Question

16．如圖所示是“探究電流的熱效應(yīng)跟電阻大小關(guān)系”的實驗裝置示意圖．
（1）A、B兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲，燒瓶A內(nèi)的金屬絲電阻較小，燒瓶B內(nèi)的金屬絲電阻較大，實驗中應(yīng)使兩瓶中盛裝的煤油質(zhì)量相等（選填“相等”或“不相等”）；
（2）當開關(guān)閉合后，B（選填“A”或“B”）瓶中溫度計示數(shù)上升較快，若使用圖中的器材，進行“探究電流熱效應(yīng)跟電流大小的關(guān)系”時，需要添加的器材是與燒瓶A（或B）內(nèi)的金屬絲阻值相等的電熱絲．
（3）將此裝置改裝后使R_AR_B電阻相等測量煤油比熱容，測量時分別向兩個相同的燒瓶中加入初溫均為t₀質(zhì)量相等的水和煤油，通電一段時間后，分別讀出溫度計示數(shù)為t_水、t_煤油，請寫出煤油比熱容的表達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，不計熱量損失）．

Answer 1

分析 （1）利用控制變量法來分析得出答案；
（2）電熱的影響因素有電流、電阻、通電時間．首先要判斷清楚兩段金屬絲的什么因素是相同的，什么因素是不同的，再根據(jù)焦耳定律來判斷哪段導(dǎo)體產(chǎn)生的電熱多，即這個瓶中溫度上升較快；
（3）已知兩個相同的燒瓶中加入初溫均為t₀、質(zhì)量相等的水和煤油，通電一段時間，因為電熱絲的阻值、電流通電時間都相同，所以煤油和水獲得的熱量相同，據(jù)此列出等量關(guān)系式求解煤油的比熱容．

解答 解：
（1）根據(jù)控制變量法，實驗中應(yīng)該保持兩瓶中煤油的質(zhì)量相等；
（2）根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt，燒瓶A內(nèi)的金屬絲電阻和燒瓶B內(nèi)的金屬絲電阻是串聯(lián)的，所以電流和通電時間相同，由于燒瓶B內(nèi)的金屬絲電阻大于燒瓶A內(nèi)的金屬絲電阻，所以產(chǎn)生電熱多，故B瓶的溫度上升較快；
欲探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系，必須使通過兩金屬絲的電流不同，而兩金屬絲的阻值和通電時間要相同；因此可在燒瓶A（或B）的金屬絲兩端并聯(lián)一個與燒瓶B（或A）的金屬絲阻值相等的電阻，這樣便可探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系；
（3）由不于計熱量損失，則此過程中水和煤油吸收熱量相同，根據(jù)Q=cm（t-t₀）得，
c_水m（t_水-t₀）=c_煤油m（t_煤油-t₀），因此c_煤油=$\frac{{c}_{水}（{t}_{水}-{t}_{0}）}{{t}_{煤油}-{t}_{0}}$．
故答案為：（1）相等；（2）B；與燒瓶A（或B）內(nèi)的金屬絲阻值相等的電熱絲；（3）$\frac{{c}_{水}（{t}_{水}-{t}_{0}）}{{t}_{煤油}-{t}_{0}}$．

點評 本題考查了學(xué)生對焦耳定律的了解和掌握，綜合性強．轉(zhuǎn)換法、控制變量法為物理實驗中的常用方法，應(yīng)重點掌握．