Question

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）為了完成實驗，請在右圖中用筆畫線代替導線將電路補全；且開關閉合前滑片應置于______（“A或B”）端．
（2）為了確保實驗的準確性，水和煤油的______和初溫B必須相等．閉合開關后，經過一段時間發現______ （A/B）瓶中的溫度計的示數升高快．物質的這種屬性我們用物理量比熱容來描述．
（3）實驗結束時，小明測得水和煤油升高的溫度分別為△t₁和△t₂，已知水的比熱容為C_水，如果不計熱量損失，那么煤油的比熱容C_煤=_______．
（4）實驗時，小明和小紅發現電熱絲熱得很快，而連接的導線卻不怎么熱．小紅猜想：發熱不同是因為電熱絲和導線的電流不同．小明猜想：發熱不同是因為電熱絲和導線的電阻不同．其他同學立刻判斷小紅的猜想的錯誤的，原因是______．
（5）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______；②______．
（6）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”，根據記錄數據大致畫出了產生的熱量Q和電流I關系的圖象，其中正確的是______．

Answer 1

【答案】分析：在連接電路時，要把開關斷開，滑動變阻器移到最大阻值處．這樣做是為了保護電路．
實驗中使用相同的電熱絲串聯，保證了通過的電流和通電時間相同，根據焦耳定律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；
根據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．
解答：解：（1）

在連接電路時，要把開關斷開，滑動變阻器移到最大阻值處，即A端這樣做是為了保護電路．

（2）因為加熱工具和時間相同，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，要讓水和煤油的質量相同，水和煤油的質量和初溫也相同；
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升高快；
（3）由題知，水吸收的熱量等于煤油吸收的熱量Q水=Q煤油，即：c_水m△t₁=c_煤油m△t₂，得c_煤油=c_水，
（4）電學常識，串聯電路電流相等，因為導線和電阻絲串聯，所以通過的電流相等，所以小紅的猜想的錯誤的；
（5）因為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，所以將A瓶內的電阻絲換成10Ω的，A瓶內的水換成同B瓶等量的等質的煤油；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，原來的裝置上調整的器材及要求是：①A瓶內的電阻絲換成10Ω的，②A瓶內的水換成同B瓶等量的等質的煤油．
（6）根據焦耳定律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，所以得到Q是電流的二次函數，即B符合
故答案：A；質量，B；c_水；導線和電阻絲串聯，通過的電流相等；A瓶內的電阻絲換成10Ω的，A瓶內的水換成同B瓶等量的等質的煤油；B
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．