Question

为了探究影响电热的因素，实验室准备了两个装满煤油的烧瓶、两个温度计，两根不同阻值的电阻丝，以及滑动变阻器、开关、导线、电源等．两个实验小组根据提供的实验器材，分别设计了图甲、乙所示的两个方案．

（1）在这两个实验中，电流产生的热量多少是通过________体现出来的，像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法在物理学研究中经常用到，请举一例：________．
（2）甲方案探究的问题是________，乙方案探究的问题是________．
（3）小靖提议利用甲装置改装成“比较食用油和煤油的吸热能力”的实验．若保持甲装置左边烧瓶中的器材不变时，他们除了把右边烧瓶中的煤油换成食用油外，还需更换的是________．此外，为了能在通电一段时间后，通过比较两温度计示数的变化来比较食用油和煤油的吸热能力，他们设计的实验必须满足的条件还有________．

Answer 1

解：（1）电流产生的热量不能直接观察，通过比较温度计示数升高的多少来反映电流产生热量的多少，这种方法是转换法．初中利用转换法的实验：用物体形变大小来反映压力作用效果大小；电磁铁吸热大头针的多少来反映电磁铁磁性的强弱；扩散现象反映分子的运动等等．
（2）甲方案，电流相等，通电时间相等，电阻不同，电热不同，所以甲方案探究在电流和通电时间一定时，电热与电阻的关系．
乙方案，电压相等，通电时间相等，电阻不同，电热不同，所以乙方案探究在电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系．
（3）探究食用油和煤油的吸热能力，实际上是探究食用油和煤油比热的大小，根据Q=cm△t，要保持食用油和煤油吸收的热量、质量相同．要保持吸收热量的多少，就要保证电热相等，所以要保证电热丝的电阻阻值相等．
故答案为：
（1）温度计示数升高的多少；用物体的形变大小来反映压力作用效果（答案不唯一）；
（2）在电流和通电时间一定时，电热与电阻的关系；在电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系；
（3）电阻丝；两瓶中的液体质量相同、电阻丝阻值相等．
分析：（1）电流产生的热量不能直接观察，用温度计示数升高的多少来反映电流产生热量的多少，这种方法是转换法．初中利用转换法的实验有很多．
（2）甲方案两个电阻是串联的，电流相等，通电时间相等，电阻不同，探究在电流和通电时间一定时，电热跟电阻的关系．
乙方案两个电阻是并联的，电压相等，通电时间相等，电阻不同，探究在电压和通电时间一定时，电热跟电阻的关系．
（3）“比较食用油和煤油的吸热能力”实际上比较食用油和煤油的比热大小，根据Q=cm△t，要保持食用油和煤油吸收的热量、质量相同，通过比较温度变化量来比较吸收能力．实验如果用甲装置改装，要保证电热丝产生的热量相同，所以电热丝的阻值相同，两种液体的质量都相同．
点评：（1）本题实际上利用控制变量法和转换法，探究了 Q=I²Rt 和 Q=t 两个公式．
（2）本题通过温度变化量来比较比热大小时，要控制好质量和热量不变．