Question

如圖1所示為研究焦耳定律的實驗裝置．

（1）在兩個相同的燒瓶中裝滿煤油，兩瓶中電阻絲的阻值關系為R_甲＞R_乙．閉合開關一段時間，觀察到甲瓶中煤油的溫度高于乙瓶．這表明：在

電流和通電時間

相同時

電阻

越大，電流產生的熱量越多．
（2）利用這些實驗器材，小明有設計一個進一步研究焦耳定律的實驗．小明保持電阻和通電時間不變，調整滑動變阻器改變電流大小．
小明準備探究的問題是：

電流產生熱量跟電流的關系

．
預期會觀察到的現象是：在

電流

越大時，溫度計溫度升高得越高．如果現象如你所設想能得出的實驗結論是：

在電阻和通電時間一定時，電流越大，電流產生的熱量越多

．
（3）將此裝置改裝后可測量煤油的比熱容，如圖2所示，測量時，分別向兩個相同的燒瓶中加入初溫均為t₀、質量相等的水和煤油，通電一段時間后，分別讀出溫度計的示數為t_水、t_煤油，請寫出煤油比熱容的表達c_煤油=

t水-t0

t煤油-t0

c_水

（已知水的比熱容為c_水）．

Answer 1

分析：（1）電流產生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時間有關．在電流和通電時間相等時，電阻越大，電流產生的熱量越多；在電阻和通電時間一定時，電流越大，電流產生的熱量越多；在電流和電阻一定時，通電時間越長，電流產生的熱量越多．  （2）電流產生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時間有關．探究電流產生熱量跟電流關系時，控制電阻和通電時間不變；探究電流產生熱量跟電阻關系時，控制電流和通電時間一定．
（3）根據水吸收的熱量和煤油吸收的熱量列出等式求出煤油的比熱．

解答：解：（1）甲乙兩根電阻絲串聯在電路中，電流和通電時間相同，甲的電阻大，電流通過甲時電流產生的熱量多，所以在電流和通電時間一定時，電阻越大，電流產生的熱量越多．
（2）小明保持電阻和通電時間不變，調整滑動變阻器改變電流大小，這是探究電流產生熱量跟電流關系．
在電流越大時，溫度計溫度升高得越高．所以在電阻和通電時間一定時，電流越大，電流產生的熱量越多．
（3）此過程中水和煤油吸收熱量相同，根據Q=cm（t-t₀）得，
所以，c_水m（t_水-t₀）=c_煤油m（t_煤油-t₀），
所以，c_煤油=

t水-t0

t煤油-t0

c_水．
故答案為：（1）電流和通電時間；電阻；（2）電流產生熱量跟電流的關系；電流；在電阻和通電時間一定時，電流越大，電流產生的熱量越多；（3）

t水-t0

t煤油-t0

c_水．

點評：掌握電流產生熱量多少的影響因素，利用控制變量法和轉換法探究電流產生熱量多少和各影響因素之間的關系．