7. 在探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，采用了如图17-22所示电路。

图17-22
（1）为了在短时间内达到明显的实验效果，两烧瓶中应装入质量和初温都相同的（选填“水”或“煤油”），实验中通过观察来比较电流通过导体产生热量的多少。
（2）如图17-22(a)所示，两烧瓶中装有阻值不同的电热丝，以探究电流通过导体产生的热量与的关系。
（3）如图17-22(b)所示，两烧瓶中装有阻值相同的电热丝，闭合开关，调节滑动变阻器，使两电流表示数（选填“相同”或“不同”），可以探究电流通过导体产生的热量与的关系。

7. （1）煤油 温度计的示数 （2）电阻 （3）不同 电流

【分析】
要解决这道题，需结合焦耳定律实验的设计思路，运用控制变量法和转换法分析：
1. 对于第（1）问，需选择比热容小的液体，使相同热量下温度变化更明显，同时明确热量多少的转换判断方法；
2. 第（2）问观察图(a)电路，判断电热丝的连接方式，确定控制的变量，从而明确探究的因素；
3. 第（3）问观察图(b)电路，结合实验目的，确定需要改变的物理量，明确探究的因素。
【解析】
（1）煤油的比热容比水小，相同质量的煤油和水吸收相同热量时，煤油温度变化更显著，能在短时间内达到明显实验效果，因此两烧瓶应装入煤油；实验中采用转换法，电流产生的热量越多，烧瓶内液体温度升高越多，所以通过观察温度计的示数来比较电流产生热量的多少。
（2）图(a)中，两电热丝串联，通过它们的电流和通电时间相同，而电阻不同，根据控制变量法，此时探究的是电流产生的热量与电阻的关系。
（3）图(b)中，两电热丝电阻相同，要探究电流产生的热量与电流的关系，需控制电阻和通电时间相同，改变电流，因此调节滑动变阻器使两电流表示数不同，以此探究热量与电流的关系。
【答案】
（1）煤油；温度计的示数 （2）电阻 （3）不同；电流
【知识点】
焦耳定律、控制变量法、转换法
【点评】
本题是焦耳定律实验的基础考查题，重点考查实验方法（控制变量法、转换法）的应用，是电学实验的核心知识点，学生需理解实验设计的逻辑，难度适中。
【难度系数】
0.5

8. 小明爸爸给自家的小汽车安装了电加热座椅垫，如图17-23(a)所示。小明研究发现该座椅垫有“高温”“低温”“关”三个挡位，其电路示意图如图17-23(b)所示，电源电压为12 V，高温功率为20 W，低温功率为9 W。求：
（1）座椅垫处于“低温”挡时，电路中的电流。
（2）加热片$R_1$的阻值。
（3）座椅垫处于“高温”挡时，5 min就可以将质量为0.5 kg的加热片从$10°\mathrm{C}$加热到$35°\mathrm{C}$，若不计热量损失，加热片材料的比热容是多少？

8. （1）0.75 A （2）8.8 Ω （3）$0.48×10^3\ \mathrm{J/(kg· ℃)}$

【分析】
要解决这道题，需先明确不同挡位的电路连接：“低温”挡时R₁与R₂串联，总电阻大、功率小；“高温”挡时仅R₂接入电路，总电阻小、功率大。
（1）低温挡已知功率和电压，利用电功率公式P=UI可直接求电路电流；
（2）高温挡只有R₂工作，由P=U²/R算出R₂的阻值，再结合低温挡总电阻R总=U²/P低，通过串联电阻规律R₁=R总-R₂求出R₁；
（3）高温挡消耗的电能全部转化为加热片的热量，先计算电能W=Pt，再根据Q=cmΔt变形公式求比热容c。
【解析】
（1）座椅垫处于“低温”挡时，功率P低=9 W，电源电压U=12 V，由P=UI得电路电流：
I低 = P低/U = 9 W / 12 V = 0.75 A；
（2）座椅垫处于“高温”挡时，仅R₂接入电路，功率P高=20 W，由P=U²/R得R₂的阻值：
R₂ = U²/P高 = (12 V)² / 20 W = 7.2 Ω；
低温挡时R₁与R₂串联，总电阻R总 = U²/P低 = (12 V)² /9 W =16 Ω；
根据串联电路电阻规律，R₁ = R总 - R₂ =16 Ω -7.2 Ω=8.8 Ω；
（3）高温挡工作时间t=5 min=5×60 s=300 s，消耗的电能：
W = P高 t =20 W ×300 s=6000 J；
不计热量损失，加热片吸收的热量Q=W=6000 J，温度变化Δt=35℃-10℃=25℃，质量m=0.5 kg；
由Q=cmΔt得，比热容：
c= Q/(mΔt)=6000 J/(0.5 kg ×25℃)=0.48×10³ J/(kg·℃)。
【答案】
（1）0.75 A；（2）8.8 Ω；（3）0.48×10³ J/(kg·℃)
【知识点】
电功率计算、串联电路电阻、热量与比热容计算
【点评】
本题结合汽车座椅加热垫的实际场景，考查电学与热学的综合应用，核心是正确分析不同挡位的电路结构，熟练运用相关公式，属于中等难度的综合题。
【难度系数】
0.6