Question

小明用如图甲所示的实验器材探究焦耳定律：在质量相同的两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大．温度计显示煤油的温度．

（1）电路中将两金属丝串联的目的是____________．闭合开关后，观察到乙烧瓶中温度计的示数升高快．这表明：________________．

（2）在探究电热与电流大小的关系时，可以通过______来改变电流的大小，通电相同时间，观察比较______（选填“不同的电阻丝”或“同一根电阻丝”）所在瓶中煤油温度的变化．

（3）小聪觉得以上的实验操作太繁，为此他设计了如图乙所示的电路（三个瓶中装有质量相同的煤油，三个金属丝电阻大小关系是：R_甲=R_丙＞R_乙），这样只要连接一次电路就能完成实验探究．在小聪的设计中，探究电热的多少与电流的关系，应该对比______两个烧瓶中的煤油上升的温度，探究电热的多少与电阻的关系，应该对比______两个烧瓶中的煤油上升的温度．若闭合开关通电一段时间后，三个瓶中煤油的温度从高到低依次是______．

Answer

控制电流和通电时间相同 在电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多 滑动变阻器 同一根电阻丝 甲丙 甲乙 丙甲乙

【解析】

(1)[1]两金属丝电阻大小不同，则探究的是电热与电阻大小的关系，需要保证电流大小相等，通电时间相同，则应将两金属丝串联连接；

[2]由于两瓶煤油质量相等，温度上升越快，说明吸收热量越多，乙烧瓶温度上升快，且其中为镍铬合金丝，电阻比较大，由此可表明在电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多；

(2)[3]可通过改变滑动变阻器接入阻值大小来改变电路电流大小；

[4]由于是探究电热与电流大小的关系，则应保证通电时间和电阻大小相同，故应在通电相同时间，观察比较同一根电阻丝所在瓶中煤油温度的变化；

(3)[5][6][7]已知三个金属丝电阻大小关系是：R甲=R丙＞R乙，如图乙，电阻丝甲、乙串联，整体与丙并联，则探究电热的多少与电流的关系时，应保证电阻相同，电流不同，应对比甲、丙两个烧瓶中的煤油上升的温度，在探究电热的多少与电阻的关系时，应保证电流相同，电阻不同，应该对比甲乙两个烧瓶中的煤油上升的温度；

[7]由于电阻丝甲、乙串联，电流相等，且R甲＞R乙，则由可知，闭合开关通电一段时间后，甲烧瓶产生热量更多，温度上升更高，又由于R甲=R丙且丙两端电压大于甲两端电压，两电阻均为纯电阻，则由可知，闭合开关通电一段时间后，丙烧瓶产生热量更多，温度上升更高，综合可知三个瓶中煤油的温度从高到低依次是：丙甲乙。