Question

3．小明家的插座由于使用次數過多，造成與插頭接觸不良，使接觸處電阻變大．在使用這個插座時，小明發(fā)現插頭處很熱，而與插頭相連的導線卻不怎么熱．他的猜想是：在這種情況下，電阻越大，電流產生的熱量越多．為了驗證自己的猜想，他從實驗室找來一段阻值較大的電阻絲R₁、一段阻值較小的電阻絲R₂、相同的燒瓶和溫度計各兩個、足夠多的煤油、新干電池和導線若干，進行了實驗．

（1）他在兩個燒瓶中裝入質量和初溫都相同的煤油，按圖甲和乙組成兩個電路，保證通電時間相同，通過觀察溫度計的示數來比較電流產生熱量的大�。�
（2）他發(fā)現電流通過R₂產生的熱量多，這與他的猜想不一致，原因是沒有控制通過R₁和R₂的電流相等．
（3）利用以上器材，改進實驗電路，可以驗證小明的猜想．請你在圖丙方框中畫出改進后的電路圖．

Answer 1

分析 實驗探究問題要明確實驗目的及實驗的條件，本實驗中要探究熱量與電阻的關系，必須采用控制變量法．

解答 解：（1）由于兩個燒瓶中煤油的質量和初溫都相同，煤油的比熱是一樣的，因此誰吸收的熱量多，誰的溫度就高，因此溫度的高低就反應了吸熱的多少．
故答案是：溫度計的示數
（2）根據焦耳定律Q=I²Rt可知，熱量與電流、電阻、通電時間都有關系，因此要探究熱量與電阻的關系，必須保證電流和通電時間相同，小明設計的實驗方案中，甲乙兩個電路中電源是一樣的，但是由于電阻絲R₁、R₂的阻值不同，兩個回路中電流不一樣，因此熱量的多少不僅與電阻有關，也與電流有關，電阻大的電路電流小，產生的熱量反而少，因此實驗不成功的原因是兩個電路中通過金屬絲的電流不相同．
（3）通過上面的分析可知，必須讓通過兩個電阻的電流相同，根據串聯電路電流處處相等，所以可以將兩個電阻串聯在一個電路中．電路圖如下．

故答案為：
（1）溫度計的示數；
（2）沒有控制通過R₁和R₂的電流相等；
（3）見上圖．

點評 本題考查了利用控制變量法進行探究電流產生的熱量與電阻大小的關系，沒有采用控制變量法是本實驗不成功的原因．