Question

6．在討論“電流產生的熱量與什么因素有關”的問題時，各組同學各抒己見，結合生活實際，給出自己的猜想．
第一組：電流產生的熱量可能和通電時間有關．
第二組：電流產生的熱量可能和電流大小有關．
第三組：電流產生的熱量可能和電阻大小有關．
（1）小明所在組的三名同學決定用科學實驗驗證自己組的想法．為此他們設計了如圖所示的電路．該電路的連接方式可以達到的目的是控制電流和通電時間相同，同時看每個玻璃管中的兩液面的高度差來反映電流在此容器中產生的熱量．
（2）老師提示三組同學，若想同時探究出第一組同學的猜想，只需要再增加秒表（器材）并做相應的測量記錄即可．
（3）經過同學們的實驗探究，最后得到了“電流產生的熱量和電流大小、電阻大小、通電時間都有關”的結論．實驗過程中，小明發現該實驗選用的裝置和探究“不同物質吸熱能力”的實驗裝置有相似之處．他靈機一動，將兩容器中容器中分別裝上等質量的水和煤油，準備重新進行探究物質吸熱性質的實驗．小迪認為小明的設計有無不妥之處，請你幫他寫出理由：沒有將電阻絲換成阻值相等的，因此在相等時間內，物質吸收的熱量不相等．

實驗組別	兩液體質量/g	加熱時間/min	左液面高度/cm	右液面高度/cm
1	200g
2
3

Answer 1

分析 （1）串聯電路電流相等，在同一電路中通電時間相等，通過U型管中液面的高度差反映產生熱量的多少；
（2）探究電流產生熱量多少與通電時間的關系，在保持電流大小，和電阻大小相等時，應改變時間，觀察液面的高度變化；
（3）探究物質的吸熱能力實驗時，應保持物質在相等的時間內吸收的熱量相等．

解答 解：（1）根據電路圖可知，兩電阻絲串聯在同一電路中，保持了電流和通電時間相同；利用U型管中兩液面的高度差反映電流產生熱量多少；
（2）探究電流產生熱量多少與通電時間的關系，應保持電流大小和電阻大小不變時，改變通電時間，觀察液面的高度變化，因此需要增加秒表；
（3）探究“不同物質吸熱能力”時，應保持物質在相等時間內吸收的熱量相等，即所用加熱器應該相同；從實驗中可知，小明只是將其中一瓶內物質改換成煤油，并沒有將電阻絲換成阻值相等的，因此在相等時間內，物質吸收的熱量不相等，故小明的實驗方案不妥．
故答案為：（1）控制電流和通電時間相同；兩液面的高度差；（2）秒表；（3）沒有將電阻絲換成阻值相等的，因此在相等時間內，物質吸收的熱量不相等．

點評 此題主要考查學生對于焦耳定律實驗的理解和掌握，注意控制變量法和轉換法的應用．