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3 如图所示为“探究影响电流热效应的因素”实验。
（1）装置如图甲所示，在三个相同的容器中装有质量相等的煤油，容器中分别安装一段电阻丝$R_1$、$R_2$、$R_3$，$R_1=5\ \Omega$，$R_2=R_3=10\ \Omega$，小明设计了如图乙所示电路。将$R_1$、$R_3$两个电阻丝分别填入虚线框中，虚线框①中应放入电阻丝
（2）闭合开关$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_1$，调节滑动变阻器$R_0$的滑片使电流表示数为$0.2\ \mathrm{A}$，$2\ \mathrm{min}$后记录两电阻丝所在容器中的液体温度。根据
（3）闭合开关$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_2$，调节滑动变阻器$R_0$的滑片使电流表示数为$0.4\ \mathrm{A}$，加热煤油$2\ \mathrm{min}$后。若在（2）中虚线框①中电阻丝使煤油升高了$5\ °\mathrm{C}$，则虚线框②中电阻丝使煤油升高了
（1）装置如图甲所示，在三个相同的容器中装有质量相等的煤油，容器中分别安装一段电阻丝$R_1$、$R_2$、$R_3$，$R_1=5\ \Omega$，$R_2=R_3=10\ \Omega$，小明设计了如图乙所示电路。将$R_1$、$R_3$两个电阻丝分别填入虚线框中，虚线框①中应放入电阻丝
$R_1$
。（2）闭合开关$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_1$，调节滑动变阻器$R_0$的滑片使电流表示数为$0.2\ \mathrm{A}$，$2\ \mathrm{min}$后记录两电阻丝所在容器中的液体温度。根据
温度计示数变化
，得出在电流、通电时间相同时，电阻
越大，导体产生的热量越多。此时虚线框①中电阻丝产生的热量是24
$\mathrm{J}$。（3）闭合开关$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_2$，调节滑动变阻器$R_0$的滑片使电流表示数为$0.4\ \mathrm{A}$，加热煤油$2\ \mathrm{min}$后。若在（2）中虚线框①中电阻丝使煤油升高了$5\ °\mathrm{C}$，则虚线框②中电阻丝使煤油升高了
40
$°\mathrm{C}$（电流通过电阻丝产生的热量全部被煤油吸收）。答案
3. (1) $R_1$ (2) 温度计示数变化 电阻 24 (3) 40
解析
【分析】
本题围绕“探究影响电流热效应的因素”实验展开，需结合控制变量法、转换法，以及焦耳定律、热量公式进行分析。
（1）探究电流热效应与电阻的关系时，需控制电流和通电时间相同，因此两个电阻应串联，结合电阻大小匹配虚线框位置；
（2）电流产生的热量无法直接观察，通过煤油温度变化（温度计示数变化）反映热量多少，即转换法；利用焦耳定律计算热量，结合控制变量得出结论；
（3）利用“电流产生的热量全部被煤油吸收”的条件，结合热量公式与焦耳定律的比例关系，计算温度变化量。
【解析】
（1）探究电流、通电时间相同时热量与电阻的关系，需保证两电阻电流相同，因此虚线框①与$R_2$串联，应放入$R_1$（$R_1=5\ \Omega$，与$R_2=10\ \Omega$形成电阻差），满足实验的控制变量要求。
（2）电流产生的热量被煤油吸收，通过温度计示数变化判断热量多少（转换法）；当电流、通电时间相同时，电阻越大，导体产生的热量越多。计算热量：$I=0.2\ \mathrm{A}$，$R=R_1=5\ \Omega$，$t=2\ \mathrm{min}=120\ \mathrm{s}$，由$Q=I^2Rt$得：$Q=(0.2\ \mathrm{A})^2×5\ \Omega×120\ \mathrm{s}=24\ \mathrm{J}$。
（3）设煤油质量为$m$，比热容为$c$，热量全部被吸收，则$Q=cm\Delta t$。对（2）中①的电阻：$Q_1=I_1^2R_1t=cm\Delta t_1$；对（3）中②的电阻（$R_3=10\ \Omega$，电流$I_2=0.4\ \mathrm{A}$，时间$t$相同）：$Q_2=I_2^2R_3t=cm\Delta t_2$。两式相除得：$\frac{\Delta t_2}{\Delta t_1}=\frac{I_2^2R_3}{I_1^2R_1}$，代入数值：$\Delta t_2=5°\mathrm{C}×\frac{(0.4\ \mathrm{A})^2×10\ \Omega}{(0.2\ \mathrm{A})^2×5\ \Omega}=5°\mathrm{C}×8=40°\mathrm{C}$。
【答案】
(1) $R_1$ (2) 温度计示数变化；电阻；24 (3) 40
【知识点】
焦耳定律、电流热效应、热量计算
【点评】
本题结合电学与热学知识，考查实验方法（控制变量法、转换法）的应用，以及公式的灵活运用，是初中物理的综合典型题，需注意实验逻辑和公式变形。
【难度系数】
0.5
本题围绕“探究影响电流热效应的因素”实验展开，需结合控制变量法、转换法，以及焦耳定律、热量公式进行分析。
（1）探究电流热效应与电阻的关系时，需控制电流和通电时间相同，因此两个电阻应串联，结合电阻大小匹配虚线框位置；
（2）电流产生的热量无法直接观察，通过煤油温度变化（温度计示数变化）反映热量多少，即转换法；利用焦耳定律计算热量，结合控制变量得出结论；
（3）利用“电流产生的热量全部被煤油吸收”的条件，结合热量公式与焦耳定律的比例关系，计算温度变化量。
【解析】
（1）探究电流、通电时间相同时热量与电阻的关系，需保证两电阻电流相同，因此虚线框①与$R_2$串联，应放入$R_1$（$R_1=5\ \Omega$，与$R_2=10\ \Omega$形成电阻差），满足实验的控制变量要求。
（2）电流产生的热量被煤油吸收，通过温度计示数变化判断热量多少（转换法）；当电流、通电时间相同时，电阻越大，导体产生的热量越多。计算热量：$I=0.2\ \mathrm{A}$，$R=R_1=5\ \Omega$，$t=2\ \mathrm{min}=120\ \mathrm{s}$，由$Q=I^2Rt$得：$Q=(0.2\ \mathrm{A})^2×5\ \Omega×120\ \mathrm{s}=24\ \mathrm{J}$。
（3）设煤油质量为$m$，比热容为$c$，热量全部被吸收，则$Q=cm\Delta t$。对（2）中①的电阻：$Q_1=I_1^2R_1t=cm\Delta t_1$；对（3）中②的电阻（$R_3=10\ \Omega$，电流$I_2=0.4\ \mathrm{A}$，时间$t$相同）：$Q_2=I_2^2R_3t=cm\Delta t_2$。两式相除得：$\frac{\Delta t_2}{\Delta t_1}=\frac{I_2^2R_3}{I_1^2R_1}$，代入数值：$\Delta t_2=5°\mathrm{C}×\frac{(0.4\ \mathrm{A})^2×10\ \Omega}{(0.2\ \mathrm{A})^2×5\ \Omega}=5°\mathrm{C}×8=40°\mathrm{C}$。
【答案】
(1) $R_1$ (2) 温度计示数变化；电阻；24 (3) 40
【知识点】
焦耳定律、电流热效应、热量计算
【点评】
本题结合电学与热学知识，考查实验方法（控制变量法、转换法）的应用，以及公式的灵活运用，是初中物理的综合典型题，需注意实验逻辑和公式变形。
【难度系数】
0.5
