Question

17．為了探究電熱與電阻的關系，小偉設計了如圖甲所示的裝置，燒瓶中盛有質量、初溫均相等的煤油，R₁＞R₂

（1）實驗中電流產生熱量的多少是通過溫度計升高的示數反映的．
（2）實驗時小偉將R₁和R₂串聯接入電路中，這是為了控制流過電阻絲R₁、R₂的電流相同．
（3）小華將兩根阻值不同的電阻絲分別密封在兩個完全相同的燒瓶中，并通過短玻璃管與相同的氣球相連，如圖乙所示，想利用此裝置來探究電熱與電阻的關系，比較小偉和小華的裝置，你認為甲裝置更好，理由是：乙圖中的氣球體積大小不便于觀察和比較．
（4）小明想利用甲裝置改成“比較水和煤油比熱容的大小”的實驗，則他除了將其中一燒瓶中的煤油換成等質量的水外；還需要使兩燒瓶中的電阻絲的阻值相同．通過實驗觀察，發現裝有煤油（選填“水”或“煤油”）的燒瓶中溫度變化較大，說明水的比熱容比較大．

Answer 1

分析 （1）相同質量煤油吸收熱量的多少可以通過升高的溫度多少判斷．
（2）串聯電路中電流處處相等，同時也控制通電時間相等，可以探究電流產生熱量多少跟電阻大小的關系．
（3）根據氣體及固體的熱脹冷縮性質的不同，可以分析哪種實驗方法更直觀；
（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（加熱時間相等），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）相同質量的煤油吸熱的多少是通過溫度計升高的示數來反映的．
（2）電流產生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時間有關．探究電流產生熱量多少跟電阻的關系，控制電流和通電時間相同，兩個電阻串聯時，兩個電阻的電流相等，通電時間相等．
（3）圖乙裝置，氣體的熱脹冷縮效果比固液態更明顯，實驗現象更直觀，時間更短，但是不能做定量研究；圖甲裝置，用溫度計能較準確地測出液體的溫度變化，便于定量研究．
（4）要比較水和煤油的比熱容，則應讓水和煤油的質量相等、吸收的熱量（加熱時間）相等，由溫度的變化大小得出比熱容的大小關系；故用相同質量的水代替煤油，兩瓶中都有相同阻值相同的電阻絲，電阻相等；結果會發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）溫度計升高的示數；（2）流過電阻絲R₁、R₂的電流；（3）甲；乙圖中的氣球體積大小不便于觀察和比較；（4）阻值；煤油．

點評 本題通過實驗探究電流通過導體產生的熱量與電阻的關系，考查了學生對控制變量法的應用以及掌握一種常用的物理研究方法--轉換法．