Question

實驗桌上有三個完全相同的燒瓶，燒瓶內(nèi)裝有質(zhì)量相等的煤油、型號相同的溫度計和阻值相等且不變的電阻絲R，如圖所示。另外，還有滿足實驗要求的電源、滑動變阻器和開關(guān)各一個，電流表和停表各一塊，導(dǎo)線若干。請利用上述實驗器材，設(shè)計一個實驗證明：“保持電阻阻值不變，在相同時間內(nèi)通過電阻的電流越大，電流通過電阻產(chǎn)生的熱量越多”。實驗設(shè)計中可用煤油升高的溫度Δt的大小表示電流通過電阻絲R產(chǎn)生熱量的多少。請畫出實驗電路圖，寫出實驗步驟，畫出實驗數(shù)據(jù)記錄表格。

Answer 1

(1)首先電流表調(diào)零，觀察各溫度計，待三瓶液體的初溫相同，記為t₀；
(2)如圖連接電路，斷開開關(guān)S，滑動電阻器在最大阻值處；

(3)閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑片P，使電流表示數(shù)為I₁，同時按下停表，經(jīng)過時間T之后，讀取此時溫度計示數(shù)為t₁，將I₁和t₁記入表格；
（4）斷開開關(guān)S，拆掉燒瓶甲，然后把燒瓶乙再串聯(lián)在電路中，滑動電阻器調(diào)在最大阻值處；
（5）再閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑片P使電流表示數(shù)為I₂，同時按下停表，經(jīng)過時間T之后，讀取此時溫度計示數(shù)為t₂，將I₂和t₂記入表格；
（6）仿照步驟（4）和（5），拆掉燒瓶乙，把燒瓶丙串聯(lián)在電路中，讀取電流表示數(shù)I₃和t₃，記入表格中；
（7）由△t₁=t₁－t₀，△t₂=t₂－t₀，△t₃=t₃－t₀算出升高溫度△t記入表格。

T/s
I/A
△t/℃

試題分析：由于該題是讓我們設(shè)計實驗證明：保持電阻不變時，在相同時間內(nèi)通過電阻的電流越大，電流通過電阻產(chǎn)生的熱量越多；這是一個定性的關(guān)系而非定量，故我們只要做三次實驗就可以了，由于題中給出了三個燒瓶，可見分別將這三個燒瓶接入電路中，用滑動變阻器改變電流，用電流表測其電流的大小，用溫度計測在相同時間內(nèi)煤油升高的溫度即可，因為煤油升高的溫度就代表了電阻產(chǎn)生的熱量，而相同的時間可以通過秒表來控制。