Question

20．小澤猜想電流通過導體產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時間有關．為了探究電流通過導體產(chǎn)生的熱量與電流是否有關，所用的實驗器材有：穩(wěn)壓電源、電流表、滑動變阻器、開關、停表各一個；絕熱的塑料盒一個，盒內(nèi)密封著空氣，盒內(nèi)的電阻絲的阻值是10Ω，插在盒中的溫度計量程是0～100℃；導線若干．
（1）用筆畫線代替導線，將圖中的電路連接完整．
（2）記錄實驗數(shù)據(jù)的表格如表．

實驗次數(shù)	通電時間t/s	電阻R/Ω	電流I/A	盒內(nèi)空氣的初溫t0/℃	盒內(nèi)空氣的來溫t/℃	盒內(nèi)空氣升高的溫度△t/℃	熱量Q
1	20	10	0.2	20	32	12	小
2			0.3	20	47	27	中
3			0.4	20	69	49	大

分析表中的數(shù)據(jù)，得到的探究結論是通電時間和電阻一定時，電流越大，導體產(chǎn)生的熱量越多．
（3）實驗結束后，小澤為了縮短實驗時間，對原實驗方案稍加改動：實驗器材不變，通電時間和電流的預設值不變，在每完成一次實驗（收集一組數(shù)據(jù)）后，不斷開開關，也不打開通氣孔，直接把前一次實驗的末溫作為下一次實驗的初溫，再移動滑動變阻器滑片，使電流達到預設值時開始計時，20s后記錄末溫…
指出改動后方案的兩點不足（可以結合原方案的實驗數(shù)據(jù)）；
①改動后導致第三次實驗的末溫超過了溫度計的量程，無法完成實驗．
②改動后，前一次實驗的末溫并不是下一次實驗的初溫，所以初溫記錄有誤．

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器串聯(lián)在電路中，接線一上一下；
（2）分析表格數(shù)據(jù)，抓住不變量，分析變量，通過現(xiàn)象分析得出結論；
（3）結合原實驗數(shù)據(jù)，分析方案改動后的不足之處．

解答 解：（1）滑動變阻器串聯(lián)在電路中，接線“一上一下”所接電路如圖：

（2）由數(shù)據(jù)分析可知，電阻相等，通電時間相等，電流越大，盒內(nèi)空氣升高的溫度越高，說明電流越大產(chǎn)生的熱量越多，故可以得出結論是：在通電時間和電阻一定時，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多；
（3）實驗器材不變，通電時間和電流的預設值不變，在每完成一次實驗（收集一組數(shù)據(jù)）后，不斷開開關，也不打開通氣孔，直接把前一次實驗的末溫作為下一次實驗的初溫，再移動滑動變阻器滑片，使電流達到預設值時開始計時，20s后記錄末溫；
根據(jù)原實驗數(shù)據(jù)可知，若把上一次末溫作為下一次的初溫，則改動后導致第三次實驗的末溫會超出溫度計的量程，無法完成實驗；
改動后，前一次實驗的末溫并不是下一次實驗的初溫，所以初溫記錄有誤．
另外在兩次實驗之間調(diào)節(jié)滑動變阻器使得電流達到預設值過程中，盒內(nèi)的空氣溫度還在上升．
故答案為：（1）電路如圖；
（2）通電時間；電阻；電流越大，導體產(chǎn)生的熱量越多；
（3）①改動后導致第三次實驗的末溫超過了溫度計的量程，無法完成實驗；
②改動后，前一次實驗的末溫并不是下一次實驗的初溫，所以初溫記錄有誤．

點評 此題主要考查學生對于焦耳定律的理解和掌握，熟悉控制變量法是解題關鍵．