Question

我們知道：“電流通過導體時產生的熱量，與電流的平方成正比，與導體的電阻成正比，與通電時間成正比．”這就是焦耳定律，用公式可表達為：Q=I²Rt．愛動腦筋的小明在探究這個問題時，設計了圖示的實驗，只連接一次電路就完成了實驗探究．他的方法是用電阻絲（其中R_甲≠R_乙）給燒瓶中的煤油（煤油質量相同）加熱，然后觀察煤油在插入密封燒瓶里的玻璃管中上升的高度，就可以對比電阻絲放熱的多少．請你仔細觀察小明設計的實驗電路，并應用所學知識分析回答下列問題：
（1）探究電熱的多少與電流的關系，應該對比

 

兩個燒瓶中煤油柱上升的高度，而這兩個燒瓶中電阻絲阻值應該

 

．
（2）探究電熱的多少與電阻的關系，應該對比

 

兩個燒瓶中煤油柱上升的高度．

Answer 1

分析：（1）該題利用了轉換法，把電熱的多少通過玻璃管中煤油上升的高度表現出來；
（2）為了探究電熱的多少與電流或電阻的關系，采用了控制變量法，首先利用公式Q=I²Rt并結合控制變量法，找出需要控制的變量，再結合圖示選擇出合適的電阻絲，在此基礎上兩個燒瓶中電阻絲阻值的關系即可得出．

解答：解：（1）該題利用了控制變量法，為了探究電熱的多少與電流的關系，由公式Q=I²Rt可知，
應控制兩電阻絲的電阻和通電時間相等，而電流不相等，而電阻絲甲和乙串聯，通過它們的電流相等，
所以應選取甲丙（或乙丙），并保證兩電阻絲的電阻相等．
（2）探究電熱的多少與電阻的關系，由公式Q=I²Rt可知，應控制兩電阻絲的電流和通電時間相等，而電阻不相等，從圖中可知，甲和乙兩根電阻絲串聯，因此通過它們的電流和時間相等，所以應選取甲乙，并保證兩電阻絲的電阻不相等．
故答案為：（1）甲丙或乙丙，相同；（2）甲乙．

點評：本題考查了可以利用控制變量法，并結合所研究的問題選取合適的實驗器材，并且可以把所學的物理知識在生活中加以應用．