Question

【題目】小明和小佳同學為了探究“電流通過導體產生的熱量與電阻的關系”，設計了如圖一所示的實驗電路．兩個燒瓶甲、乙中盛有質量、初溫相等的煤油，其中．

（1）與采用串聯的連接方式，其目的是為了控制__________、__________相等．

（2）在相同時間內，可通過觀察__________來比較電流通過電熱絲產生的熱量多少．

（3）在通電時間相同時，兩燒瓶內煤油上升較高的是__________瓶．由此可知，在通電時間相同，電流一定的情況下，電阻越大，電流產生的熱量越__________．

（4）實驗過程中小明移動滑片，電流表的示數如圖二所示，其讀數為__________ ，若，則內電流通過所產生的熱量是__________ ．

（5）小明想改裝實驗裝置用來“測量煤油的比熱容大小”，則他們應將燒瓶甲中煤油換成與其______（選填“質量”或“體積”）相等的水，并將電熱絲換成與阻值相等的電熱絲．測量時，水和煤油的初溫均為，通電一段時間后，水和煤油的末溫分別為、，請寫出煤油比熱容的表達式： ____________________．（已知水的比熱容為）

Answer 1

【答案】 通電時間 通過與的電流 溫度計示數變化 乙 多 質量

【解析】（1）探究電流通過導體產生的熱量與電阻的關系時，將R1與R2串聯在電路中，可以控制通過電熱絲的電流和時間相等；

（2）電熱絲放在燒瓶中，通電產生熱量被質量、初溫相等的煤油吸收，產生熱量越多，煤油溫度升的越高，所以在相同時間內，可以通過觀察溫度計示數變化比較電流通過電熱絲產生熱量的；

（3）因為電阻R1與R2串聯，所以流過它們的電流I及通電時間t都相等，因為R1＜R2，所以由Q=I2 Rt知道Q1＜Q2，又因為兩燒瓶中的煤油質量m相等，煤油的比熱c相等，所以△t甲＜△t乙，即乙燒瓶中煤油溫度上升較高；由此可知，在通電時間相同，電流一定時，電阻越大，電流產生的熱量越多。

（4）由圖二知道，電流表使用0-0.6A量程，分度值0.02A，電流表示數為0.3A，所以1min內電流通過R1 所產生的熱量：Q1 =I2 R1 t=（0.3A）2×10Ω×60s=54J。

（5）若想改裝實驗裝置用來“測量煤油的比熱容大小”，則應讓水和煤油的質量相等、吸收的熱量（加熱時間）相等，由溫度的變化大小得出比熱容的大小關系，故用相同質量的煤油代替水；把電熱絲R1 換成與R2 阻值相同的電阻絲，電阻相等，在相同時間內放出的熱量相同，所以水和煤油吸收的熱量相同，即Q水=Q煤油，所以c水m（t水-t0）=c煤油m（t煤油 -t0），故煤油的比熱是：c煤油=水(t水t0)/（t煤油t0）