Question

17．小宇同學在實驗室中研究電流產(chǎn)生的熱量和哪些因素有關的實驗．
他組裝了如圖所示的實驗裝置，在兩個相同的燒瓶中分別裝入煤油，瓶口插入玻璃管，瓶內(nèi)各放一根電阻絲，甲瓶中電阻絲的電阻比乙瓶中的大．
（1）實驗中便于觀察到明顯的現(xiàn)象，插入燒瓶中的玻璃管選細（填“粗”或“細”）些的更好．
（2）實驗中通過觀察玻璃管中液面上升高度來比較電流產(chǎn)生的熱量的多少．
（3）甲乙兩瓶中要裝入質(zhì)量、初溫相同的同種液體，便于觀察比較．
（4）實驗時選用煤油而不用水來進行實驗是因為煤油的比熱容比水的比熱容小，升溫明顯．
（5）該實驗表明：通電時間相同時，電阻越大電流產(chǎn)生的熱量越多．

Answer 1

分析 （1）本實驗中，電流通過電阻絲產(chǎn)生熱量，被煤油吸收，煤油的溫度升高，體積膨脹，煤油會從燒瓶中進入玻璃管內(nèi)；
（2）通過煤油膨脹程度的大�。ü軆�(nèi)煤油面的高低）反應電流產(chǎn)生熱量的多少；
電流產(chǎn)生的熱量越多，煤油吸收的熱量越多，管內(nèi)煤油面上升的越高；
（3）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；
（4）為了在較短的時間內(nèi)達到明顯的實驗效果，即觀察到玻璃管中的液面高度變化大，則在同質(zhì)量吸收相同熱量的條件下，比熱容小的液體溫度變化大；
（5）由焦耳定律可知Q=I²Rt，則在電流相等的情況上，電阻越大產(chǎn)生的熱量越多．

解答 解：（1）通電后電流通過電阻絲產(chǎn)生熱量使煤油的溫度升高，體積膨脹，在膨脹程度相同的情況下，玻璃管越細，煤油上升的高度越高；
故實驗中便于觀察到明顯的現(xiàn)象，插入燒瓶中的玻璃管選細些的更好．
（2）通電后電流通過電阻絲做功，產(chǎn)生熱量被煤油吸收，使煤油的溫度升高，體積變大，所以煤油會從燒瓶中進入玻璃管內(nèi)；
故通過觀察玻璃管中液面上升高度來比較電流產(chǎn)生的熱量的多少．
（3）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．
（4）由Q=cm△t可知：在相同質(zhì)量的水和煤油中，吸收的相同的熱量時，由于煤油的比熱容比水的比熱容小，升溫明顯，
玻璃管中液面上升高度明顯，從而可以在較短的時間內(nèi)達到明顯的實驗效果．
（5）由題意可知，甲瓶中電阻絲的電阻比乙瓶中的大，故由Q=I²Rt可知甲瓶中產(chǎn)生熱量較多，即瓶甲中的煤油溫度上升較高；
由此可知電流和通電時間一定時，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多．
故答案為：（1）細；   
（2）玻璃管中液面上升高度；   
（3）質(zhì)量；初溫；
（4）煤油的比熱容比水的比熱容小，升溫明顯；  
（5）電阻越大．

點評 本題通過焦耳定律的實驗重點考查學生對控制變量法、轉化法的掌握和應用，以及學生分析實驗現(xiàn)象得出結論的能力，控制變量法為物理學中的重要研究方法之一，要求學生應熟練掌握．