Question

18．小明和小紅利用如圖所示的裝置探究“導體產生的熱量與電阻大小的關系”．質量相等的兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲，甲燒瓶中的金屬絲是銅絲，電阻比較小，乙燒瓶中的金屬絲是鎳鉻合金絲，電阻比較大．溫度計顯示煤油的溫度．
（1）采用這種連接方式的目的是：控制電流和通電時間相同．
（2）合上開關，經過一段時間，兩電阻絲產生的熱量的多少是通過U型管中液面的高度差反映出來．
（3）實驗中，小明和小紅發(fā)現燒瓶中溫度計的示數升高快．這表明：在電流和通電時間相同的情況下，導體的電阻越大，產生的熱量越多．
（4）小明提議利用該裝置改成“比較水和煤油比熱容的大小”的實驗，則他們應將其中一燒瓶中的煤油換成相等的水；將甲燒瓶中的銅絲換成鎳鉻合金絲，并且與乙燒瓶中的鎳鉻合金絲的電流相等．通過實驗觀察，發(fā)現裝有煤油（選填“水”或“煤油”）的燒瓶中溫度計的示數變化較大．

Answer 1

分析 （1）串聯電路中，電流是處處相等的；
（2）電流通過導體產生熱量的多少不能直接觀察，但可以通過液面高度差的變化來反映，這種研究方法叫轉化法；
（3）據焦耳定律分析判斷即可解決；
（4）由吸熱公式Q_吸=cm△t可知，要比較水和煤油的比熱容大小，應讓兩瓶中水和煤油的質量m相等、吸收的熱量相等，通過比較它們升高的溫度大小關系，得出比熱容的大小關系．

解答 解：（1）據圖可知，兩個電阻是串聯的，所以采用這種連接方式的目的是：控制電流和通電時間相同；、
（2）據試驗裝置可知，電流通過導體產生熱量使得容器中的空氣受熱膨脹，從而導致U型管中的液面會發(fā)生變化，故雖然熱量的多少不能直接觀察，但可以通過U型管液面高度差的變化來反映，這種研究方法叫轉化法；
（3）據焦耳定律可知，在電流和通電時間相同的情況下，導體的電阻越大，產生的熱量越多．
（4）要比較水和煤油的比熱容大小，則應讓水和煤油的質量相等，吸收的熱量相等，由溫度的變化求得比熱的大��；故用相同質量的水代替煤油，兩瓶中都有相同長度的電阻絲，電阻相等；結果會發(fā)現煤油溫度變化的快，說明煤油的比熱容較小，水的比熱容大．
故答案為：（1）控制電流和通電時間相同；（2）U型管中液面的高度差；（3）大；（4）電流；煤油．

點評 （1）本題通過焦耳定律的實驗重點考查學生對控制變量法、轉化法的掌握和應用，以及學生分析實驗現象得出結論的能力；
（2）在“比較水和煤油比熱容的大小”的實驗中，同樣要注意控制變量法的應用，這是解答的關鍵，應重點掌握．