Question

【題目】物理興趣小組同學在總結物理實驗的過程中，發現同樣器材可以完成多個實驗．于是他們選取如下實驗器材，電源一組、開關、電流表、多個10Ω和30Ω的電熱絲、滑動變阻器、玻璃瓶、導線、煤油和水若干．

探究實驗一：探究不同液體吸熱能力．

（1）將電熱絲包裹絕緣外殼后串聯入電路，完成實驗電路，所選電熱絲R=_________R乙．甲乙燒瓶中應裝入________相同的水和煤油．實驗記錄數據，并繪制圖像如圖所示．從圖像可以看出甲容器中裝的是_________．

（2）此實驗中用_________反映液體吸收熱量的多少．

探究實驗二：探究不同電熱絲發熱能力．

甲、乙兩瓶中裝入100g煤油，瓶內各安裝一根電阻絲．兩瓶中各插入了一支溫度計．在測量兩瓶煤油的溫度后，閉合開關，記錄數據如下表所示：

		電流/A	通電時間/min	電阻/Ω	初溫/℃	末溫/℃
第一次	甲	0．6	20	10	20	37
	乙	0．6	20	30	20	63
第二次	甲	0．6	30	10	20	44
	乙	0．6	30	30	20	76

（3）此實驗中用此實驗中用_________反映液體吸收熱量的多少．

（4）分析表中第一次甲、乙數據，可得出：在通過導體的電流和通電時間相同時，_________越大，導體發熱越多．

（5）有同學提出，煤油吸收的熱量不一定等于電熱絲放出的熱量．經小組討論后一致認為他的觀點是正確的，并且提出在不同的加熱過程中，加熱效率很可能不同．請你計算第一次實驗中甲的加熱效率為_________．

（6）綜合分析各組數據，發現加熱效率都不相同．你認為影響此次實驗加熱效率的因素主要________．

Answer 1

【答案】1 質量 水 加熱的時間 煤油升高的溫度 電熱絲電阻 82.6% 煤油與環境的溫度差

【解析】

探究實驗一：探究不同液體吸熱能力。

（1）為控制不同液體吸收的熱量相同，應把兩電阻絲串聯接入電路中，根據串聯電路電流的規律，通過的電流相同，相同時間內產生相同的熱量，應控制電阻的阻值相同，即R甲＝R乙；

比較不同物質的吸熱能力，要控制質量相同，故甲乙燒瓶中應裝入質量相同的水和煤油。根據實驗記錄繪制圖象2可知，升高相同的溫度（30℃﹣10℃＝20℃），甲加熱的時間為乙的2倍，質量相同的不同物質，升高相同的溫度，加熱時間長的吸熱能力強，即甲容器中裝的液體吸熱能力強，故甲容器中裝的為水；

（2）加熱時間越長，物質吸收熱量越多，用加熱的時間反映液體吸收熱量的多少；

探究實驗二：探究不同電熱絲發熱能力

（3）電熱絲通電產生的熱量被質量相等的煤油吸收，在比熱容和質量相同的情況下，煤油吸收的熱量越多，煤油升高的溫度越高，即煤油升高的溫度反映液體吸收熱量的多少；

（4）分析表中第一次甲、乙數據，通過導體的電流和通電時間相同，乙電熱絲電阻大于甲電熱絲的電阻，乙中煤油溫度升高的多，故可得出：在通過導體的電流和通電時間相同時，電熱絲阻值越大，導體發熱越多；

（5）根據焦耳定律，第一次實驗中甲電熱絲產生的熱量：

Q放＝I2Rt＝（0.6A）2×10Ω×20×60s＝4.32×103J；

由（1）可知，升高相同的溫度，水加熱的時間為煤油的2倍，即水吸收的熱量為煤油的2倍，根據，在質量和升高溫度相同的情況 下，比熱容與吸收的熱量成正比，故水的比熱容為煤油的2倍，故煤油的比熱容：；

煤油吸收的熱量：

Q吸＝c煤油m△t＝2.1×103J/（kg℃）×0.1kg×（37℃﹣20℃）＝3.57×103J，

故第一次實驗中甲的加熱效率為；；

（6）同理可求出第2次實驗乙的加熱效率：，發現加熱效率都不相同的原因是：煤油升高的溫度越高，與環境的溫差越大，熱量損失的越多，故加熱效率越低。