Question

20．在探究影響電流熱效應的因素實驗中：
（1）參加佛山市課堂教學展示活動的物理老師設計了如圖甲所示的裝置，溫度計的玻璃泡被浸了油并完全相同的棉花包裹，再將電阻絲繞在棉花外面，通電后通過溫度變化，間接判斷產(chǎn)生熱量的多少，這種研究方法叫轉換法；保持電流和通電時間相等，探究電熱器產(chǎn)生熱量與電阻大小的關系，應觀察甲和乙溫度計示數(shù)變化（選填“甲和乙”、“甲和丙”或“乙和丙”）．
（2）小明先測量棉花的初始溫度后，在電路中增加電流表后閉合開關，通電20s再測量棉花的溫度，得到的溫度升高量填入表中（如表）．

序號	電阻絲	電流/A	通電時間/s	電阻/Ω	升高溫度/℃
1	甲	0.6	20	4	80
2	乙	0.6	20	2	40
3	丙	0.3	20	2	10

要探究電熱和電流關系，應比較序號2和3（選填“1和2”、“1和3”、“2和3”）的實驗數(shù)據(jù)，得出結論是當通電時間和電阻相同時，通過該電阻絲的電流越大，電阻絲產(chǎn)生的熱量越大．
（3）甲電阻絲通電時間20s產(chǎn)生的熱量為28.8J，乙電阻絲的發(fā)熱功率為0.72W．

Answer 1

分析 （1）由題意及實驗的原理圖可知當瓶中電阻絲發(fā)熱后溫度計示數(shù)會變化，根據(jù)示數(shù)變化的情況可判定放熱的多少；轉換法在物理學中有很多應用，主要用來演示一些不易直接觀察的物理量的變化；探究電熱器產(chǎn)生熱量與電阻大小的關系，應控制電流、通電時間相同；
（2）要探究電熱和電流關系，應控制通電時間和電阻相同；
（3）由焦耳定律可得出電阻絲產(chǎn)生的熱量；由功率公式可得出電阻的電功率．

解答 解：（1）當電阻絲通電后，電流產(chǎn)生熱量使煤油溫度升高，溫度計的示數(shù)會發(fā)生變化，根據(jù)示數(shù)變化的情況可以判定放熱的多少，這種方法叫作轉換法；
探究電熱器產(chǎn)生熱量與電阻大小的關系，應控制電流、通電時間相同，故選甲和乙；
（2）要探究電熱和電流關系，應控制通電時間和電阻相同，故選2和3；由表格中的實驗數(shù)據(jù)可知，當通電時間和電阻相同時，通過該電阻絲的電流越大，電阻絲產(chǎn)生的熱量越大；
（3）由焦耳定律得：甲電阻絲通電時間20s產(chǎn)生的熱量為：Q=I²Rt=（0.6A）²×4Ω×20s=28.8J；
由功率公式可得：電阻的功率P=I²R=（0.6A）²×2Ω=0.72W；
故答案為：（1）轉換法； 甲和乙；（2）2和3；當通電時間和電阻相同時，通過該電阻絲的電流越大，電阻絲產(chǎn)生的熱量越大；（3）28.8； 0.72．

點評 本實驗探究熱量與電流、電阻以及時間的關系，選擇實驗器材的能力以及學生分析實驗的能力；本題中需要注意以下兩點：①在探究焦耳定律時，需要運用控制變量法和轉換法；②選擇裝置時，要考慮裝置的利弊，能夠靈活選擇并闡述自己的觀點．