Question

18．小明和小華同學(xué)為了探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系”，設(shè)計了如圖所示的實際電路，兩個燒瓶A、B中盛有等量、初溫相等的煤油，R_A^與R_B是阻值不同的電熱絲．
（1）R_A與R_B采用串聯(lián)的方式，其目的是為了控制通電時間、通過的電流相等．
（2）小明同學(xué)為了比較R_A與R_B阻值的大小，用電壓表分別測出R_A與R_B兩端電壓的大小，發(fā)現(xiàn)U_A＜U_B，則R_A＜R_B（選填“＞”“＜”或“=”）．
（3）在相同的時間內(nèi)，可通過觀察溫度計示數(shù)的變化來比較電流通過電熱絲產(chǎn)生的熱量多少；為了升溫較快，試驗液體選用煤油而不選水，主要是水的比熱容比煤油大 （選填“大”或“小”）．
（4）通過實驗，發(fā)現(xiàn)燒瓶B中煤油吸熱多，這表明：在電流、通電時間相同的情況下，電阻越越大（選填“越大”或“越小”），產(chǎn)生的熱量越多．
（5）小華想改裝此實驗裝置用來“測量煤油的比熱容的大小”，則他們應(yīng)將燒瓶A中煤油換成與其質(zhì)量（選填“質(zhì)量”或“體積”）相等的水，并將電熱絲R_A換成與R_B阻值相等的 電熱絲．測量時，水和煤油的初溫均為t₀，通電一段時間后，水和煤油的末溫分別為t_水、t_煤油，請寫出煤油比熱容的表達(dá)式：c_煤油=$\frac{{C}_{水}（{t}_{水}-{t}_{0}）}{{t}_{煤油}-{t}_{0}}$（已知水的比熱容為c_水）．小明認(rèn)為這樣測量煤油的比熱容會有較大的誤差，原因主要有：水與煤油的散熱程度不同（只要寫出一條即可）

Answer 1

分析 （1）R_A與R_B采用串聯(lián)的方式，其目的是為了控制通電時間、通過的電流相等；
（2）串聯(lián)電路有分壓作用，電壓與電阻成正比；
（3）溫度計示數(shù)的變化反應(yīng)了液體溫度的變化，反映了液體吸收熱量即電流產(chǎn)生熱量的多少；根據(jù)Q=cm△t作出分析；
（4）根據(jù)實驗控制的變量與焦耳定律分析出結(jié)論；
（5）由吸熱公式Q_吸=cm△t可知，要比較水和煤油的比熱容大小，應(yīng)讓兩瓶中水和煤油的質(zhì)量m相等、吸收的熱量相等（加熱時間相等），通過比較它們升高的溫度大小關(guān)系，得出比熱容的大小關(guān)系；通電相同的時間，水和煤油吸收相同的熱量，根據(jù)Q=cm（t-t₀）求出煤油的比熱．

解答 解：（1）兩電阻絲串聯(lián)連接的目的是：控制兩根電阻絲的電流和通電時間相等；
（2）用電壓表分別測出R_A與R_B兩端電壓的大小，發(fā)現(xiàn)U_A＜U_B，因為電壓與電阻成正比，則R_A＜R_B；
（3）實驗中通過觀察兩支溫度計示數(shù)變化來比較電流產(chǎn)生的熱量的多少；
根據(jù)Q=cm△t可知，在液體的質(zhì)量和吸收的熱量相同的情況下，液體的比熱越小，溫度升高的越快，所以選用比熱容較小的煤油來做實驗；
（4）根據(jù)焦耳定律可知，在電流和通電時間相同的情況下，導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多；
（5）要比較水和煤油的比熱容，則應(yīng)讓水和煤油的質(zhì)量相等、吸收的熱量（加熱時間）相等，由溫度的變化大小得出比熱容的大小關(guān)系，故用相同質(zhì)量的水代替煤油；把電熱絲R_A換成與R_B阻值相同的電阻絲，電阻相等，在相同時間內(nèi)放出的熱量相同，所以水和煤油吸收的熱量相同；
因為Q_水=Q_煤油，所以c_水m（t_水-t₀）=c_煤油m（t_煤油-t₀），所以煤油的比熱：
c_煤油=$\frac{{C}_{水}（{t}_{水}-{t}_{0}）}{{t}_{煤油}-{t}_{0}}$；因為水和煤油的散熱程度不同，所以這樣測量煤油的比熱容會有較大的誤差．
故答案為：（1）通過的電流；（2）＜；（3）溫度計示數(shù)的變化；大；（4）越大；（5）質(zhì)量；與R_B阻值相等；$\frac{{C}_{水}（{t}_{水}-{t}_{0}）}{{t}_{煤油}-{t}_{0}}$；水與煤油的散熱程度不同．

點評 本題是探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電阻大小的關(guān)系”的實驗題，實驗中應(yīng)用了控制變量法，掌握控制變量法的應(yīng)用、熟練應(yīng)用串聯(lián)電路特點、電功公式、熱量公式的變形公式是正確解題的關(guān)鍵．