Question

【題目】物理興趣小組同學(xué)在總結(jié)物理實(shí)驗(yàn)的過程中，發(fā)現(xiàn)同樣器材可以完成多個(gè)實(shí)驗(yàn)，于是他們選取如下實(shí)驗(yàn)器材，電源一組、開關(guān)、電流表、多個(gè) 10Ω和 30Ω的電熱絲、滑動變阻器、玻璃瓶、 導(dǎo)線、煤油和水若干。

探究實(shí)驗(yàn)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(lián)接入電路，完成圖 a 實(shí)驗(yàn)電路，所選電熱絲 R 甲_______R 乙。 甲、乙玻璃瓶中應(yīng)裝入_________相同的水和煤油，實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)，并繪制圖像如圖 b 所示， 從圖像可以看出甲容器中裝的是____________。

（2）此實(shí)驗(yàn)中用____________反映液體吸收熱量的多少。

探究實(shí)驗(yàn)二：探究不同電熱絲發(fā)熱能力

甲、乙兩瓶中裝入 100g 煤油，瓶內(nèi)各安裝一根電阻絲。兩瓶中各插入了一支溫度計(jì)，在測量 兩瓶煤油的溫度后，閉合開關(guān)，記錄數(shù)據(jù)如下表所示：c煤油=2.1×103J/（kg·℃）

		電流/A	通電時(shí)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(shí)驗(yàn)中用_____________反映液體吸收熱量的多少。

（4）分析表中第一次甲、乙數(shù)據(jù)，可得出：在_______相同時(shí)，導(dǎo)體電阻越大， 導(dǎo)體發(fā)熱越多。

（5）有同學(xué)提出，煤油吸收的熱量不一定等于電熱絲放出的熱量。經(jīng)小討論后一致認(rèn)為他 的觀點(diǎn)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(jì)算第一次實(shí)驗(yàn) 中甲的加熱效率為_________。（保留 3 位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】等于 質(zhì)量 水 加熱的時(shí)間 煤油升高的溫度 通過導(dǎo)體的電流和通電時(shí)間 82.6%

【解析】

探究實(shí)驗(yàn)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(yīng)把兩電阻絲串聯(lián)接入電路中，根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律可知，通過它們的電流相等，控制兩個(gè)電阻絲的電阻相等，即R甲=R乙；

比較不同物質(zhì)的吸熱能力，要控制質(zhì)量相同，故甲乙燒瓶中應(yīng)裝入質(zhì)量相同的水和煤油。根據(jù)圖象可知，升高相同的溫度（30℃-10℃=20℃），甲加熱的時(shí)間為乙的2倍，甲容器中裝的液體吸熱能力強(qiáng)，故甲容器中裝的為水；

（2）根據(jù)轉(zhuǎn)換法，實(shí)驗(yàn)中用加熱的時(shí)間反映液體吸收熱量的多少；

探究實(shí)驗(yàn)二：探究不同電熱絲發(fā)熱能力。

（3）電熱絲通電產(chǎn)生的熱量被質(zhì)量相等的煤油吸收，根據(jù)Q=cm△t可知，在比熱容和質(zhì)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(shù)據(jù)可知：通過導(dǎo)體的電流和通電時(shí)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(dǎo)體的電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大，導(dǎo)體發(fā)熱越多；

（5）第一次實(shí)驗(yàn)中甲電熱絲產(chǎn)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(shí)間為煤油的2倍，即水吸收的熱量為煤油的2倍，根據(jù)可知，在質(zhì)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，第一次實(shí)驗(yàn)中甲的加熱效率為；。