Question

某同學用如圖所示的裝置探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）實驗采用了

控制變量

和

轉換

的物理方法，實驗的設計依據是

焦耳定律

．
（2）閉合開關后，通過兩段金屬絲中的電流是的

相等

．（填“相等”或“不相等”）
（3）導體產生熱量的多少是

通過溫度計示數的改變

反映出來的．
（4）一段時問后，可以觀察到甲瓶中溫度計的示數

小于

（填“大于”“等于”或“小于”）乙瓶中溫度計的示數，判斷依據是

由焦耳定律Q=I²Rt可知，當電流和通電時間相同時，電阻越大產生的熱量越多

．
（5）通過此實驗探究得到的結論是

在電流和通電時間相同的情況下，導體產生熱量的多少和導體電阻大小有關

．

Answer 1

分析：（1）根據焦耳定律可知，研究電流通過導體時產生的熱量與導體電阻大小的關系時，應該采用控制變量法，控制通過導體電流的大小和通電時間相等；
（2）由圖可知兩電阻絲串聯在電路中，通過兩段金屬絲中的電流是相等的；
（3）采用轉換法，用溫度計示數的改變反映了導體產生熱量的多少；
（4）根據焦耳定律Q=I²Rt可知，當電流和通電時間相同時，電阻越大產生的熱量越多．

解答：解：（1）實驗中采用了控制變量法和轉換法，實驗的設計依據是焦耳定律；
（2）由圖可知兩電阻絲串聯在電路中，通過兩段金屬絲中的電流是相等的；
（3）實驗中采用轉換法，用溫度計示數的改變反映了導體產生熱量的多少；
（4）由焦耳定律Q=I²Rt可知，當電流和通電時間相同時，電阻越大產生的熱量越多；甲瓶中銅絲的電阻比乙瓶中鎳鉻合金絲的電阻小，通電一段時問后，甲瓶中電阻絲放出的熱量小于乙瓶中放出的熱量，所以觀察到甲瓶中溫度計的示數小于乙瓶中溫度計的示數；
（5）通過此實驗探究得到的結論是：在電流和通電時間相同的情況下，導體產生熱量的多少和導體電阻大小有關．
故答案為：（1）控制變量；轉換；焦耳定律；（2）相等；（3）通過溫度計示數的改變；（4）小于；由焦耳定律Q=I²Rt可知，當電流和通電時間相同時，電阻越大產生的熱量越多；（5）在電流和通電時間相同的情況下，導體產生熱量的多少和導體電阻大小有關．

點評：本題考查了學生對焦耳定律的認識和理解，并可以通過實驗來驗證自己目的，同時在該實驗中利用了控制變量法和轉換法，該實驗方法在實驗探究中經常用到．