Question

20．在討論“電流產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)”的問題時，各組同學(xué)各抒己見，結(jié)合生活實際，給出自己的猜想．
第一組：電流產(chǎn)生的熱量可能和通電時間有關(guān)．
第二組：電流產(chǎn)生的熱量可能和電流大小有關(guān)．
第三組：電流產(chǎn)生的熱量可能和電阻大小有關(guān)．
（1）你支持哪一組的觀點？請你舉一個生活中的例子支持它電流產(chǎn)生的熱量可能和電阻大小有關(guān)．用電爐燒水時，電爐絲已經(jīng)熱的發(fā)紅，但是和電爐絲串聯(lián)的導(dǎo)線卻幾乎不熱．
（2）小明所在的三組同學(xué)決定用科學(xué)實驗驗證自己組的想法．為此他們設(shè)計了如圖所示的電路．該電路的連接方式可以達(dá)到的目的是電流和時間相同，同時看每個玻璃管中的液面上升的高度來反映電流在此容器中產(chǎn)生的熱量．
（3）老師提示三組同學(xué)，若想同時探究出第一組同學(xué)的猜想，只需要再增加秒表（器材）并做相應(yīng)的測量記錄．
（4）經(jīng)過同學(xué)們的實驗探究，最后得到了“電流產(chǎn)生的熱量和電流大小、電阻大小、通電時間都有關(guān)”的結(jié)論．實驗過程中，小明發(fā)現(xiàn)該實驗選用的裝置和探究“不同物質(zhì)吸熱能力”的實驗裝置有相似之處．他靈機(jī)一動，將5Ω電阻所在的容器中換上等質(zhì)量的煤油，準(zhǔn)備重新進(jìn)行探究物質(zhì)吸熱性質(zhì)的實驗．

實驗組別	兩液體質(zhì)量/g	加熱時間/min	左液面高度/cm	右液面高度/cm
1	200g
2
3

你認(rèn)為小明的設(shè)計有不妥或錯誤之處嗎？請寫出你的觀點在探究“物質(zhì)吸熱能力”的實驗中，小明的實驗中兩電阻大小不同，所以相同電流相同時間兩電阻產(chǎn)生的熱量不同．所以實驗方案是不對的．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)生活現(xiàn)象和影響電流產(chǎn)生熱量的因素分析解答；
（2）串聯(lián)電路電流相等，在同一電路中通電時間相等，通過U型管中液面的高度差反映產(chǎn)生熱量的多少；
（3）探究電流產(chǎn)生熱量多少與通電時間的關(guān)系，在保持電流大小，和電阻大小相等時，應(yīng)改變時間，觀察液面的高度變化；
（4）探究物質(zhì)的吸熱能力實驗時，應(yīng)保持物質(zhì)在相等的時間內(nèi)吸收的熱量相等．

解答 解：（1）我認(rèn)為電流產(chǎn)生的熱量可能和電阻大小有關(guān)．用電爐燒水時，電爐絲已經(jīng)熱的發(fā)紅，但是和電爐絲串聯(lián)的導(dǎo)線卻幾乎不熱；
（2）根據(jù)電路圖可知，兩電熱絲串聯(lián)在同一電路中，保持了電流和時間相同；利用U型管中兩液面的高度差反映電流產(chǎn)生熱量多少；
（3）探究電流產(chǎn)生熱量多少與通電時間的關(guān)系，在保持電流大小，和電阻大小相等時，應(yīng)改變時間，觀察液面的高度變化；因此需要增加秒表；
（4）探究“不同物質(zhì)吸熱能力”時，應(yīng)保持物質(zhì)在相等的時間內(nèi)吸收的熱量相等，從實驗中可知小明只是將其中一瓶內(nèi)物質(zhì)改換成煤油，并沒有將電阻換成阻值相等的，因此在相等時間內(nèi)，物質(zhì)吸收的熱量不相等，故實驗方案不對．
故答案為：
（1）電流產(chǎn)生的熱量可能和電阻大小有關(guān)．用電爐燒水時，電爐絲已經(jīng)熱的發(fā)紅，但是和電爐絲串聯(lián)的導(dǎo)線卻幾乎不熱；
（2）電流和時間相同；液面上升的高度；
（3）秒表；
（4）探究“物質(zhì)吸熱能力”的實驗中，小明的實驗中兩電阻大小不同，所以相同電流相同時間兩電阻產(chǎn)生的熱量不同．所以實驗方案是不對的．

點評 此題主要考查學(xué)生對于焦耳定律實驗的理解和掌握，注意控制變量法的應(yīng)用．