Question

4．小明利用如圖所示的裝置探究“導體產生的熱量與電阻的大小的關系”圖中兩只燒瓶內盛有質量和溫度相同的煤油，溫度計可現(xiàn)實瓶中煤油的溫度，煤油中都浸著一段橫截面積相同長度不同的鎳鉻合金絲，已知甲瓶中的鎳鉻合金絲比乙瓶中的長．
（1）閉合開關后，可以觀察到甲瓶中溫度計的示數(shù)升高得更快，這表明：在電流和通電時間相同的情況下，導體的電阻越大，產生的熱量越多．
（2）利用此裝置還可探究電流通過導體產生的熱量與電流的關系，實驗時移動滑動變阻器的滑片，觀察同一（選填“同一”或“不同”）燒瓶內的溫度計示數(shù)升高的快慢．
（3）小明認為，將該裝置改進后，還可以做“比較水和煤油比熱容的大小”的實驗，則他應將其中一燒瓶中的煤油換成水，對這部分水的具體要求是質量、溫度與煤油相等，并且要使甲、乙兩燒瓶中金屬絲的電阻相等．水和煤油吸熱的多少是通過加熱時間來反映的（選填“溫度計升高的示數(shù)”或“加熱時間”）．通過實驗，發(fā)現(xiàn)水的溫度上升較慢，原因是水的比熱容大．

Answer 1

分析 （1）知道通過的電流相等，由焦耳定律可知阻值越大的電阻產生的熱量越多，溫度升高越快；
（2）根據Q=I²Rt可知，要研究電流通過導體產生的熱量與電流的關系，必須保持電阻和通電時間相同，改變通過電熱絲的電流，比較產生熱量多少與電流大小的關系；
（3）由吸熱公式Q_吸=cm△t可知，要比較水和煤油的比熱容大小，應讓兩瓶中水和煤油的質量m相等、吸收的熱量相等，通過比較它們升高的溫度大小關系，得出比熱容的大小關系．

解答 解：（1）兩電阻串聯(lián)，電流相等．橫截面積相同、甲瓶中的鎳鉻合金絲比乙瓶中的長，即甲瓶中電阻大；由焦耳定律Q=I²Rt得，電流和通電時間相同時，電阻大的甲瓶在相同時間產生的熱量多，升高的溫度快；
（2）利用此電路還可探究電流通過導體產生的熱量與電流的關系，即移動滑動變阻器滑片，比較通電時間相同時，甲（或乙）燒瓶中溫度計的示數(shù)變化快慢，即觀察同一燒瓶內的溫度計示數(shù)升高的快慢；
（3）要比較水和煤油的比熱容，則應讓水和煤油的質量、溫度相等，吸收的熱量相等，由溫度的變化求得比熱的大��；故用相同質量的水代替煤油，兩瓶中都有相同長度的電阻絲，電阻相等；
由Q=I²Rt，在電流、電阻相等時，通電時間相等電阻絲產生熱量則相等；實驗發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)水的溫度上升較慢，根據Q_吸=cm△t可知，水的比熱容大．
故答案為：（1）甲；（2）電流；同一；（3）質量、溫度與煤油相等；相等；加熱時間；水的比熱容大．

點評 本題通過焦耳定律的實驗重點考查學生對控制變量法、轉化法的掌握和應用，以及學生分析實驗現(xiàn)象得出結論的能力；控制變量法為物理實驗中的常用方法，應重點掌握．