Question

為探究“電流通過導體產生的熱量跟哪些因素有關”，小成設計了所示的實驗電路。燒瓶中盛有質量相同的煤油，閉合開關S₁、S₂，用電阻絲（其中R_甲=R_丙＜R_乙）給煤油加熱相同時間，觀察并記錄燒瓶中溫度計示數的變化情況。

（1）比較燒瓶甲和燒瓶乙中溫度計示數的變化，研究電熱與       的關系。
（2）比較燒瓶甲和燒瓶丙中溫度計示數的變化，研究電熱與       的關系。
（3）小成對此實驗裝置稍做改裝，用改裝后的裝置測量未知液體比熱容。測量時，分別在兩燒瓶中裝入水和待測液體，閉合開關，一段時間后分別用溫度計測出水和待測液體升高的溫度Δt_水和Δt，在忽略熱損失的情況下，則待測液體的比熱容c=Δt_水c_水／Δt。
小成對此實驗裝置做出的改裝是_________。
為了得出待測液體比熱容的表達式c=Δt_水c_水／Δt，實驗中還需要增加一種測量儀器，說出該儀器名稱和作用_________。

Answer 1

（1）電阻      （2）電流   （3）去掉燒瓶乙，閉合開關S₁、S₂；   （或去掉燒瓶乙，燒瓶甲與燒瓶丙串聯，閉合開關S₂）     天平用天平稱量等質量的水和待測液體

試題分析：（1）和（2）導體產生的熱量與導體的電阻、電流、通電時間有關。當研究導體產生的熱量與電阻的關系時，應控制導體中的電流、通電時間相同；當研究導體產生的熱量與電流的關系時，應控制導體的電阻、通電時間相同．這種研究問題的方法是控制變量法．再結合選擇的電阻絲進行分析和判斷即可。（3）由吸熱公式Q_吸=cm△t可知，要想測量未知液體比熱容，應讓兩瓶中水和未知液體的質量m相等，吸收的熱量相等，通過溫度計讀出它們升高的溫度，再利用熱量的公式變形計算出未知液體比熱容的大小。
解：（1）由圖可知，電阻絲甲和乙串聯，則通過電阻絲甲和乙中的電流和通電時間相同，并且R_甲＜R_乙電阻不相等，所以探究的是電流通過導體產生的熱量與電阻的關系．
（2）因為R_甲=R_丙，電阻絲甲和乙串聯后又與電阻絲丙并聯，因此通過電阻絲甲和丙中的電流不同，而電阻絲甲和丙的電阻和通電時間相同，所以探究的是電流通過導體產生的熱量與電流的關系．  
（3）由吸熱公式Q_吸=cm△t可知，應讓兩瓶中水和未知液體的質量m相等，吸收的熱量相等，為了保證吸收的熱量相等，應該保證所選電阻絲的電阻、通過的電流和通電時間相等，所以應去掉燒瓶乙，讓燒瓶甲與燒瓶丙串聯，閉合開關S₂。為了讓兩瓶中水和未知液體的質量m相等，所以應用天平稱量等質量的水和待測液體。
點評：本題考查了可以利用控制變量法，并結合所選取的實驗器材能確定研究的問題，并且可以把所學的物理知識在生活中加以應用．近幾年來實驗不再只考我們課本中出現過的實驗，比較常見的為探究性實驗，要求我們不能只背答案，而應注重理解。