Question

19．實驗桌上有兩個完全相同的燒瓶，燒瓶內裝有質量相等的煤油、型號相同的溫度計和阻值不等且不變的電阻絲R，如圖所示．另外，還有滿足實驗要求的電源、滑動變阻器和開關各一個，電流表和停表各一塊，導線若干．請利用上述實驗器材，設計一個實驗證明：“保持電流值不變，在相同時間內，電流通過電阻產生的熱量多少與電阻大小有關”．實驗設計中可用煤油升高的溫度△t的大小表示電流通過電阻絲R產生熱量的多少．
（1）請畫出實驗電路圖；
（2）寫出簡單的實驗步驟：
①按電路圖連接電路，觀察并記錄裝置甲、乙中溫度計的示數t₀和電阻的阻值R
②閉合開關S，待一段時間后，觀察并記錄裝置甲、裝置乙溫度計的示數t，斷開開關S．
③計算煤油升高的溫度△t=t-t₀，并記錄．

Answer 1

分析 （1）探究：“保持電阻阻值不變，在相同時間內通過電阻的電流越大，電流通過電阻產生的熱量越多”，則需要測量的物理量有：升高的溫度△t與通過電阻絲的電流I，則電路應是由電源、開關、滑動變阻器、電流表和加熱電阻絲R組成．
（2）利用電流表測流過電阻的電流，改變滑動變阻器阻值，改變流過電阻的電流，記錄電流值和每加熱一定時間時升高的溫度△t；最后根據數據判斷升高的溫度△t與通過電阻絲的電流I的關系．記錄數據的表格應包括：電流I、初溫t₀、終溫t等內容．

解答 解：（1）實驗電路圖如圖所示：

實驗步驟：
（2）①按電路圖連接電路，觀察并記錄裝置甲、乙中溫度計的示數t₀和電阻的阻值R．
②閉合開關S，待一段時間后，觀察并記錄裝置甲、裝置乙溫度計的示數t，斷開開關S．
③根據公式△t=t-t₀，計算煤油升高的溫度△t，并記錄．
故答案為：（1）如圖；（2）觀察并記錄裝置甲、乙中溫度計的示數t₀和電阻的阻值R．

點評 本題考查了實驗電路設計、實驗步驟設計，有一定難度，知道實驗目的是解題的關鍵．