Question

如圖是小明同學(xué)在課外科技創(chuàng)新活動中制作的演示課本焦耳定律的替代實驗裝置．圖中3個空燒瓶的瓶口向下，固定在豎直的木板上，瓶口用橡皮塞塞緊，3根兩端開口的L形的玻璃短管穿過橡皮塞與瓶內(nèi)相通，每根玻璃管中各有一段相同長度的紅色水柱，實驗前3條紅色水柱在同一高度，每個瓶中各有一根電阻絲，每根電阻絲跟通過橡皮塞的引線與外面的電路連接（1、2、3、4、5、6為電路中的金屬連接觸點(diǎn)），瓶子不漏氣．請回答下列問題：
（1）此實驗是通過觀察什么現(xiàn)象來判斷電阻絲產(chǎn)生熱量多少的？
（2）小明想研究電流產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系，應(yīng)分別將哪些觸點(diǎn)連接起來？
（3）小明想研究電流產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系，應(yīng)分別將哪些觸點(diǎn)連接起來？
（4）利用此裝置實驗時，每次實驗只需幾秒鐘即可，其原因是什么？該裝置除了省時外，還有哪些優(yōu)點(diǎn)？請再說出一點(diǎn)．

Answer 1

解：（1）電流產(chǎn)生的熱量用空氣吸收的熱量表示，空氣吸收的熱量的多少用體積的變化來表示，體積的變化通過液柱升高的大小來表示．
（2）Q與I、R、t同時有關(guān)，研究Q與R的關(guān)系，保持I、t不變，①號和②號電阻串聯(lián)時符合條件，要使①號和②號電阻串聯(lián)，需要連接1、2觸點(diǎn)和4、5觸點(diǎn)．
（3）Q與I、R、t同時有關(guān)，研究Q與I的關(guān)系，保持R、t不變，②號和③號電阻并聯(lián)時符合條件，要使，②號和③號阻并聯(lián)，需要連2、5觸點(diǎn)和5、6觸點(diǎn)．
（4）在相同的條件下，膨脹情況：氣體＞液體．本裝置省時，效果明顯．
故答案為：（1）玻璃管中紅水柱上升的高度
（2）連接1、2觸點(diǎn)和4、5觸點(diǎn)
（3）連接2、5觸點(diǎn)和5、6觸點(diǎn)
（4）氣體受熱膨脹更明顯（比液體）；實驗現(xiàn)象更清晰、明了等．
分析：（1）物理上經(jīng)常采用轉(zhuǎn)化法，使實驗現(xiàn)象更明顯．
（2）Q=I²Rt，Q與I、R、t同時有關(guān)．研究各因素與Q的關(guān)系，采用控制變量法．
（3）在相同的條件下，膨脹情況：氣體＞液體＞固體．
點(diǎn)評：（1）轉(zhuǎn)化法能使現(xiàn)象放大化．（2）正確理解焦耳定律．（3）在相同的條件下，膨脹情況：氣體＞液體＞固體．