Question

2．小明和小丽利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．
（1）如图所示，质量相等的两瓶煤油中都浸泡着一段材料与长度均相同的金属丝，已知甲电阻比较小，则两根金属丝中横截面积较大的是甲（选填“甲”或“乙”）．
（2）实验中，小明和小丽发现乙烧瓶中温度计的示数升高较快．这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多．
（3）小明提议利用该装置改做“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他们应将其中一烧瓶中的煤油换成质量相等的水，并使甲、乙两烧瓶中金属丝的电阻相等．水和煤油吸热的多少是通过加热时间来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）．

Answer 1

分析 （1）影响电阻大小的因素有导体的长度、横截面积和材料，当材料和长度相同时，导线越粗、电阻越小；
（2）本实验的原理：电流通过电阻丝做功，消耗电能转化为内能，产生的热量被煤油吸收，煤油的温度升高，通过温度计的示数变化反应电流产生的热量多少；知道通过的电流相等，由焦耳定律可知阻值越大的电阻产生的热量越多、温度升高越快；
（3）由吸热公式Q_吸=cm△t可知，要比较水和煤油的比热容大小，应让两瓶中水和煤油的质量m相等、吸收的热量相等（加热时间相等），通过比较它们升高的温度大小关系，得出比热容的大小关系．

解答 解：
（1）两电阻材料和长度相同，已知甲电阻比乙电阻小，所以甲金属丝的横截面积大；
（2）两电阻串联，电流、通电时间相等，由焦耳定律Q=I²Rt得，电阻大（乙瓶中的金属丝电阻大）的在相同时间产生的热量多，升高的温度快；所以是乙瓶中的温度计示数升高较快；
（3）要比较水和煤油的比热容，则应让水和煤油的质量相等、吸收的热量（加热时间）相等，由温度的变化大小得出比热容的大小关系；故用相同质量的水代替煤油，两瓶中都有相同阻值相同的电阻丝，电阻相等；结果会发现煤油温度变化的快，说明煤油的比热容较小，水的比热容大．
故答案为：（1）甲；（2）乙；电流；通电时间；大；（3）质量；相等；加热时间．

点评 本题通过焦耳定律的实验重点考查学生对控制变量法的应用，以及学生分析实验现象得出结论的能力；控制变量法为物理实验中的常用方法，应重点掌握．