Question

某同學用如圖所示的裝置研究“電流通過導體時產生的熱量與導體電阻大小的關系”．圖中兩個燒瓶內盛有質量和溫度都相同的煤油，溫度計顯示煤油的溫度，兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲，甲瓶中銅絲的電阻比乙瓶中鎳鉻合金絲的電阻小．
（1）試驗采用的是

控制變量

的研究方法，試驗的設計依據是電流的

熱

效應．
（2）閉合開關后，通過兩段金屬絲中的電流是

相等

的．（選填“相等”或“不相等”）
（3）一段時間后，可以觀察到甲瓶中溫度計的示數

小于

乙瓶中溫度計的示數；（選填“大于”、“等于”或“小于”）判斷依據是：

電流相等時，相同時間內電阻大的產生熱量多

．

Answer 1

分析：（1）串聯電路中處處電流相等．
（2）先由焦耳定律判斷電流產生的熱量，再根據熱量公式判斷溫度計的示數大小．
（3）由焦耳定律判斷電流產生的熱量多少

解答：解：（1）由焦耳定律可知，電流通過導體產生的熱量與通過的電流、導體的電阻和通電時間有關，為了研究電流與導體電阻的關系，要控制通過的電流和通電時間不變，該方法是我們常用的控制變量法．試驗的設計依據是電流的熱效應；
（2）根據電路圖可知，閉合開關后，兩段金屬絲是串聯的，通過兩段金屬絲中的電流是相等的；
（3）因為通過兩段金屬絲中的電流是相等的．銅絲的電阻比鎳鉻合金絲的電阻小，時間相同．根焦耳定律可知，銅絲產生的熱量比鎳鉻合金絲的少．由熱量公式Q=cm△t可知，比熱容和質量都相同，煤油吸收和熱量少，則升高的溫度低．由焦耳定律Q=I²Rt可知在電流和通電時間都相同時，導體電阻越大，產生的熱量多．
故答案為：（1）控制變量；熱；（2）相等；（3）小于；電流相等時，相同時間內電阻大的產生熱量多．

點評：本題考查了學生對焦耳定律、吸熱公式的應用、串聯電路的電流關系的了解和掌握，理解并用好控制變量法、轉換法是本題的關鍵．