Question

為了“比較不同物質的吸熱能力”，物理興趣小組在實驗室利用老師提供的器材連接好如圖所示的電路，A瓶中裝的是水，B瓶中裝的是煤油，兩瓶中用的是電阻均為5Ω的電熱絲。

 (1)正確連接完電路，開關閉合前滑片應置于最   (填“左”或“右”)端．

(2)為了確保實驗的準確性，水和煤油的     和初溫必須相等。閉合開關后，經過一段時間發現       (選填“A”或“B”)瓶中的溫度計的示數升高快．物質的這種屬性我們用物理量比熱容來描述。

(3)實驗結束時，小明測得水和煤油升高的溫度分別為Δt₁和Δt₂，已知水的比熱容為C_水，如果不計熱量損失，那么煤油的比熱容C_煤=                  。

(4)實驗時，小明和小紅發現電熱絲熱得很快，而連接的導線卻不怎么熱。小紅猜想：發熱不同是因為電熱絲和導線的電流不同。小明猜想：發熱不同是因為電熱絲和導線的電阻不同。其他同學立刻判斷小紅的猜想是錯誤的，原因是                              。

(5)接著興趣小組進行探究“通電導體產生熱量的多少和電阻的關系”，他們又準備了如下的器材：

足量的水和煤油、天平、10Ω的電熱絲兩根、電流表和電壓表各一只、秒表等器材。要完成實驗，他們應該在原來的裝置上調整的器材及要求是：①                              ；

②                              ．

(6)最后，小明和小紅又利用此裝置探究了“通電導體產生熱量的多少和電流的關系”，根據記錄數據大致畫出了產生的熱量Q和電流I關系的圖像，其中正確的是(     )

 

Answer 1

【答案】

（1）左  （2）m      B     （3）C_水Δt₁/Δt₂

（4）串聯電路中電流處處相等  

（5）將A瓶中的電阻絲換成10Ω的  將A瓶中的水換成煤油，且與B瓶中的煤油質量和初溫相同（或將A瓶中的水換成煤油，且與B瓶中的煤油質量相同）

（6）（  B  ）

【解析】（1）在連接電路時，要把開關斷開，滑動變阻器移到最大阻值處，即左端這樣做是為了保護電路．

（2）因為加熱工具和時間相同，由吸熱公式Q_吸=cm△t可知，為了比較不同物質吸收相同的熱量溫度變化情況，要讓水和煤油的質量相同，水和煤油的質量和初溫也相同；

因為水的比熱容大，相同質量的水和煤油，吸收相同的熱量，煤油的溫度升高的快，即B瓶中的溫度計的示數升高快；

（3）由題知，水吸收的熱量等于煤油吸收的熱量Q_水=Q_煤油，即：c_水m△t₁=c煤油m△t₂，得c煤油=c_水△t₁ /△t₂ ，

（4）電學常識，串聯電路電流相等，因為導線和電阻絲串聯，所以通過的電流相等，所以小紅的猜想的錯誤的；

（5）因為電流做功產生的熱量與通過導體的電流、導體的電阻和通電時間有關，要研究電流產生的熱量與電阻的關系，需要控制通過導體的電流、通電時間相同，所以將A瓶內的電阻絲換成10Ω的，A瓶內的水換成同B瓶等量的等質的煤油；實驗中，要讓兩電熱絲都放入煤油中，通過煤油溫度升高多少說明電流產生的熱量多少，所以將A瓶內換成等質量的煤油，原來的裝置上調整的器材及要求是：①A瓶內的電阻絲換成10Ω的，②A瓶內的水換成同B瓶等量的等質的煤油．

（6）根據焦耳定律Q=I²Rt，探究“通電導體產生熱量的多少和電流的關系”，應當控制電阻和通電時間作為常數，所以得到Q是電流的二次函數，即B符合