Question

19．為了探究影響電熱的因素，實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備了兩個(gè)裝滿煤油的燒瓶、兩個(gè)溫度計(jì)，兩根不同阻值的電阻絲，以及滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、電源等．兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)器材，分別設(shè)計(jì)了圖甲、乙所示的兩個(gè)方案．

（1）在這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，電流產(chǎn)生的熱量多少是通過溫度計(jì)示數(shù)升高的多少體現(xiàn)出來的．
（2）甲方案可探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，乙方案探究是電壓和通電時(shí)間一定時(shí)，電熱與電阻的關(guān)系．
（3）小靖提議利用甲裝置改裝成“比較食用油和煤油的吸熱能力”的實(shí)驗(yàn)．若保持甲裝置左邊燒瓶中的器材不變時(shí)，他們除了把右邊燒瓶中的煤油換成食用油外，還需更換的是電阻絲．此外，為了能在通電一段時(shí)間后，通過比較兩溫度計(jì)示數(shù)的變化來比較食用油和煤油的吸熱能力，他們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)必須滿足的條件還有兩瓶中的液體質(zhì)量相同、電阻絲阻值相等．

Answer 1

分析 （1）電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少，我們通過肉眼直接觀察看不到其多少，在此應(yīng)用了轉(zhuǎn)換法，把電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少用我們能看到的現(xiàn)象表現(xiàn)出來．
（2）在該實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用了控制變量法，首先找到它們相同的物理量，再找到它們不同的物理量，便可以找到探究的是電熱與什么因素的關(guān)系．
（3）“比較食用油和煤油的吸熱能力”實(shí)際上比較食用油和煤油的比熱大小，根據(jù)Q=cm△t，要保持食用油和煤油吸收的熱量、質(zhì)量相同，通過比較溫度變化量來比較吸收能力．實(shí)驗(yàn)如果用甲裝置改裝，要保證電熱絲產(chǎn)生的熱量相同，所以電熱絲的阻值相同，兩種液體的質(zhì)量都相同．

解答 解：（1）電流產(chǎn)生的熱量不能直接觀察，通過比較溫度計(jì)示數(shù)升高的多少來反映電流產(chǎn)生熱量的多少，這種方法是轉(zhuǎn)換法．
（2）甲方案，電流相等，通電時(shí)間相等，電阻不同，電熱不同，所以甲方案探究在電流和通電時(shí)間一定時(shí)，電熱與電阻的關(guān)系．
乙方案，電壓相等，通電時(shí)間相等，電阻不同，電熱不同，所以乙方案探究在電壓和通電時(shí)間一定時(shí)，電熱與電阻的關(guān)系．
（3）探究食用油和煤油的吸熱能力，實(shí)際上是探究食用油和煤油比熱的大小，根據(jù)Q=cm△t，要保持食用油和煤油吸收的熱量、質(zhì)量相同．要保持吸收熱量的多少，就要保證電熱相等，所以要保證電熱絲的電阻阻值相等．
故答案為：
（1）溫度計(jì)示數(shù)升高的多少；
（2）電阻；在電壓和通電時(shí)間一定時(shí)，電熱與電阻的關(guān)系；
（3）電阻絲；兩瓶中的液體質(zhì)量相同、電阻絲阻值相等．

點(diǎn)評(píng) （1）本題實(shí)際上利用控制變量法和轉(zhuǎn)換法，探究了 Q=I²Rt 和 Q=$\frac{{U}^{2}}{R}$t兩個(gè)公式．
（2）本題通過溫度變化量來比較比熱大小時(shí)，要控制好質(zhì)量和熱量不變．