Question

8．驗證焦耳定律實驗．
器材：兩個裝有相同紅煤油的燒瓶、兩個電阻絲R_甲和R_乙（R_甲＜R_乙），電源、開關(guān)、電流表、滑動變阻器、導(dǎo)線，兩根相同的玻璃管等（如圖所示）．
步驟：
①用筆劃線代替導(dǎo)線，將電路連接完整．
②把兩段電阻絲串聯(lián)，是為了控制電流和通電時間相同，通電一段時間后，可以通過觀察玻璃管中煤油高度的變化來判斷電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少．
③正確連接好電路，閉合開關(guān)，觀察到乙瓶玻璃管中煤油液柱上升快．
結(jié)論：在其他條件不變的情況下，電阻越大，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量就越多．

Answer 1

分析 （1）兩個電阻絲R_甲和R_乙（R_甲＜R_乙），所以此實驗是探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系，由此兩電阻串聯(lián)，電流表與待測電阻串聯(lián)，滑動變阻器的連接是一上一下與電阻串聯(lián)，注意電流表的量程和電流方向；
（2）兩電阻絲串聯(lián)，它們的通電時間與通電電流相等，采用轉(zhuǎn)換法，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量，使煤油溫度升高，電阻產(chǎn)生的熱量通過玻璃管中液面的變化反映出來；
（3）根據(jù)焦耳定律，結(jié)合串聯(lián)電路的電流特點，判斷產(chǎn)生熱量的多少關(guān)系．

解答 解：
①在探究焦耳定律實驗，兩個電阻絲R_甲和R_乙（R_甲＜R_乙），所以此實驗是探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系，由此兩電阻串聯(lián)，電流表與待測電阻串聯(lián)，滑動變阻器的連接是一上一下與電阻串聯(lián)，因為無法判斷電路的電流的大小，所以電流表選擇0～3A量程，注意電流表的電流方向，電路如下；

②將兩段電阻絲串聯(lián)，是為了保證通過兩電阻的電流與通電時間相等；實驗中采用轉(zhuǎn)換法，將兩電阻絲產(chǎn)生的熱量的多少通過玻璃管中的煤油高度的變化反映出來；電流產(chǎn)生的熱量越多，溫度計上升的越高；
③因為兩電阻串聯(lián)，所以通過兩電阻的電流相同，由焦耳定律Q=I²Rt得，電流和通電時間相同時，電阻大的乙瓶在相同時間產(chǎn)生的熱量多，升高的溫度快；瓶玻璃管中煤油液柱上升快．
故答案為：①見上圖；②控制電流和通電時間相同；玻璃管中煤油高度的變化；③乙．

點評 本題考查了實物圖的連接；通過焦耳定律的實驗重點考查學(xué)生對控制變量法、轉(zhuǎn)化法的掌握和應(yīng)用，以及學(xué)生分析實驗現(xiàn)象得出結(jié)論的能力；控制變量法為物理實驗中的常用方法，應(yīng)重點掌握．