Question

14．小明利用如圖所示的裝置，探究電流通過導體時產生熱量的多少與電阻大小的關系：在兩個相同的燒瓶中盛著質量和溫度都相同的煤油，煤油中都浸泡著一段金屬絲，甲燒瓶中的金屬絲是銅絲，電阻比較小，乙燒瓶中的電阻絲是鎳鉻合金絲，電阻比較大．
（1）通電一段時間后，小明發現乙燒瓶中溫度計的示數大，表明其它條件相同時，導體的電阻越大，產生的熱量越多．
（2）本實驗使用了控制變量的科學方法：通過兩金屬絲串聯的方式，控制電流大小和通電時間相同；還使用了轉換的科學方法：把導體產生熱量的多少轉換為煤油升高的溫度．為了保證這種轉換的科學性，實驗中采取的措施是燒瓶應密封．
（3）小明想把該裝置改成探究物質吸熱能力的實驗裝置，則他應將其中一個燒瓶中的煤油換成質量相同的水，將甲燒瓶中的銅絲換成與乙燒瓶中鎳鉻合金絲的阻值相等的鎳鉻合金絲，并將兩個燒瓶中的金屬絲做絕緣處理．

Answer 1

分析 （1）根據圖示可知，兩電阻串聯，即通過它們的電流相等，由焦耳定律可知阻值越大的電阻產生的熱量越多，溫度升高越快；
（2）通電導體產生熱量的多少與通過導體的電流、導體的電阻和通電時間有關，為了研究與電阻大小的關系，讓通過的電流和通電時間相同，即采用控制變量法；
實驗中，我們通過溫度計的示數變化反應導體產生熱量的多少，即采用轉換法；
（3）探究“比較水和煤油比熱容的大小”的實驗，根據Q=cm△t，控制水和煤油兩種物質的質量相等，吸收相等的熱量，通過比較溫度變化量來比較比熱，或控制水和煤油兩種物質的質量相等，升高相同的溫度，通過吸收熱量的多少來比較比熱．

解答 解：
（1）因為兩電阻串聯，所以通過它們的電流相等；由焦耳定律Q=I²Rt得，電阻大的在相同時間產生的熱量多，升高的溫度快．因此，乙燒瓶中溫度計的示數升高快；
（2）實驗時，將銅絲和鎳鉻合金絲串聯接入電路中，這是為了控制通過兩電阻的電流相同；電阻絲產生熱量的多少可以通過溫度計示數變化反應出來，電阻絲產生熱量的多少轉化為溫度計示數的變化，本實驗應用了轉換法；為了保證這種轉換的科學性，減少實驗過程中熱量的損失，實驗中燒瓶應密封；
（3）探究“比較水和煤油比熱容的大小”的實驗，控制水和煤油兩種物質的質量相等，吸收相等的熱量，通過比較溫度變化量來比較比熱，或控制水和煤油兩種物質的質量相等，升高相同的溫度，通過吸收熱量的多少來比較比熱．所以將其中一燒瓶的煤油換成質量相等的水，將乙燒瓶中的銅絲換成與甲燒瓶中鎳鉻合金絲的電阻相等的鎳鉻合金絲．
故答案為：（1）乙；大； （2）電流和通電時間；  煤油升高的溫度；  燒瓶應密封； （3）質量； 阻值．

點評 本題考查了學生對焦耳定律、比熱容的應用、串聯電路的電流關系的了解和掌握，難點是控制變量法和轉換法的理解和使用．