Question

小明想通過實驗驗證焦耳規律中Q與R的關系，他設計了圖（甲）、（乙）所示的兩個實驗，他的方法是用電阻絲給燒瓶中的煤油加熱，然后觀察插在煤油中的溫度計示數，就可以對比電阻絲放熱的多少．請你應用所學知識分析回答下列問題：
（1）他應該選用的實驗________來完成他的驗證實驗（選填“甲”或“乙”）．
（2）如果他采用實驗電路（乙），已知兩個電阻絲的電阻大小關系是R₃＜R₄，那么閉合開關后，經過相同的時間，溫度計c和d中示數變化較大的應該是________．

Answer 1

解：（1）根據焦耳定律Q=I²Rt，要驗證這個規律中Q與R的關系，必須保證在電流和通電時間一定的情況下進行討論，將兩瓶中的金屬絲串聯起來接在電源上，則電流和通電時間一定相同．故應選用實驗電路甲．
（2）兩圖中均為純電阻電路并且兩電阻并聯，電壓相同、通電時間相同，因為Q=I²Rt=t、R₃＜R₄，所以Q₃＞Q₄，所以c中的溫度計的示數變化大．
故答案為：（1）甲；（2）c．
分析：（1）根據焦耳定律公式Q=I²Rt，想通過實驗驗證這個規律中Q與R的關系，需要控制通過的電流和通電時間相同，據此選擇電路；
（2）兩電阻并聯，根據Q=I²Rt=t分析放出熱量的關系，進而判斷哪個溫度計的示數變化大．
點評：本題是控制變量法的一個具體應用，在保證其他量不變的情況下，討論一個物理量跟另一個量的關系．