Question

【題目】物理興趣小組同學在總結物理實驗的過程中，發現同樣器材可以完成多個實驗，于是他們選取如下實驗器材，電源一組、開關、電流表、多個 10Ω和 30Ω的電熱絲、滑動變阻器、玻璃瓶、 導線、煤油和水若干。

探究實驗一：探究不同液體吸熱能力

（1）將電熱絲包裹絕緣外殼后串聯接入電路，完成圖 a 實驗電路，所選電熱絲 R 甲_______R 乙。 甲、乙玻璃瓶中應裝入_________相同的水和煤油，實驗記錄數據，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）此實驗中用____________反映液體吸收熱量的多少。

探究實驗二：探究不同電熱絲發熱能力

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

		電流/A	通電時間/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）此實驗中用_____________反映液體吸收熱量的多少。

（4）分析表中第一次甲、乙數據，可得出：在_______相同時，導體電阻越大， 導體發熱越多。

（5）有同學提出，煤油吸收的熱量不一定等于電熱絲放出的熱量。經小討論后一致認為他 的觀點是正確的，并且提出在不同的加熱過程中，加熱效率很可能不同，請你計算第一次實驗 中甲的加熱效率為_________。（保留 3 位有效數字）

Answer 1

【答案】等于 質量 水 加熱的時間 煤油升高的溫度 通過導體的電流和通電時間 82.6%

【解析】

探究實驗一：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，應把兩電阻絲串聯接入電路中，根據串聯電路電流的規律可知，通過它們的電流相等，控制兩個電阻絲的電阻相等，即R甲=R乙；

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

（2）根據轉換法，實驗中用加熱的時間反映液體吸收熱量的多少；

探究實驗二：探究不同電熱絲發熱能力。

（3）電熱絲通電產生的熱量被質量相等的煤油吸收，根據Q=cm△t可知，在比熱容和質量相同的情況下，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、乙數據可知：通過導體的電流和通電時間相同，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：在通過導體的電流和通電時間相同時，電阻越大，導體發熱越多；

（5）第一次實驗中甲電熱絲產生的熱量：Q放=I2Rt=（0.6A）2×10Ω×20×60s=4.32×103J；
由（1）可知，升高相同的溫度，水加熱的時間為煤油的2倍，即水吸收的熱量為煤油的2倍，根據可知，在質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，第一次實驗中甲的加熱效率為；。