Question

【題目】小明和小華同學為了探究“電流通過導體產生的熱量與電阻的關系”，設計了如圖1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R1＜R2 ．

（1）R1與R2采用串聯的連接方式，其目的是為了控制通電時間、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2所示，其讀數為A，若R1=10Ω，則1min內電流通過R1所產生的熱量是J．
（5）小華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R1換成與R2阻值相等的電熱絲．測量時，水和煤油的初溫均為t0 ， 通電一段時間后，水和煤油的末溫分別為t水、t煤油 ， 請寫出煤油比熱容的表達式：c煤油= ． （已知水的比熱容為c水）

Answer 1

【答案】
（1）電流
（2）溫度計示數的變化
（3）乙；多
（4）0.3；54
（5）質量；
【解析】解：（1）探究電流通過導體產生的熱量與電阻的關系時，應控制通過電熱絲的電流和時間相等，串聯電路中電流處處相等，所以將R1與R2串聯在電路中；（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，是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，這里運用到的研究方法是轉換法；（3）電阻R1與R2串聯，流過它們的電流I及通電時間t都相等，已知R1＜R2 ， 由Q=I2Rt知：Q1＜Q2 ， 兩燒瓶中的煤油質量m相等，煤油的比熱c相等，由△t= 可知：△t甲＜△t乙 ， 所以乙燒瓶中煤油溫度上升較高；因為R1＜R2 ， Q1＜Q2 ， 由此可知，在通電時間相同，電流一定的情況下，電阻越大，電流產生的熱量越多；（4）由圖2可知，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=I2R1t=（0.3A）2×10Ω×60s=54J；（5）要比較水和煤油的比熱容，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，故用相同質量的水代替煤油；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；
因為Q水=Q煤油 ， 所以c水m（t水﹣t0）=c煤油m（t煤油﹣t0），
所以煤油的比熱：c煤油= ．所以答案是：（1）通過R1與R2的電流；（2）溫度計示數的變化；（3）乙；多；（4）0.3；54；（5）質量； ．