Question

11．如圖1是王紅同學(xué)探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置．兩個(gè)透明容器中密封著等量的空氣，沒(méi)有通電時(shí)，兩端工形管中液面相平，通過(guò)工形管中液面高度的變化說(shuō)明煤油溫度的變化．本裝置是為了探究產(chǎn)生熱量與電流的關(guān)系．
（1）實(shí)驗(yàn)的煤油初溫和質(zhì)量相等，煤油中電阻絲都為5Ω，且在同一電路中，采用了轉(zhuǎn)換法和控制變量法的實(shí)驗(yàn)方法．
（2）通電一段時(shí)間后，左側(cè)U形管中液面的高度差比右側(cè)的大，你的結(jié)論是在電阻和通電時(shí)間一定時(shí)，電流越大，電阻產(chǎn)生的熱量越多．
（3）如果要探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，可以將本裝置右邊的進(jìn)行改進(jìn)，你改進(jìn)的方法是取掉右側(cè)外露在空氣中的電阻絲，并將煤油中5Ω的阻值更換為10Ω或15Ω的阻值．
（4）王紅同學(xué)進(jìn)一步改進(jìn)裝置如圖2所示，將左側(cè)裝煤油的容器換成裝初溫相同、質(zhì)量相等的水，并取掉右側(cè)外露在空氣中的電阻絲，就能探究水和煤油的吸熱能力，通電一段時(shí)間后的現(xiàn)象如圖2所示．只比較左右U形管的高度差的不同，就知道水的吸熱能力更強(qiáng)．
 

Answer 1

分析 電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時(shí)間有關(guān)，探究電流產(chǎn)生的熱量根電流關(guān)系，應(yīng)控制電阻和通電時(shí)間不變；探究電流產(chǎn)生熱量跟電阻關(guān)系時(shí)，控制通電時(shí)間和電流不變；
（1）（2）由焦耳定律Q=I²Rt可知，Q與I、R及t有關(guān)，所以應(yīng)采用控制變量法進(jìn)行分析、判斷；
（3）要探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，需保持通過(guò)電阻的電流相同，電阻不同，據(jù)此分析改進(jìn)的方法；
（4）要比較水和煤油的吸熱能力，需用相同的加熱器給質(zhì)量相同的不同液體加熱，通過(guò)溫度計(jì)示數(shù)的變化比較液體的吸熱能力．

解答 解：由圖1可知，兩密閉容器中電阻的阻值和通電時(shí)間相同，由并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知通過(guò)兩容器內(nèi)電阻的電流不同，則該實(shí)驗(yàn)裝置是為了探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系；
（1）探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需采用轉(zhuǎn)化法和控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
（2）根據(jù)圖1可知，右側(cè)電阻絲與另一電阻絲并聯(lián)，故左右容器中電阻絲的電阻和通電時(shí)間相同，由焦耳定律Q=I²Rt可知，左側(cè)電阻產(chǎn)生熱量多；則左側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量多，氣體壓強(qiáng)大，即左側(cè)U形管中液面的高度差比右側(cè)的大，故得出的結(jié)論為在電阻和通電時(shí)間一定時(shí)，電流越大，電阻產(chǎn)生的熱量越多；
（3）要探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，需保持通過(guò)電阻的電流相同，電阻不同，因此取掉右側(cè)外露在空氣中的電阻絲，并將煤油中5Ω的阻值更換為10Ω或15Ω的阻值；
（4）要比較水和煤油的吸熱能力，需將左側(cè)裝煤油的容器換成裝初溫相同、質(zhì)量相等的水，并取掉右側(cè)外露在空氣中的電阻絲，就能探究水和煤油的吸熱能力；
根據(jù)圖2可知，加熱相同時(shí)間，煤油的溫度變化較大，水的溫度變化較小，因此水的吸熱能力強(qiáng)，即只比較左右U形管的高度差的不同，就知道水的吸熱能力更強(qiáng)．
故答案為：電流；（1）控制變量法；（2）在電阻和通電時(shí)間一定時(shí)，電流越大，電阻產(chǎn)生的熱量越多；（3）取掉右側(cè)外露在空氣中的電阻絲，并將煤油中5Ω的阻值更換為10Ω或15Ω的阻值；（4）質(zhì)量；水．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查的是學(xué)生對(duì)“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)的”實(shí)驗(yàn)的理解和掌握，注意控制變量法和轉(zhuǎn)換法的運(yùn)用，同時(shí)考查了學(xué)生對(duì)焦耳定律變形公式的理解和掌握本，有一定的難度．