发布时间：2021-02-17 11:12:31
实验桌上有如下器材：符合实验要求的电源、滑动变阻器和电流表各一个，装有适量煤油的保温容器一个（容器内部封装有电阻不变的加热电阻丝R0，R0通过导线与接线柱相连，容器盖上安装有温度计，如图所示），开关一个，秒表一个，导线若干。使用上述器材，设计实验证明：“在煤油没有沸腾的条件下，当煤油的质量和加热电阻丝的电阻一定时，每加热60s时间，煤油升高的温度Δt与通过加热电阻丝的电流的平方I2成正比”。
（1）在虚框中画出实验电路图（在电路图中，整个保温容器只需画出其中的加热电阻丝R0，用电阻符号代替）；
（2）写出实验步骤；
（3）设计实验数据记录表格。
（1）实验电路图如答图所示；（1分）
（2）实验步骤：
①将电流表调零，断开开关，按图连接电路，移动滑动变阻器的滑片使变阻器接入电路的阻值为最大；
②闭合开关，移动滑片至适当位置，读出电流表的示数I。用温度计测量初始温度t初，用秒表开始计时，60s后用温度计测量末态温度t末。断开开关，将I、t初和t末分别记录到表格中；（1分）
③改变滑片的位置，闭合开关，读出电流表的示数I。用温度计测量初始温度t初，用秒表开始计时，60s后用温度计测量末态温度t末。断开开关，将I、t初和t末分别记录到表格中；
④重复步骤③四次，分别将每次测得的I、t初和t末记录到表格中；（1分）
⑤用公式Δt=t末-t初计算煤油升高的温度，计算电流的平方I2，将结果记录到表格中。（1分）
（3）实验数据记录表格（1分）
| I/A |
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| t初/℃ |
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| t末/℃ |
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| I2/A2 |
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| Δt/℃ |
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（其它思路合理也得分）
【解析】
试题分析：（1）实验电路要能多次改变电流大小进行测量，所以滑动变阻器与R0串联接入电路，实验电路图如答图所示；
（2）实验步骤：
①将电流表调零，断开开关，按图连接电路，移动滑动变阻器的滑片使变阻器接入电路的阻值为最大；
②闭合开关，移动滑片至适当位置，读出电流表的示数I。用温度计测量初始温度t初，用秒表开始计时，60s后用温度计测量末态温度t末。断开开关，将I、t初和t末分别记录到表格中；
③改变滑片的位置，闭合开关，读出电流表的示数I。用温度计测量初始温度t初，用秒表开始计时，60s后用温度计测量末态温度t末。断开开关，将I、t初和t末分别记录到表格中；
④重复步骤③四次，分别将每次测得的I、t初和t末记录到表格中；
⑤用公式Δt=t末-t初计算煤油升高的温度，计算电流的平方I2，将结果记录到表格中。（1分）
（3）实验数据记录表格
| I/A |
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| t初/℃ |
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| t末/℃ |
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| I2/A2 |
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| Δt/℃ |
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根据表格分析实验数据，得出结论。
考点：焦耳定律；实验方案的设计；电路图设计．
点评：用控制变量法设计实验，关键要清楚控制的量与变量，注意合理设计实验步骤。