Question

31、如圖是小明同學在課外科技創新活動中制作的演示課本焦耳定律的替代實驗裝置．圖中3個空燒瓶的瓶口向下，固定在豎直的木板上，瓶口用橡皮塞塞緊，3根兩端開口的L形的玻璃短管穿過橡皮塞與瓶內相通，每根玻璃管中各有一段相同長度的紅色水柱，實驗前3條紅色水柱在同一高度，每個瓶中各有一根電阻絲，每根電阻絲跟通過橡皮塞的引線與外面的電路連接（1、2、3、4、5、6為電路中的金屬連接觸點），瓶子不漏氣．請回答下列問題：
（1）此實驗是通過觀察什么現象來判斷電阻絲產生熱量多少的？
（2）小明想研究電流產生的熱量跟電阻的關系，應分別將哪些觸點連接起來？
（3）小明想研究電流產生的熱量跟電流的關系，應分別將哪些觸點連接起來？
（4）利用此裝置實驗時，每次實驗只需幾秒鐘即可，其原因是什么？該裝置除了省時外，還有哪些優點？請再說出一點．

Answer 1

分析：（1）物理上經常采用轉化法，使實驗現象更明顯．
（2）Q=I²Rt，Q與I、R、t同時有關．研究各因素與Q的關系，采用控制變量法．
（3）在相同的條件下，膨脹情況：氣體＞液體＞固體．

解答：解：（1）電流產生的熱量用空氣吸收的熱量表示，空氣吸收的熱量的多少用體積的變化來表示，體積的變化通過液柱升高的大小來表示．
（2）Q與I、R、t同時有關，研究Q與R的關系，保持I、t不變，①號和②號電阻串聯時符合條件，要使①號和②號電阻串聯，需要連接1、2觸點和4、5觸點．
（3）Q與I、R、t同時有關，研究Q與I的關系，保持R、t不變，②號和③號電阻串聯時符合條件，要使，②號和③號阻并聯，需要連2、5觸點和5、6觸點．
（4）在相同的條件下，膨脹情況：氣體＞液體．本裝置省時，效果明顯．
故答案為：（1）玻璃管中紅水柱上升的高度
（2）連接1、2觸點和4、5觸點
（3）連接2、5觸點和5、6觸點
（4）氣體受熱膨脹更明顯（比液體）；實驗現象更清晰、明了等．

點評：（1）轉化法能使現象放大化．（2）正確理解焦耳定律．（3）在相同的條件下，膨脹情況：氣體＞液體＞固體．