Question

16．為了“比較不同物質的吸熱能力”，物理興趣小組在實驗室利用老師提供的器材連接好如圖甲所示的電路，A瓶中裝的是水，B瓶中裝的是煤油，兩瓶中用的是電阻均為5Ω的電熱絲．
（1）為了確保實驗的準確性，水和煤油的質量和初溫必須相等，閉合開關后，經過一段時間發(fā)現(xiàn)B（選填“A”或“B”）瓶中的溫度計的示數(shù)升高快，物質的這種特性我們用物理量比熱容來描述．
（2）實驗時，小明和小紅發(fā)現(xiàn)電熱絲熱得很快，而連接的導線卻不怎么熱，小紅猜想：發(fā)熱不同是因為電熱絲和導線的電流不同．小明猜想：發(fā)熱不同是因為電熱絲和導線的電阻不同．小組的其他同學立刻判斷小紅的猜想是錯誤的，原因是導線和電阻絲串聯(lián)，電流相等．
（3）接著興趣小組進行探究“通電導體產生熱量的多少和電阻的關系”，他們又準備了如下的器材：足量的水和煤油、天平、10Ω的電熱絲兩根、電流表和電壓表各一只、秒表等器材，要完成實驗，他們應該在原來的裝置上調整的器材及要求是：
①將A瓶中的水換成與B等質量的煤油；②將A（或B）瓶內的電阻絲換成10Ω的．
（4）最后，小明和小紅又利用此裝置探究了“通電導體產生熱量的多少和電流的關系”，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)大致畫出了產生的熱量Q和電流I²關系的圖象，（如圖乙）其中正確的是A．

Answer 1

分析 （1）實驗中使用相同的電熱絲串聯(lián)，保證了通過的電流和通電時間相同，根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt可知水和煤油吸收的熱量相同，由吸熱公式Q_吸=cm△t可知，為了比較不同物質吸收相同的熱量溫度變化情況，還要讓水和煤油的質量和初溫相同；
（2）猜想要合理的猜想，由導線和電熱絲串聯(lián)、電流相同進行判斷；
（3）根據(jù)焦耳定律可知電流做功產生的熱量與通過導體的電流、導體的電阻和通電時間有關，要研究電流產生的熱量與電阻的關系，需要控制通過導體的電流、通電時間相同，改變導體的電阻；
為了比較兩電熱絲產生熱量的多少，讓兩電熱絲都放入煤油中，通過煤油溫度升高多少說明電流產生的熱量多少（因為煤油的比熱容小，吸收相同熱量溫度變化大），所以換用相同質量的煤油；
（4）根據(jù)焦耳定律結合圖象分析答題．

解答 解：（1）由吸熱公式Q_吸=cm△t可知，為了比較不同物質吸收相同的熱量溫度變化情況，要讓水和煤油的質量和初溫相同；
因為水的比熱容大，相同質量的水和煤油，吸收相同的熱量，煤油的溫度升高的快，即B瓶中的溫度計的示數(shù)升高快；
（2）因為導線和電阻絲串聯(lián)，通過的電流相等，所以小紅的猜想的錯誤的；
（3）電流做功產生的熱量與通過導體的電流、導體的電阻和通電時間有關，要研究電流產生的熱量與電阻的關系，需要控制通過導體的電流、通電時間相同，換用不同的電阻絲，將A（或B）瓶內的電阻絲換成10Ω的；
實驗中，要讓兩電熱絲都放入煤油中，通過煤油溫度升高多少說明電流產生的熱量多少，所以將A瓶內換成等質量的煤油．
（4）根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt，探究“通電導體產生熱量的多少和電流的關系”，應當控制電阻和通電時間作為常數(shù)，Q與電流的二次方成正比，所以A正確．
故答案為：（1）質量；B；（2）導線和電阻絲串聯(lián)，電流相等；（3）將A（或B）瓶內的電阻絲換成10Ω的； （4）A．

點評 本題考查了兩個實驗（比較不同物質的吸熱能力、通電導體產生熱量的多少和電阻的關系），知識點多、綜合性強，用好控制變量法是關鍵．