Question

20．小明和小紅想利用如圖所示的裝置探究“導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”．兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲，燒瓶A中的金屬絲是銅絲，電阻比較小，燒瓶B中的金屬絲是鎳鉻合金絲，電阻比較大．兩瓶煤油中溫度計可以顯示煤油的溫度．
（1）根據(jù)控制變量法的研究思想，應(yīng)該使這兩個燒瓶中煤油的質(zhì)量相等．
（2）小紅問小明：“打開水龍頭就可以得到水，干嘛不用水代替煤油？”對于這個問題，小明與他的同學(xué)給出了下列四種答案，你認(rèn)為最合理的是D．
A．因為煤油有顏色便于觀察          B．因為煤油有比較大的熱值
C．因為煤油有比較小的密度          D．因為煤油有比較小的比熱容
（3）實驗中，小明和小紅發(fā)現(xiàn)燒瓶B中溫度計的示數(shù)升高的快．這表明：在電流和通電時間相同的情況下，導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多．
（4）小紅把實驗裝置作了一些改動：在相同的燒瓶A、B中裝滿煤油，用細(xì)玻璃管代替溫度計做實驗，當(dāng)煤油溫度上升時，會看到細(xì)玻璃管內(nèi)的液面明顯上升．下列實驗中也用到這種思想和方法的是B．
A．將不同的電阻絲分別接到同一電路中，通過比較電流的大小來比較電阻的大小
B．將乒乓球靠近發(fā)聲的音叉，通過乒乓球被彈開顯示音叉在振動
C．讓不同的紙團從相同高度同時下落，通過落地的先后判斷運動的快慢
D．將小鐵屑均勻灑在磁體周圍，通過觀察鐵屑的分布情況來認(rèn)識磁場的分布情況．

Answer 1

分析 （1）實驗時，電流通過電阻絲做功，消耗電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，產(chǎn)生的熱量，被煤油吸收，煤油吸收熱量溫度升高；通過溫度計的示數(shù)變化反應(yīng)電流產(chǎn)生的熱量多少，為準(zhǔn)確反應(yīng)電流產(chǎn)生的熱量的多少，兩個燒瓶中所盛煤油的質(zhì)量要相等；
（2）因為煤油的比熱容比水小，相同質(zhì)量的煤油和水比較，吸收或放出相同的熱量，煤油的溫度變化大，據(jù)此分析；
（3）B燒瓶中溫度計的示數(shù)升高的快說明B燒瓶中的煤油吸收的熱量多，而A、B兩個燒瓶中的電阻絲串聯(lián)，通過兩電阻絲的電流和通電時間相同，根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt分析判斷．
（4）物理學(xué)中對于一些看不見摸不著的現(xiàn)象或不易直接測量的物理量，通常用一些非常直觀的現(xiàn)象去認(rèn)識或用易測量的物理量間接測量，這就是轉(zhuǎn)換法．

解答 解：（1）通電后電流通過電阻絲做功，產(chǎn)生熱量使煤油的溫度升高，通過觀察溫度計的示數(shù)大小來判斷電流產(chǎn)生的熱量的多少，
為準(zhǔn)確反應(yīng)電流產(chǎn)生的熱量的多少，應(yīng)控制變量使兩個燒瓶中所盛煤油的質(zhì)量應(yīng)該相等，應(yīng)用了控制變量的思想；
（2）因為煤油的比熱容比水的小，相同質(zhì)量的煤油和水比較，吸收相同的熱量，煤油溫度升高的多，用煤油做實驗效果更明顯；故選D；
（3）由焦耳定律Q=I²Rt可知，在電流和通電時間相同的情況下，導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多；
（4）本題通過液面高度的上升來反應(yīng)溫度的變化，采用了轉(zhuǎn)換法，轉(zhuǎn)換法常用來演示一些不易觀察的現(xiàn)象，
A、將不同的電阻絲分別接到同一電路中，通過比較電流的大小來比較電阻的大小，應(yīng)用了定量分析的方法；
B、將乒乓球靠近發(fā)聲的音叉，通過乒乓球被彈開顯示音叉在振動，采用了轉(zhuǎn)換法；
C、讓不同的紙團從相同高度同時下落，通過落地的先后判斷運動的快慢，采用了轉(zhuǎn)換法與定性思想，
D、將小鐵屑均勻灑在磁體周圍，通過觀察鐵屑的分布情況來認(rèn)識磁場的分布情況，采用了轉(zhuǎn)換法與定性思想；
故答案為：（1）控制變量；（2）D；（3）大；（4）B．

點評 本題考查了學(xué)生對焦耳定律、比熱容的應(yīng)用、串聯(lián)電路的電流關(guān)系的了解和掌握，當(dāng)物理量較多時，在分析時要用好控制變量法．