（1）他在兩個(gè)燒瓶中裝入質(zhì)量和初溫都相同的煤油，按圖甲和乙組成兩個(gè)電路，保證通電時(shí)間相同，通過(guò)觀察溫度計(jì)的示數(shù)來(lái)比較電流產(chǎn)生熱量的大�。�
（2）他發(fā)現(xiàn)電流通過(guò)R₂產(chǎn)生的熱量多，這與他的猜想不一致，原因是沒(méi)有控制通過(guò)R₁和R₂的電流相等．
（3）利用以上器材，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)電路，可以驗(yàn)證小明的猜想．請(qǐng)你在圖丙方框中畫(huà)出改進(jìn)后的電路圖．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)探究問(wèn)題要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皩?shí)驗(yàn)的條件，本實(shí)驗(yàn)中要探究熱量與電阻的關(guān)系，必須采用控制變量法．

解答 解：（1）由于兩個(gè)燒瓶中煤油的質(zhì)量和初溫都相同，煤油的比熱是一樣的，因此誰(shuí)吸收的熱量多，誰(shuí)的溫度就高，因此溫度的高低就反應(yīng)了吸熱的多少．
故答案是：溫度計(jì)的示數(shù)
（2）根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt可知，熱量與電流、電阻、通電時(shí)間都有關(guān)系，因此要探究熱量與電阻的關(guān)系，必須保證電流和通電時(shí)間相同，小明設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案中，甲乙兩個(gè)電路中電源是一樣的，但是由于電阻絲R₁、R₂的阻值不同，兩個(gè)回路中電流不一樣，因此熱量的多少不僅與電阻有關(guān)，也與電流有關(guān)，電阻大的電路電流小，產(chǎn)生的熱量反而少，因此實(shí)驗(yàn)不成功的原因是兩個(gè)電路中通過(guò)金屬絲的電流不相同．
（3）通過(guò)上面的分析可知，必須讓通過(guò)兩個(gè)電阻的電流相同，根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等，所以可以將兩個(gè)電阻串聯(lián)在一個(gè)電路中．電路圖如下．

故答案為：
（1）溫度計(jì)的示數(shù)；
（2）沒(méi)有控制通過(guò)R₁和R₂的電流相等；
（3）見(jiàn)上圖．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了利用控制變量法進(jìn)行探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系，沒(méi)有采用控制變量法是本實(shí)驗(yàn)不成功的原因．