Question

【題目】實(shí)際生活中，用電器接通電源后，都伴有熱量的產(chǎn)生，小明在“探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與什么因素有關(guān)”時(shí)，采用了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，其中a、b、c、d四個(gè)相同的容器密閉著等量空氣并與U形管緊密相連，實(shí)驗(yàn)前U形管兩端液面相平，將1、2和3、4導(dǎo)線分別接到電源兩端。

（1）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)觀察U形管中________的變化來(lái)比較電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生熱量的多少。

（2）圖甲所示的裝置是用來(lái)研究電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生的熱量與________的關(guān)系，分析圖乙所示的裝置的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象， 可以得出的結(jié)論是： _______.

（3）利用圖甲裝置探究“比較不同物質(zhì)吸熱能力”

（a）在兩個(gè)完全相同的容器中分別裝入___、初溫都相同的水和煤油

（b）為了完成實(shí)驗(yàn)，應(yīng)將b瓶中的電阻絲變?yōu)?/span>_____Ω ，可以認(rèn)為在相同時(shí)間內(nèi)水和煤油吸收的熱量___

（c）根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制圖丙圖像，由圖像可知煤油的比熱容是 ______

Answer 1

【答案】液面高度 電阻 在電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流越大，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多 質(zhì)量 5 相等

【解析】

(1)[1]電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但空氣盒內(nèi)溫度的變化可以通過(guò)U形管液面高度差的變化來(lái)反映，這種研究方法為轉(zhuǎn)換法；

(2)[2]如圖甲，兩個(gè)電阻串聯(lián)在電路中，電流相同，通電時(shí)間相同，電阻不同，根據(jù)控制變量法可知，這是探究電流產(chǎn)生熱量跟電阻的關(guān)系；

[3]圖乙裝置中兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián)后再與一個(gè)5Ω的電阻串聯(lián)，由串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，右端兩個(gè)電阻的總電流和左端電阻的電流相等，即；兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)知：

所以，燒瓶?jī)?nèi)的電阻值都是5Ω，阻值相等，通電時(shí)間相等，電流不同，根據(jù)控制變量法可知，這是探究電流產(chǎn)生熱量跟電流的關(guān)系；通過(guò)一段時(shí)間，c容器中U形管液面高度差大，電流產(chǎn)生的熱量多；分析圖乙兩裝置的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以得出的結(jié)論是：在電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流越大，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。

(3)[4]根據(jù)控制變量法，要比較不同物質(zhì)的吸熱能力，要控制不同物質(zhì)的質(zhì)量相同，故在兩個(gè)完全相同的燒杯中分別裝入質(zhì)量、初溫都相同的水和煤油；

[5][6]為了使相同時(shí)間內(nèi)水和煤油吸收的熱量相等，根據(jù)，設(shè)計(jì)的電路必須滿足的條件是加熱的兩個(gè)電阻的阻值相等，所以應(yīng)將b瓶中的電阻絲變?yōu)?/span>；

[7]由丙圖可知，當(dāng)水和煤油都加熱5分鐘時(shí)，水的溫度變化量是：

煤油的溫度變化量是：

而且水和煤油吸收的熱量相同；則有：

由得：

解得：