Question

7．小明用如圖電路圖來探究“電流通過導體產(chǎn)生的熱量與電流是否有關(guān)”：器材有：穩(wěn)壓電源、停表、盒內(nèi)的電阻絲的阻值是100歐，插在筒中的溫度計量程是0～100℃（標準大氣壓下水的沸點為100℃）．記錄實驗數(shù)據(jù)的表格如下表：

實驗次數(shù)	通電時間 t/s	電阻 R/Ω	電流 I/A	筒內(nèi)空氣的 初溫t0/℃	筒內(nèi)空氣的 末溫t/℃	筒內(nèi)空氣升高的溫度△t/℃
1	100	100	0.2	20	32	12
2			0.3	20	47	27
3			0.4	20	68	4
4			0.5	20	95	/

（1）本實驗是通過觀察溫度計示數(shù)變化，來判斷相同時間內(nèi)不同電流產(chǎn)生的熱量多少．
（2）分析表中的數(shù)據(jù)，請將第四次實驗筒內(nèi)水的末溫的數(shù)據(jù)補齊95．
（3）實驗結(jié)束后，小明為了縮短實驗時間，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(shè)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(guān)，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(shè)值時開始計時，100 秒后記錄末溫…指出改動后方案的不足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．（寫出一點即可）

Answer 1

分析 （1）電流產(chǎn)生的熱量不能用眼睛直接觀察，通過溫度計示數(shù)變化來反映．這種方法是轉(zhuǎn)換法．
（2）表中數(shù)據(jù)分析解答溫度的變化．
（3）結(jié)合原實驗數(shù)據(jù)，分析方案改動后的不足之處．

解答 解：
（1）電流產(chǎn)生的熱量不能用眼睛直接觀察，通過溫度計示數(shù)變化來反映，這是轉(zhuǎn)換法．溫度計示數(shù)變化越大，電流產(chǎn)生的熱量越多．這是轉(zhuǎn)換法．
（2）由表知在通電時間和電阻大小相同時，電流變化為原來的2倍，溫度的變化為原來溫度變化的2²倍，故當電流由0.2A變?yōu)?.5A時，電流變?yōu)樵瓉淼?.5倍，溫度的變化為原來溫度變化的2.5²=6.25倍即筒內(nèi)空氣升高的溫度為12℃×6.25=75℃，筒內(nèi)空氣的末溫t為75℃+20℃=95℃；
（3）實驗器材不變，通電時間和電流的預設(shè)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(guān)，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(shè)值時開始計時，100s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(shè)值過程中，盒內(nèi)的空氣溫度還在上升．
故答案為：（1）溫度計示數(shù)變化；（2）95；（3）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．

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(guān)鍵．