第22页

信息发布者:
5:2
电流
①与②
控制电阻和电流相同,改变通电时间,比较相同电阻所在锥形瓶中煤油升高的温度
【分析】
1. 首先求$R_1$、$R_2$所在锥形瓶中煤油吸热之比:煤油质量和比热容相同,根据$Q_{吸}=cm\Delta t$,吸热之比等于升高的温度之比,先计算两者的升温,再求比值。
2. 分析①、③组数据:$R_1=R_3$,电流不同,通电时间相同,煤油升温不同,说明热量与电流有关。
3. 探究热量与电阻的关系:需控制电流和通电时间相同,改变电阻,找满足条件的实验组。
4. 探究热量与通电时间的关系:需控制电阻和电流相同,改变通电时间,通过煤油升温判断热量变化。
【解析】
1. 计算吸热之比:
已知煤油质量$m$相同,比热容$c$相同,根据$Q_{吸}=cm\Delta t$,可得$\frac{Q_1}{Q_2}=\frac{cm\Delta t_1}{cm\Delta t_2}=\frac{\Delta t_1}{\Delta t_2}$。
由表格数据,$\Delta t_1=30°\mathrm{C}-20°\mathrm{C}=10°\mathrm{C}$,$\Delta t_2=24°\mathrm{C}-20°\mathrm{C}=4°\mathrm{C}$,
则$\frac{Q_1}{Q_2}=\frac{10°\mathrm{C}}{4°\mathrm{C}}=\frac{5}{2}$。
2. 分析①、③组数据:
$R_1=R_3=6\ \Omega$,通电时间相同,电流$I_1=1.0\ \mathrm{A}$,$I_3=1.5\ \mathrm{A}$,煤油升高的温度不同,说明在电阻和通电时间相同时,导体产生的热量与电流有关。
3. 探究热量与电阻的关系:
需控制电流和通电时间相同,改变电阻。①、②组数据中,电流均为$1.0\ \mathrm{A}$,通电时间相同,$R_1≠ R_2$,符合控制变量的要求,故选①与②。
4. 探究热量与通电时间的关系:
根据控制变量法,应控制电阻和电流相同,改变通电时间,比较相同电阻所在锥形瓶中煤油升高的温度,从而判断导体产生热量的多少。
【答案】
$5:2$;电流;①与②;控制电阻和电流相同,改变通电时间,比较相同电阻所在锥形瓶中煤油升高的温度
【知识点】
电流的热效应;控制变量法;焦耳定律
【点评】
本题围绕焦耳定律的探究实验展开,核心是控制变量法的应用,通过煤油升温间接反映电流产生热量的多少(转换法),需要学生熟练掌握控制变量的思路,同时结合吸热公式进行定量计算,加深对电流热效应影响因素的理解。
【难度系数】
0.6